CN214131005U - 一种氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置，包括一级石墨冷却器、二级石墨冷却器和循环泵，所述循环泵的进口与一级石墨冷却器和二级石墨冷却器的出水口之间设有第一管路，所述循环泵的出口与一级石墨冷却器和二级石墨冷却器的进水口之间设有第二管路，所述第一管路上设有冷冻盐水进水管，所述第二管路上设有温度控制元件和压力控制元件。与现有技术相比，本实用新型结构简单，能够在不增加冷源的前提下，改变低流量高温差换热工艺，通过增加装置间小循环，采用大流量低温差换热工艺，达到设备内部不结冰的目的。

Description

一种氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置

技术领域

本实用新型涉及一种氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置，尤其涉及一种氯乙烯生产中混合脱水工序氯化氢和乙炔混合气体冷冻脱水的循环装置，属于化工技术领域。

背景技术

氯乙烯合成生产时，采用深冷脱水技术对氯化氢和乙炔混合气进行冷冻脱水是目前国内氯乙烯生产常用的除水技术，即乙炔气与氯化氢气按配比在混合器里充分混合后，混合气经过一级石墨冷却器和二级石墨冷却器，同时公用工程供给的-35℃冷冻盐水（氯化钙溶液）并行进入一级石墨冷却器和二级石墨冷却器壳程内，与管程中的氯化氢和乙炔混合气换热后将混合气的温度冷却至-14℃~-17℃之间，换热后的冷冻盐水回公用工程，然后混合气依次经过一级混合气除雾器和二级混合气除雾器，进行脱水处理，经过脱水后的混合气经换热器和预热器加热后，进入转化器系统。

但是，现有冷冻脱水工艺存在以下问题：

1、-35℃冷冻盐水低流量，导致冷却器中盐水流速慢，盐水中杂质（碳酸钙等）容易在流经的设备及管道中沉积，导致设备管线堵塞，影响冷冻脱水效果；

2、-35℃冷冻盐水高温差，由于混合气冷却器所用冷媒为-35℃盐水，混合脱水下盐酸浓度在45%以上，此时盐酸的冰点为-18℃，由于盐水进入设备内部后造成设备内部石墨与混合气换热表面的温度低于-18℃，石墨冷却器的换热表面会出现盐酸结冰现象，降低石墨冷却器的传热效率，随着运行时间增长冷却器内部结冰加厚，影响换热效率，设备内混合气温度高于控制指标。运行到后期时即使增大冷冻盐水的流量，混合气在冷却器出口温度仍不能满足工艺要求。另外，石墨冷却器内表面结冰会降低混合气在设备内的流通截面积，形成一定阻力，在全负荷生产的情况下，会造成氯化氢总管和乙炔总管的压力在原来的基础上再升高，影响乙炔的流量从而影响混合气的原料配比。

为了降低混合气冷却器内表面结冰对系统长时间的影响，需对混合气冷却器进行定时化冰，每次化冰操作时长4小时左右，平均每天对其中1条深冷脱水线化冰1次，化冰时需同时将一级、二级石墨冷却器的冷冻盐水关闭，用混合气自身温度来融化设备内表面的结冰。化冰过程中由于混合气达不到工艺控制温度，混合气冷却器出口温度相对较高，二级除雾器出口处混合气含水量也相应增加，这不仅造成混合气预热器后的碳钢设备管线腐蚀，造成泄漏，还使转化器内部触媒结块，增加转化器内部的床层阻力，影响转化器的通气量和产能，降低触媒的利用率。而且由于化冰期间混合气温度升高，相同压力下同等量的气体体积也要相对膨胀增大，形成的系统阻力也相应增加，对单条线原料气的流量分配产生影响。

因此，本实用新型提出一种氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置，该装置结构简单，能够在不增加冷源的前提下，改变低流量高温差换热工艺，通过增加装置间小循环，采用大流量低温差换热工艺，达到设备内部不结冰，混合气温度控制在指标范围内，设备连续稳定运行，有效降低混合气内含水量，达到冷冻除水的目的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置，该装置结构简单，能够在不增加冷源的前提下，改变低流量高温差换热工艺，通过增加装置间小循环，采用大流量低温差换热工艺，达到设备内部不结冰，混合气温度控制在指标范围内，设备连续稳定运行，有效降低混合气内含水量，达到冷冻除水的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：

一种氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置，包括一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2），其特征在于：所述一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）的顶部均设有进气口（14），底部均设有出气口（15），且所述一级石墨冷却器（1）的出气口（15）与二级石墨冷却器（2）的进气口（14）连通，所述一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）的下部均设有进水口（12），上部均设有出水口（13）；

还包含循环泵（3），所述循环泵（3）进口与一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）的出水口（13）之间设有第一管路（10），所述循环泵（3）的出口与一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）的进水口（12）之间设有第二管路（11），所述第二管路（11）上设有温度控制元件（7）和压力控制元件（8），所述第一管路（10）上设有冷冻盐水进水管（4）。

工作时，氯化氢和乙炔的混合气从一级石墨冷却器（1）顶部的进气口（14）通入，在一级石墨冷却器（1）内换热后，混合气从一级石墨冷却器（1）底部的出气口（15）通过管路从二级石墨冷却器（2）顶部的进气口（14）通入，混合气在二级石墨冷却器（2）内换热完成后从二级石墨冷却器（2）底部的出气口（15）排出，将冷冻脱水后的混合气依次经过换热器和预热器加热后，进入转化器系统；而同时公用工程供给的-35℃冷冻盐水从冷冻盐水进水管（4）进入，通过循环泵（3）将-35℃冷冻盐水的温度控制在-25℃~ -20℃，流量控制在300~400m³/h，然后从进水口（12）并行进入一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）并与冷却器管程中的氯化氢和乙炔混合气换热，将混合气换热至-14 ℃~-17℃，换热后的冷冻盐水从一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）上部的出水口（13）流入第一管路（10），依次通过循环泵（3）以及第二管路（11）后再次进入一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）参与混合气的换热，以此循环反复，实现冷冻盐水的循环使用。

进一步的，所述一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）的出水口（13）处还设有冷冻盐水回水管（6），工作时，若循环系统内冷冻盐水量过多时，可以通过冷冻盐水回水管（6）将多余的冷冻盐水回流至公用工程。

进一步的，所述循环泵（3）的流量为300~400m³/h，扬程12~15m，出口压力＜0.3MPa。

进一步的，所述一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）均为圆块孔式石墨冷却器。

进一步的，所述冷冻盐水进水管（4）上设有阀门（16），首次-35℃冷冻盐水通入后，关闭阀门（16）让冷冻盐水在冷却器、第一管路（10）和第二管路（11）内进行循环，当循环系统内的冷冻盐水量不够时，可以打开阀门（16）补充冷冻盐水。

进一步的，所述二级石墨冷却器（2）底部的出气口（15）处设有混合气出气管（9），所述混合气出气管（9）上设有温度计和压力表，该温度计和压力表用来监测冷冻换热后的混合气的温度和流量是否符合工艺要求。

与现有技术相比，本实用新型能够提高混合气冷却器及管道中冷冻盐水流速，防止设备及管道沉积结垢，并且能够调控进入混合气冷却器中的冷冻盐水的温度，防止盐酸结冰，化冰频次降低至零，提高混合气冷冻脱水效率，延长设备长周期稳定运行时间，减少异常停车维修排放、降低生产成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中所示：1是一级石墨冷却器，2是二级石墨冷却器，3是循环泵，4是冷冻盐水进水管，5是混合气进气管，6是冷冻盐水回水管，7是温度控制元件，8是压力控制元件，9是混合气出气管，10是第一管路，11是第二管路，12是进水口，13是出水口，14是进气口，15是出气口，16是阀门。

具体实施方式

下面详细说明本实用新型的优选实施方式。

实施例1：参照图1，为本实用新型实施例1的结构示意图，

包括一级石墨冷却器1和二级石墨冷却器2，所述一级石墨冷却器1和二级石墨冷却器2均为圆块孔式石墨冷却器，所述一级石墨冷却器1和二级石墨冷却器2的顶部均设有进气口14，底部均设有出气口15，且所述一级石墨冷却器1的出气口15与二级石墨冷却器2的进气口14连通，所述一级石墨冷却器1和二级石墨冷却器2的下部均设有进水口12，上部均设有出水口13；

还包含循环泵3，所述循环泵3的流量为300~400m³/h，扬程12~15m，出口压力＜0.3MPa，所述循环泵3进口与一级石墨冷却器1和二级石墨冷却器2的出水口13之间设有第一管路10，所述循环泵3的出口与一级石墨冷却器1和二级石墨冷却器2的进水口12之间设有第二管路11，所述第一管路10上设有冷冻盐水进水管4，所述第二管路11上设有温度控制元件7和压力控制元件8；

工作时，氯化氢和乙炔的混合气通过混合气进气管5从一级石墨冷却器1顶部的进气口14通入，在一级石墨冷却器1内换热后，混合气从一级石墨冷却器1底部的出气口15通过管路从二级石墨冷却器2顶部的进气口14通入，混合气在二级石墨冷却器2内换热完成后从二级石墨冷却器2底部的出气口15排出，将经过一、二级石墨冷却器冷冻脱水后的混合气依次经过换热器和预热器加热后，进入转化器系统；而同时公用工程供给的-35℃冷冻盐水从冷冻盐水进水管4进入，通过循环泵3后将-35℃冷冻盐水的温度控制在-25℃~ -20℃，流量控制在300~400m³/h，然后从一级石墨冷却器1和二级石墨冷却器2的进水口12并行进入一级石墨冷却器1和二级石墨冷却器2内并与冷却器管程中的氯化氢和乙炔混合气换热，将混合气换热至-14℃~ -17℃，换热后的冷冻盐水从一级石墨冷却器1和二级石墨冷却器2上部的出水口13处流入第一管路10，通过循环泵3以及第二管路11再次进入一级石墨冷却器1和二级石墨冷却器2参与混合气的换热，以此循环反复，实现冷冻盐水的循环使用。

实施例2：与实施例1相比，本实施例的区别在于：所述一级石墨冷却器1和二级石墨冷却器2的出水口13处还设有冷冻盐水回水管6，工作时，若循环系统内冷冻盐水量过多时，打开冷冻盐水回水管6上的阀门，通过冷冻盐水回水管6将多余的冷冻盐水回流至公用工程。

实施例3：与实施例1或2相比，本实施例的区别在于：所述冷冻盐水进水管4上设有阀门16，首次-35℃冷冻盐水通入后，关闭阀门16让冷冻盐水在冷却器、第一管路10和第二管路11内进行循环，当循环系统内的冷冻盐水量不够时，可以打开阀门16补足冷冻盐水。

实施例4：与实施例1~3任一项相比，本实施例的区别在于：所述二级石墨冷却器2底部的出气口15处设有混合气出气管9，所述混合气出气管9上设有温度计和压力表，该温度计和压力表用来监测冷冻换热后的混合气的温度（-14℃~-17℃）和压力（前后压差＜3KPa）是否符合工艺要求。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置，包括一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2），其特征在于：所述一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）的顶部均设有进气口（14），底部均设有出气口（15），且所述一级石墨冷却器（1）的出气口（15）与二级石墨冷却器（2）的进气口（14）连通，所述一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）的下部均设有进水口（12），上部均设有出水口（13）；还包含循环泵（3），所述循环泵（3）的进口与一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）的出水口（13）之间设有第一管路（10），所述循环泵（3）的出口与一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）的进水口（12）之间设有第二管路（11），所述第一管路（10）上设有冷冻盐水进水管（4），所述第二管路（11）上设有温度控制元件（7）和压力控制元件（8）。

2.如权利要求1所述的氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置，其特征在于：所述循环泵（3）的流量300~400m³/h，扬程12~15m，出口压力＜0.3MPa。

3.如权利要求1或2所述的氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置，其特征在于：所述一级石墨冷却器（1）和二级石墨冷却器（2）的出水口（13）处设有冷冻盐水回水管（6）。

4.如权利要求1或2所述的氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置，其特征在于：所述石墨冷却器为圆块孔式石墨换热器。

5.如权利要求3所述的氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置，其特征在于：所述石墨冷却器为圆块孔式石墨换热器。

6.如权利要求1所述的氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置，其特征在于：所述冷冻盐水进水管（4）上设有阀门（16）。

7.如权利要求1所述的氯乙烯生产中混合气冷冻脱水的装置，其特征在于：所述二级石墨冷却器（2）底部的出气口（15）处设有混合气出气管（9），所述混合气出气管（9）上设有温度计和压力表。

Images