CN111001177B - 一种苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置 - Google Patents
一种苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置。所述苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置包括：再沸器；第一粗塔塔顶气相和第一粗塔塔顶气相凝液，所述第一粗塔塔顶气相的输出端设置于所述再沸器的输入端。本发明提供的苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置具有利用雾化喷淋装置将喷淋液雾化向封头侧均匀喷出，依靠45度分布一周的喷淋支管及支管上均布的雾化喷嘴，可使喷淋雾化液在整个封头内部气相空间均匀覆盖，雾化液积聚在封头内侧，在其内壁上形成一层流动的液膜。此装置可防止苯乙烯气相物料在封头内壁冷凝后苯乙烯滞留自聚产生的聚合物对再沸器运行带来的不利影响。
Description
技术领域
本发明涉及再沸器技术领域，尤其涉及一种苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置。
背景技术
乙苯负压绝热脱氢制苯乙烯技术在目前国内苯乙烯生产行业中主要技术指标达到领先水平,其精馏工段乙苯和苯乙烯分离采用第一粗塔和第二粗塔热耦合的双塔精馏工艺,利用第一粗塔的塔顶98℃的塔顶气相作为第二粗塔再沸器的热源,热交换后返回第一粗塔的回流罐，第二粗塔的塔釜高纯粗苯乙烯物料在再沸器中吸收热量后部分汽化，气液两相返回塔釜。
采取负压双塔精馏降低釜液物料温度可一定程度防止苯乙烯高温聚合现象的发生，但是导致再沸器被加热物料温升较低，只有1℃左右，普通的再沸器结构不能满足此换热工况，因此国内普遍利用立式降膜蒸发器原理设计的再沸器结构，被加热物料从管程上部进入，从底部返回到塔釜，这样的结构虽然强化了传热效果，但是管程进料口上部的空间存在气相滞留死区，而温度和停留时间是苯乙烯发生自聚反应的主要原因，在管程进料口上部空间积聚的苯乙烯气相因为不流通引起的滞留时间大大加大，接触封头内壁冷凝后出现聚合挂壁现象，而苯乙烯的聚合反应是一个放热反应，会诱导苯乙烯聚合现象加剧，导致封头内壁聚合物越来越多，严重时将导致再沸器无法操作，只能定期停车检修再沸器，对工艺和设备长周期稳定运行带来不可估量的经济损失。
因此，有必要提供一种苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置，解决了再沸器管程气相死区发生聚合的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置包括：再沸器；第一粗塔塔顶气相和第一粗塔塔顶气相凝液，所述第一粗塔塔顶气相的输出端设置于所述再沸器的输入端，所述第一粗塔塔顶气相凝液的输入端设置于所述再沸器的输出端；第二粗塔釜液物料，所述第二粗塔釜液物料的输出端通过强制循环泵设置于所述再沸器的顶部的输入端；第二粗塔釜液出料，所述第二粗塔釜液出料的输入端设置于所述再沸器的底部的输出端；喷淋管线，所述喷淋管线设置于所述强制循环泵的输出端与所述再沸器的顶部之间；流量调节阀，所述流量调节阀设置于所述喷淋管线上；流量计，所述流量计设置于所述调节阀与所述喷淋管线之间；外接法兰接口和内接法兰接口，所述外接法兰接口和所述内接法兰接口均设置于所述喷淋管线上且分别位于所述再沸器的顶部和内壁的顶部；雾化喷淋装置，所述雾化喷淋装置设置于所述喷淋管线的输出端。
优选的，所述雾化喷淋装置包括喷淋支管，所述喷淋支管上设置有多个雾化喷嘴。
优选的，所述喷淋支架的输入端设置有连接法兰，所述连接法兰与所述再沸器内壁的顶部的所述内接法兰接口相适配。
优选的，所述喷淋支管倾斜向下45°，并且喷淋支管共设置有八个，每个所述喷淋支管上设置有两个所述雾化喷嘴。
优选的，还包括：安装架，所述安装架的顶部固定于所述喷淋管线的输出端的底部；分水管，所述分水管通过第一转动块转动于所述安装架的一侧；调节组件，所述调节组件设置于所述喷淋管线上；限位盘，所述限位盘固定于所述喷淋管线上，所述限位盘上开设有多个限位孔；定位螺栓，所述定位螺栓设置于所述调节组件与所述喷淋管线之间。
优选的，所述调节组件包括调节环，所述调节环的内表面设置有内螺纹面。
优选的，所述喷淋管线的表面设置有外螺纹面，并且喷淋管线的外螺纹面与所述调节环的内螺纹面螺纹连接。
优选的，所述调节环的底部转动连接有升降块，所述升降块的一侧通过第二转动块转动连接有传动杆。
优选的，所述传动杆的底部穿过所述限位孔的内部且延伸至所述限位盘的底部，并且传动杆的底部通过第三转动块与所述分水管的顶部转动连接。
优选的，多个所述传动孔共设置有八个，八个所述传动孔对称分布在所述限位盘上。
与相关技术相比较，本发明提供的苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置具有如下有益效果：
本发明提供一种苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置，从第二粗塔釜液物料分流一股喷淋液沿喷淋管线引到再沸器顶部封头内，利用雾化喷淋装置将喷淋液雾化向封头侧均匀喷出，依靠45度分布一周的喷淋支管及支管上均布的雾化喷嘴，可使喷淋雾化液在整个封头内部气相空间均匀覆盖，雾化液积聚在封头内侧，在其内壁上形成一层流动的液膜，此装置可防止苯乙烯气相物料在封头内壁冷凝后苯乙烯滞留自聚产生的聚合物对再沸器运行带来的不利影响。
附图说明
图1为本发明提供的苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置的第一实施例的结构示意图；
图2为图1所示的雾化喷淋装置部分的结构示意图；
图3为本发明提供的苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置的第二实施例的结构示意图。
图中标号：1、再沸器，2、第一粗塔塔顶气相，3、第一粗塔塔顶气相凝液，4、第二粗塔釜液物料，5、第二粗塔釜液出料，6、强制循环泵，7、喷淋管线，71、定位槽，8、流量调节阀，9、流量计，10、外接法兰接口，11、内接法兰接口，12、雾化喷淋装置，121、喷淋支管，122、雾化喷嘴，123、连接法兰，13、安装架，14、分水管，15、调节组件，151、调节环，152、升降块，153、传动杆，16、限位盘，161、限位孔，17、定位螺栓。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1和图2，其中，图1为本发明提供的苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置的第一实施例的结构示意图；图2为图1所示的雾化喷淋装置部分的结构示意图。一种苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置包括：再沸器1；第一粗塔塔顶气相2和第一粗塔塔顶气相凝液3，所述第一粗塔塔顶气相2的输出端设置于所述再沸器1的输入端，所述第一粗塔塔顶气相凝液3的输入端设置于所述再沸器1的输出端；第二粗塔釜液物料4，所述第二粗塔釜液物料4的输出端通过强制循环泵6设置于所述再沸器1的顶部的输入端；第二粗塔釜液出料5，所述第二粗塔釜液出料5的输入端设置于所述再沸器1的底部的输出端；喷淋管线7，所述喷淋管线7设置于所述强制循环泵6的输出端与所述再沸器1的顶部之间；流量调节阀8，所述流量调节阀8设置于所述喷淋管线7上；流量计9，所述流量计9设置于所述调节阀8与所述喷淋管线7之间；外接法兰接口10和内接法兰接口11，所述外接法兰接口10和所述内接法兰接口11均设置于所述喷淋管线7上且分别位于所述再沸器1的顶部和内壁的顶部；雾化喷淋装置12，所述雾化喷淋装置12设置于所述喷淋管线7的输出端。
所述雾化喷淋装置12包括喷淋支管121，所述喷淋支管121上设置有多个雾化喷嘴122。
所述喷淋支管121的输入端设置有连接法兰123，所述连接法兰123与所述再沸器1内壁的顶部的所述内接法兰接口11相适配。
所述喷淋支管121倾斜向下45°，并且喷淋支管121共设置有八个。
从第二粗塔釜液物料4分流一股喷淋液沿喷淋管线7引到再沸器1顶部封头内，利用雾化喷淋装置12将喷淋液雾化向封头侧均匀喷出，依靠45度分布一周的喷淋支管121及支管上均布的雾化喷嘴122，可使喷淋雾化液在整个封头内部气相空间均匀覆盖，雾化液积聚在封头内侧，在其内壁上形成一层流动的液膜，此装置可防止苯乙烯气相物料在封头内壁冷凝后苯乙烯滞留自聚产生的聚合物对再沸器运行带来的不利影响。
喷淋管线7在再沸器1上的第二粗塔釜液物料4管线上从强制循环泵6出口、调节阀前引到再沸器1顶部封头，管线附属设施包扩流量调节阀8和流量计9，再沸器1顶部封头设置外接法兰接口10、内接法兰接口11，雾化喷淋装置12包括喷淋支管121、雾化喷嘴122和喷淋支管121组装用的连接法兰123。
管线接口设在强制循环泵6出口、调节阀以保证喷淋液压力；流量调节阀8和流量计9的设置以保证喷淋液在再沸器1管程上部空间的喷淋量；再沸器1封头内部喷淋支管121均布一周和若干雾化喷嘴122的设置以保证气相死区内部喷淋雾化效果。
某厂26万吨苯乙烯装置精馏部分第一粗塔和第二粗塔采用双塔精馏工艺，第二粗塔塔釜液每小时可达550吨以上，其中苯乙烯浓度高达90％以上，连续生产约8-10个月再沸器封头内部聚集大量聚合物，此再沸器设备制定一年一次检修计划，改装再沸器气相死区防聚合装置，利用DN50的喷淋管线将喷淋液引入6根均匀分布的DN2O喷淋支管上，每根喷淋支管上设置2支雾化喷嘴，总计12支雾化喷嘴，解决了再沸器气相死区苯乙烯聚合的难题，每年可节省因检修再沸器带来的开停车费用并延长装置稳定运行的周期。
本发明提供的苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置的工作原理如下：
喷淋管线7在再沸器1上的第二粗塔釜液物料4管线上从强制循环泵6出口、调节阀前引到再沸器1顶部封头，管线附属设施包扩流量调节阀8和流量计9，再沸器1顶部封头设置外接法兰接口10、内接法兰接口11，雾化喷淋装置12包括喷淋支管121、雾化喷嘴122和喷淋支管121组装用的连接法兰123；
管线接口设在强制循环泵6出口、调节阀以保证喷淋液压力；流量调节阀8和流量计9的设置以保证喷淋液在再沸器1管程上部空间的喷淋量；再沸器1封头内部喷淋支管121均布一周和若干雾化喷嘴122的设置以保证气相死区内部喷淋雾化效果。
与相关技术相比较，本发明提供的苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置具有如下有益效果：
从第二粗塔釜液物料4分流一股喷淋液沿喷淋管线7引到再沸器1顶部封头内，利用雾化喷淋装置12将喷淋液雾化向封头侧均匀喷出，依靠45度分布一周的喷淋支管121及支管上均布的雾化喷嘴122，可使喷淋雾化液在整个封头内部气相空间均匀覆盖，雾化液积聚在封头内侧，在其内壁上形成一层流动的液膜，此装置可防止苯乙烯气相物料在封头内壁冷凝后苯乙烯滞留自聚产生的聚合物对再沸器运行带来的不利影响。
第二实施例：
基于本申请的第一实施例提供的一种苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置，本申请的第二实施例提出另一种苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置。第二实施例仅仅是第一实施例优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。
具体的，本申请的第二实施例提供的基于一种苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置的第二实施例的结构示意图的不同之处在于，基于一种苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置的第二实施例的结构示意图还包括：
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请参阅图3，本发明提供另一种技术方案：还包括：安装架13，所述安装架13的顶部固定于所述喷淋管线7的输出端的底部；分水管14，所述分水管14通过第一转动块转动于所述安装架13的一侧；调节组件15，所述调节组件15设置于所述喷淋管线7上；限位盘16，所述限位盘16固定于所述喷淋管线7上，所述限位盘16上开设有多个限位孔161；定位螺栓17，所述定位螺栓17设置于所述调节组件15与所述喷淋管线7之间。
分水管14的输入端通过安装架13与喷淋管线7的输出端相互连通，并且分水管14的底部设置有对应的喷淋喷头，分水管14共设置有八个，并且限位盘16上对应设置有八个限位孔161的结构，调节组件15上设置有八个对应的传动杆153的传动结构，从而方便同步带动八个对应的分水管14进行转动调节，从而同步调节其转动的倾斜角度，从而方便调节喷洒的角度和范围。
所述调节组件15包括调节环151，所述调节环151的内表面设置有内螺纹面。
所述喷淋管线7的表面设置有外螺纹面，并且喷淋管线7的外螺纹面与所述调节环151的内螺纹面螺纹连接。
螺纹的结构方便调节环151在喷淋管线7上进行转动调节，由于调节环151与升降块152之间转动连接，当调节环151上下转动调节时同步拉动底部的升降块152上下移动，从而方便带动底部的八组对应的传动杆153同步上下传动调节。
所述调节环151的底部转动连接有升降块152，所述升降块152的一侧通过第二转动块转动连接有传动杆153。
所述传动杆153的底部穿过所述限位孔161的内部且延伸至所述限位盘16的底部，并且传动杆153的底部通过第三转动块与所述分水管14的顶部转动连接。
多个所述传动孔161共设置有八个，八个所述传动孔161对称分布在所述限位盘16上。
通过调节组件15与分水管14的顶部传动连接，转动调节环151，调节环151通过螺纹的结构带动升降块152同步上下移动调节，升降块152的内径大于喷淋管线7的直径，升降块152上下调节时不会与喷淋管线7发生接触，升降块152在移动时同步带动传动杆153上下传动，当传动杆153向上收起时同步拉动底部的分水管14向上抬起，分水管14抬起角度逐渐增加，并且分水管14同步带动底部的喷头进行旋转调节，从而调节喷洒的范围和喷洒的角度，角度调节方便，适用于不同角度和喷洒范围的调节。
有益效果：
当传动杆153向上收起时同步拉动底部的分水管14向上抬起，分水管14抬起角度逐渐增加，并且分水管14同步带动底部的喷头进行旋转调节，从而调节喷洒的范围和喷洒的角度，角度调节方便，适用于不同角度和喷洒范围的调节。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置，其特征在于，包括：
再沸器；
第一粗塔塔顶气相和第一粗塔塔顶气相凝液，所述第一粗塔塔顶气相的输出端设置于所述再沸器的输入端，所述第一粗塔塔顶气相凝液的输入端设置于所述再沸器的输出端；
第二粗塔釜液物料，所述第二粗塔釜液物料的输出端通过强制循环泵设置于所述再沸器的顶部的输入端；
第二粗塔釜液出料，所述第二粗塔釜液出料的输入端设置于所述再沸器的底部的输出端；
喷淋管线，所述喷淋管线设置于所述强制循环泵的输出端与所述再沸器的顶部之间；
流量调节阀，所述流量调节阀设置于所述喷淋管线上；
流量计，所述流量计设置于所述调节阀与所述喷淋管线之间；
外接法兰接口和内接法兰接口，所述外接法兰接口和所述内接法兰接口均设置于所述喷淋管线上且分别位于所述再沸器的顶部和内壁的顶部；
雾化喷淋装置，所述雾化喷淋装置设置于所述喷淋管线的输出端，利用所述雾化喷淋装置将喷淋液雾化向封头侧均匀喷出。
2.根据权利要求1所述的苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置，其特征在于，所述雾化喷淋装置包括喷淋支管，所述喷淋支管上设置有多个雾化喷嘴。
3.根据权利要求2所述的苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置，其特征在于，所述喷淋支管的输入端设置有连接法兰，所述连接法兰与所述再沸器内壁的顶部的所述内接法兰接口相适配。
4.根据权利要求3所述的苯乙烯精馏过程中再沸器气相死区防聚合的装置，其特征在于，所述喷淋支管倾斜向下45°，并且喷淋支管共设置有八个，每个所述喷淋支管上设置有两个所述雾化喷嘴。
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