反應氣體的急冷系統(tǒng)及反應氣體的急冷方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及急冷技術領域，具體而言，涉及一種反應氣體的急冷系統(tǒng)及反應氣體的急冷方法。
【背景技術】
[0002]乙烯和丙烯是石油化工工業(yè)的基礎原料。目前，烯烴主要通過烴類裂解或催化裂解獲得。在全球石油供應日趨緊張的情況下，人們開發(fā)了用氧化物(特別是以甲醇、乙醇為原料)生產(chǎn)低碳烯烴的工藝。其中，醇類等原料可以用天然氣或煤炭的合成氣生產(chǎn)，這樣就很好地解決了國家對外石油依存度高的問題。
[0003]目前，甲醇制烯烴技術中急冷水洗技術均是通過急冷系統(tǒng)給反應產(chǎn)物脫過熱和洗滌除塵，或者利用水洗塔(或甲醇洗滌塔)將反應產(chǎn)物中水蒸氣冷凝下來。兩種技術的區(qū)別和缺點如下:
[0004]1、急冷系統(tǒng)的急冷水設置冷卻器，主要利用急冷水的顯熱給反應產(chǎn)物降溫。急冷水的溫度較低(50°C左右)，循環(huán)量小，除塵效果好。因急冷水含固體顆粒，而固體顆粒在換熱器中會發(fā)生沉積，從而影響換熱器的傳熱效果。隨著運行時間的累積，固體沉積量逐漸增加，嚴重時會堵塞設備和管道。而且，反應產(chǎn)物的溫度下降，體積流量減少，急冷塔的底部和頂部的氣速相差較大。
[0005]2、急冷系統(tǒng)的急冷水不進行冷卻，主要利用急冷水的潛熱給反應產(chǎn)物降溫。急冷水溫度高接近泡點溫度，循環(huán)量大，除塵效果一般。由于急冷水未設冷卻器，不存在堵塞設備的情況。由于飽和水冷卻過程中汽化劇烈，壓力波動或負荷較大時，急冷水水幕會被吹開，造成反應產(chǎn)物直接穿過急冷塔，影響除塵效果。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于提供一種反應氣體的急冷系統(tǒng)及反應氣體的急冷方法，以改善急冷系統(tǒng)的除塵效果。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種反應氣體的急冷系統(tǒng)，該急冷系統(tǒng)包括:洗滌冷卻裝置，包括急冷水分布管，且反應氣體通過洗滌冷卻裝置后得到洗滌后氣體；噴霧裝置，洗滌后氣體經(jīng)過噴霧裝置后得到含水霧氣體；旋流分離器，用于分離去除含水霧氣體中的固體顆粒，得到含固體顆粒水和分離后氣體；冷凝裝置，用于去除分離后氣體中的大部分水及油，得到冷凝氣體。
[0008]進一步地，急冷系統(tǒng)還包括急冷塔體，且洗滌冷卻裝置、噴霧裝置、旋流分離器和冷凝裝置由下往上依次設置于急冷塔體中。
[0009]進一步地，急冷塔體的底部設置有反應氣體入口管、急冷水出口和含固體顆粒水出口，急冷塔體的頂部設置有冷凝氣體出口。
[0010]進一步地，洗滌冷卻裝置還包括設置于急冷水分布管的下方的換熱管，設置于換熱管中間的擋板以及設置于換熱管的上方的間歇性補水管。
[0011]進一步地，噴霧裝置包括多層塔板和設置于至少一層塔板中的噴霧器。
[0012]進一步地，旋流分離器包括多個旋流管、設置于各旋流管的上方的隔板以及設置于隔板中的隔板降液管。
[0013]進一步地，急冷系統(tǒng)還包括設置于各旋流管的下方的急冷水分布盤，急冷水分布盤上設置有至少一個急冷水分布管。
[0014]進一步地，冷凝裝置包括換熱塔盤、設置于換熱塔盤上方的冷凝管陣列以及與冷凝管陣列的底部相連的水及油出口，且換熱塔盤的上方和冷凝管陣列的上方均設置有循環(huán)水入口，換熱塔盤的下方和冷凝管陣列的下方均設置有循環(huán)水出口。
[0015]進一步地，反應氣體為甲醇制烯烴反應產(chǎn)物。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種反應氣體的急冷方法，該急冷方法包括:利用洗滌冷卻裝置對反應氣體進行冷卻和洗滌，得到洗滌后氣體；利用噴霧裝置對洗滌后氣體噴水霧，得到含水霧氣體；采用旋流分離器去除含水霧氣體中的固體顆粒，得到含固體顆粒水和分離后氣體；采用冷凝裝置去除分離后氣體中的大部分水及油。
[0017]進一步地，反應氣體為甲醇制烯烴反應產(chǎn)物，甲醇制烯烴反應產(chǎn)物的主要組成為乙烯、丙烯、1-丁烯、水蒸氣和催化劑細粉。
[0018]進一步地，甲醇制稀經(jīng)反應產(chǎn)物包括0_30vol %的乙稀、0_50vol %的丙稀和30-80vol%的水蒸氣，且甲醇制烯烴反應產(chǎn)物中催化劑的含量為2?20mg/L。
[0019]進一步地，甲醇制烯烴反應產(chǎn)物的溫度為150?300°C，甲醇制烯烴反應產(chǎn)物的壓力為 0.05 ?0.5MPa。
[0020]進一步地，洗滌后氣體的溫度為100?150°C，洗滌后氣體和反應氣體體積流量比在I?1.15。
[0021]進一步地，分離后氣體的溫度為90?150°C。分離后氣體中催化劑含量為O?
0.01g/Lo
[0022]進一步地，含固體顆粒水中催化劑含量為500?20000mg/L。
[0023]進一步地，冷凝裝置的底部溫度為90?180°C，冷凝裝置的頂部溫度為30?50 °C，冷凝裝置中的壓力為0.05?0.5MPa。
[0024]應用本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明提供的急冷系統(tǒng)及急冷方法避開了急冷水系統(tǒng)傳熱系數(shù)低的問題，從而改善了設備除塵效果，進而解決水洗水含固堵塞塔盤及管道的問題。此外，本發(fā)明具有投資少、催化劑去除效率高、反應產(chǎn)物冷卻效果好、操作簡單、運行穩(wěn)定等特點。
【附圖說明】
[0025]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0026]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式所提供的急冷系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0027]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本申請。
[0028]需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復數(shù)形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0029]由【背景技術】可知，現(xiàn)有急冷系統(tǒng)的除塵效果較差。本發(fā)明的發(fā)明人針對該技術問題進行研究，提出了一種反應氣體的急冷系統(tǒng)。如圖1所示，該急冷系統(tǒng)包括:洗滌冷卻裝置10，包括急冷水分布管14，且反應氣體通過洗滌冷卻裝置10后得到洗滌后氣體；噴霧裝置20，洗滌后氣體經(jīng)過噴霧裝置20后得到含水霧氣體；旋流分離器30，用于分離去除含水霧氣體中的固體顆粒，得到含固體顆粒水和分離后氣體；冷凝裝置40，用于去除分離后氣體中的大部分水及油，得到冷凝氣體。其中，油是指分離后氣體中較重烴類組分的冷凝液。較重烴類組分可以為C5以上組分。
[0030]本發(fā)明提供的急冷系統(tǒng)及急冷方法避開了急冷水系統(tǒng)傳熱系數(shù)低的問題，從而改善了設備除塵效果，進而解決水洗水含固堵塞塔盤及管道的問題。此外，本發(fā)明具有投資少、催化劑去除效率高、反應產(chǎn)物冷卻效果好、操作簡單、運行穩(wěn)定等特點。
[0031]具體而言，洗滌冷卻裝置10是利用飽和急冷水直接與反應氣體例如甲醇制烯烴反應產(chǎn)物接觸換熱，以完成第一步除塵。反應氣體與洗滌冷卻裝置10的急冷水進行換熱，反應氣體走換熱管11內部，急冷水在換熱管11表面氣化，有利于防止換熱管11外表面固體沉積，并增加水霧量。
[0032]噴霧裝置20是通過在塔板21間進行噴水霧，以得到含水霧氣體。而含水霧氣體進入旋流分離器30后，進行汽提與小液滴霧的分離。小液滴霧可將比其直徑小的固體顆粒捕獲。小液滴的比表面大，可增加除塵的速度和提高除塵的效果。<