[發(fā)明專利]一種天然氣乙炔工藝中裂解氣壓縮冷卻集成工藝方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110399374.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN113091478A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王金福;王澤寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王金福
• 主分類號(hào): F28C1/00
• 分類號(hào): F28C1/00;F28C1/14;F04B41/06;C07C11/24
• 代理公司: 北京百年育人知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11968
• 代理人: 赫玲芳

本發(fā)明屬于天然氣制乙炔技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種天然氣制乙炔工藝中裂解氣壓縮冷卻集成裝置，它包括第一冷卻塔和第二冷卻塔；所述第二冷卻塔設(shè)置在第一冷卻塔的頂部上方；設(shè)置在第一冷卻塔側(cè)壁的第一氣體入口連接有第一壓縮機(jī)，以壓縮進(jìn)入第一冷卻塔的裂解氣；第一冷卻塔底部的循環(huán)水出口依次經(jīng)第一循環(huán)泵和第一換熱器連接至第一冷卻塔上部的循環(huán)水入口；設(shè)置在第一冷卻塔側(cè)壁的第一氣體出口經(jīng)第二壓縮機(jī)與設(shè)置在第二冷卻塔側(cè)壁的第二氣體入口連接；第二冷卻塔底部的循環(huán)水出口依次經(jīng)第二循環(huán)泵和第二換熱器連接至第二冷卻塔上部的循環(huán)水入口；第二冷卻塔頂部有裂解氣出口；第一冷卻塔底部有冷凝水出口。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體地涉及天然氣制乙炔技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種天然氣制乙炔工藝中裂解氣壓縮冷卻集成裝置和方法。

背景技術(shù)

天然氣部分氧化裂解制乙炔過程中，裂解氣一般需要壓縮增壓到1.0MPa以上，然后進(jìn)入提濃工段。裂解氣中，乙炔干基體積含量10％左右，水蒸氣處于飽和狀態(tài)，其余主要為合成氣(CO+H₂)。乙炔在壓力大于0.14MPa(絕壓)或溫度高于100℃條件下，容易爆炸，這一特性使得裂解氣壓縮過程中，溫度和壓力應(yīng)盡量控制在100℃和1.4MPa以下，不允許將其一次壓縮到位至1.0MPa以上。同時(shí)，裂解氣中不僅含有大量的CO、CO₂、H₂和H₂O，還含有一定量的丁二炔、乙烯基乙炔等高級(jí)炔和其它不飽和碳?xì)浠衔铩⒎甲鍩N和聚合物等。超溫超壓易產(chǎn)生聚合反應(yīng)使得乙炔和其他高級(jí)炔等形成高聚物，混入水相中導(dǎo)致水相黏度增大，甚至形成脂狀物，堵塞泵、儀表、管線和噴淋噴頭等，裂解氣這一特性使得壓縮、冷卻過程中，應(yīng)將高級(jí)炔、聚合物在聚合反應(yīng)發(fā)生前，及時(shí)將其從氣相中洗至水相中。

目前最常見的天然氣制乙炔裂解氣增壓、冷卻的方法，是采用一級(jí)螺桿壓縮機(jī)將來自乙炔爐或乙炔爐氣冷卻塔的裂解氣壓縮，增壓至一定范圍后，進(jìn)入一級(jí)冷卻塔將其冷卻，隨后再次進(jìn)入二級(jí)螺桿壓縮機(jī)壓縮，最后進(jìn)入二級(jí)冷卻塔冷卻。壓縮、冷卻流程保證裂解氣的溫度和壓力始終處于安全范圍。如BASF專利CN101384529B、CN101421207B和美國專利US5824834。這幾種方法均采用兩個(gè)壓縮機(jī)和兩個(gè)冷卻塔實(shí)現(xiàn)裂解氣的壓縮冷卻，具有流程長、設(shè)備占地面積大、投資成本高等弊端，且壓縮機(jī)與冷卻塔之間較長的管線易導(dǎo)致乙炔、高級(jí)炔和聚合物等發(fā)生聚合反應(yīng)，高聚物的生成會(huì)影響冷卻水性質(zhì)，使其黏度增大或形成固渣沉淀，堵塞泵、管線等設(shè)施。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種天然氣制乙炔工藝中裂解氣壓縮冷卻集成裝置和方法，本發(fā)明裝置采用上下兩段式連續(xù)壓縮、冷卻的集成設(shè)計(jì)，減少設(shè)備數(shù)量和投資、降低設(shè)備占地面積、保證裂解氣安全、壓縮冷卻高效、操作流程簡(jiǎn)化，同時(shí)保證乙炔、高級(jí)炔和聚合物較低程度的聚合。

為達(dá)到這些目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種天然氣制乙炔工藝中裂解氣壓縮冷卻集成裝置，它包括第一冷卻塔和第二冷卻塔；所述第二冷卻塔設(shè)置在第一冷卻塔的頂部上方；設(shè)置在第一冷卻塔側(cè)壁的第一氣體入口連接有第一壓縮機(jī)，以壓縮進(jìn)入第一冷卻塔的裂解氣；第一冷卻塔底部的循環(huán)水出口依次經(jīng)第一循環(huán)泵和第一換熱器連接至第一冷卻塔上部的循環(huán)水入口；設(shè)置在第一冷卻塔側(cè)壁的第一氣體出口經(jīng)第二壓縮機(jī)與設(shè)置在第二冷卻塔側(cè)壁的第二氣體入口連接；第二冷卻塔底部的循環(huán)水出口依次經(jīng)第二循環(huán)泵和第二換熱器連接至第二冷卻塔上部的循環(huán)水入口；第二冷卻塔頂部有裂解氣出口；第一冷卻塔底部有冷凝水出口。

本發(fā)明的裂解氣壓縮冷卻集成裝置將兩段冷卻塔在高度方向串聯(lián)，經(jīng)第一冷卻塔冷卻后進(jìn)入第二冷卻塔，經(jīng)第二冷卻塔冷卻后，裂解氣從第二冷卻塔冷卻頂部的裂解氣出口排出；冷卻水在各自的塔段內(nèi)部從上向下循環(huán)，冷卻水在各自的塔段外部從塔段底部抽出后經(jīng)換熱器換熱后再從塔段頂部進(jìn)入，形成塔段內(nèi)外的循環(huán)。本發(fā)明裝置采用分段壓縮和分段冷卻的方式，可以實(shí)現(xiàn)天然氣制乙炔工藝中裂解氣的連續(xù)循環(huán)壓縮冷卻，且占地面積小。

進(jìn)一步的，第一冷卻塔和第二冷卻塔為一段塔體沿高度方向隔離成的兩部分，第一冷卻塔位于第二冷卻塔下方。