一種利用低溫乙烯冷能冷卻水的方法以及工藝裝置的制造方法
【專利摘要】一種低溫乙烯冷卻水的方法，包括：溫度大于0℃的液態(tài)的中間介質(zhì)與水進(jìn)行熱交換，熱交換后的中間介質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，熱交換后水降溫，所述的中間介質(zhì)熔點(diǎn)低于-100℃，且沸點(diǎn)高于-35℃的物質(zhì)；熱交換后的氣態(tài)中間介質(zhì)與溫度低于-35℃的乙烯進(jìn)行熱交換；冷凝后的中間介質(zhì)再次與水進(jìn)行熱交換，重復(fù)上述步驟。該方法通過低溫乙烯冷能與液態(tài)水熱交換，使得液態(tài)水溫度冷卻，適于轉(zhuǎn)移PVC聚合反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的熱量，很好的控制PVC的聚合反應(yīng)，同時(shí)，乙烯氧氯化法制備VCM，需要將液態(tài)乙烯進(jìn)一步氣化，經(jīng)過熱交換后提高了乙烯的溫度，液態(tài)乙烯再次氣化時(shí)需要的熱量減少，這種能量的相互利用，大大節(jié)省了能耗，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】
一種利用低溫乙烯冷能冷卻水的方法以及工藝裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種能量相互利用的方法，具體的，涉及一種利用低溫乙烯冷能冷卻水的方法以及工藝裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)上采用乙烯氧氯化法生產(chǎn)VCM單體的原料之一為乙烯，乙烯作為購進(jìn)原料儲(chǔ)存在低溫乙烯罐中。乙烯存儲(chǔ)低溫乙烯儲(chǔ)罐裝置包括冷凍式低溫儲(chǔ)罐、卸船/裝船設(shè)施、卸車/裝車設(shè)施、乙烯再液化系統(tǒng)、乙烯汽化和過熱系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)和其它為裝置安全、穩(wěn)定操作而配備的設(shè)備以及裝置組成部分。當(dāng)利用低溫乙烯時(shí)需要將液態(tài)乙烯汽化后送往下游用戶，一般需要從-103°C加熱汽化到至少最低-26°C，這樣會(huì)消耗大量的蒸汽，但同時(shí)也浪費(fèi)了大量的冷能。從低溫乙烯罐出來的液體乙烯溫度很低，液體乙烯必須經(jīng)過汽化和過熱才能實(shí)現(xiàn)乙烯氣相輸出。如果直接用蒸汽加熱會(huì)造成冷凝結(jié)冰，為實(shí)現(xiàn)此目的，設(shè)置了一套換熱系統(tǒng)E-451/452/453。乙烯汽化器的設(shè)計(jì)為管程表面冷凝的甲醇蒸汽汽化管程內(nèi)的液體乙烯。采用甲醇作為中間介質(zhì)，先通過一個(gè)換熱器將甲醇加熱，加熱的甲醇蒸汽進(jìn)入乙烯換熱器，與乙烯換熱冷凝后再回流至蒸汽甲醇換熱器，這樣甲醇循環(huán)流動(dòng)傳遞熱量。
[0003]這種技術(shù)路線從工藝上來說具有可行性，但綜合考慮方面看來，具有不合理性:整個(gè)工藝來看，既有冷能的存在，又有多余熱能的存在，若分別利用蒸汽及冷卻水進(jìn)行換熱，會(huì)造成大量能量資源的浪費(fèi)，從工藝上看，是不合理的；若采用冷能和熱能的相互轉(zhuǎn)換利用的工藝，不但從工藝上合理，從理論上看，可節(jié)省成本，提高效益。
[0004]從VCM單體到PVC的聚合過程是一個(gè)較強(qiáng)放熱的過程，為了維持聚合溫度的恒定，必須及時(shí)移走聚合產(chǎn)生的這部分熱量。傳熱速率是和總傳熱系數(shù)、傳熱面積和傳熱對數(shù)平均溫差有關(guān)，即:
[0005]N = KS」tn
[0006]其中，N為傳熱速率
[0007]K為總傳熱系數(shù)
[0008]S為傳熱面積
[0009]」為對數(shù)平均溫差
[0010]聚合釜的反應(yīng)熱是通過循環(huán)水導(dǎo)出的。循環(huán)水是在涼水塔中和空氣接觸降溫的，它的供水溫度便有了季節(jié)性。在北方地區(qū)的冬季，空氣比較干燥寒冷，濕球溫度低，循環(huán)水經(jīng)冷卻后降低到10°C左右；在夏季或者南方地區(qū)，空氣濕潤炎熱，濕球溫度高，循環(huán)水經(jīng)冷卻后也達(dá)到30°C，尤其這幾年全球變暖，在最悶熱的天氣了，循環(huán)水的上水溫度達(dá)到了33。。。
[0011]顯然，這么高的循環(huán)水溫度對聚合生產(chǎn)是十分不利的。理論上講，循環(huán)水的溫度遠(yuǎn)低于聚合溫度，在保證水量的情況下是能夠?qū)С鲞@些反應(yīng)熱的，關(guān)鍵是傳熱速率不夠，尤其在聚合后期，釜內(nèi)單體已經(jīng)大部分轉(zhuǎn)化成PVC，體系的粘度大大高于初期的VCM—水的分散體系，也就是說，上述公式中的K因體系粘度增大而減小。聚合熱量不能及時(shí)移走的直接后果就是輕則樹脂轉(zhuǎn)型，或影響熱分解和白度等指標(biāo)，重則反應(yīng)失控，出料困難，樹脂聚成大顆粒，嚴(yán)重影響樹脂質(zhì)量，甚至一釜料報(bào)廢。如果處理不及時(shí)還可能造成安全或設(shè)備事故。
[0012]所以，對于外界氣溫比較高的時(shí)候進(jìn)行聚合生產(chǎn)，一般都采取以下幾個(gè)措施:降低單體的批料量，提高水油比；降低引發(fā)劑的總加入量，并適當(dāng)調(diào)整復(fù)合引發(fā)劑的配比。當(dāng)然也有通過注水來保證聚合后期的液位以在一定程度上降低體系粘度。但這樣單釜產(chǎn)量降低，聚合周期延長，使外界溫度高的生產(chǎn)能力大大低于外界溫度低的生產(chǎn)能力。
[0013]冬季的生產(chǎn)高負(fù)荷得益于循環(huán)水溫度低，平均溫差」大而保證了傳熱速率，因此，利用乙烯冷量制取低溫冷水替代部分夏天溫度較高的循環(huán)水，從而保證了夏天或者外界溫度高時(shí)生產(chǎn)也能滿負(fù)荷。
[0014]目前，低溫乙烯儲(chǔ)罐作為一個(gè)獨(dú)立的裝置，并沒有將其所具有的冷能充分利用，這樣就造成了大量能量的浪費(fèi)，還需要額外輸入大量蒸汽來加熱乙烯。為了節(jié)約成本，提高效益，一種能夠充分利用乙烯冷能新工藝的開發(fā)顯得非常必要。
[0015]為充分利用氧氯化制備VCM的低能乙烯的冷能，通過熱交換降低制備PVC反應(yīng)釜的冷卻水，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的目的是提供一種低溫乙烯冷卻水的方法，該方法通過低溫乙烯冷能與液態(tài)水熱交換，使得液態(tài)水溫度冷卻，適于轉(zhuǎn)移PVC聚合反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的熱量，很好的控制PVC的聚合反應(yīng)，同時(shí)，乙烯氧氯化法制備VCM，需要將液態(tài)乙烯進(jìn)一步氣化，經(jīng)過熱交換后提高了乙烯的溫度，液態(tài)乙烯再次氣化時(shí)需要的熱量減少，這種能量的相互利用，大大節(jié)省了能耗，降低了生產(chǎn)成本。
[0017]本發(fā)明的另一個(gè)目的提供一種低溫乙烯冷卻水的工藝裝置。該裝置通過中間介質(zhì)閉合回路以及乙烯、循環(huán)水通路的設(shè)置，能夠?qū)⒁簯B(tài)乙烯的冷能與循環(huán)水的熱能進(jìn)行熱交換，通過能量交換達(dá)到節(jié)能的目的，降低生產(chǎn)成本。
[0018]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用如下技術(shù)方案:
[0019]—種低溫乙烯冷卻水的方法，包括如下方法:
[0020](I)溫度大于0°C的液態(tài)的中間介質(zhì)與水進(jìn)行熱交換，熱交換后的中間介質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，熱交換后水降溫，所述的中間介質(zhì)熔點(diǎn)低于-100°C，且沸點(diǎn)高于_35°C的物質(zhì)；
[0021](2)步驟(I)熱交換后的氣態(tài)中間介質(zhì)與溫度低于_35°C的乙烯進(jìn)行熱交換，熱交換后的氣態(tài)中間介質(zhì)冷凝；
[0022](3)冷凝后的中間介質(zhì)再次與水進(jìn)行熱交換，重復(fù)步驟(I)。
[0023]在步驟(I)中，經(jīng)過熱交換后的水冷卻到10?25°C。冷卻水送往制備聚氯乙烯反應(yīng)裝置用于導(dǎo)出聚合反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。
[0024]優(yōu)選的，在步驟⑴中，液態(tài)中間介質(zhì)的溫度控制在2?12°C，優(yōu)選5?8°C。
[0025]優(yōu)選的，在步驟⑴中，熱交換后的水溫比熱交換前的水溫降低了 10_15°C。
[0026]在步驟(2)中，氣態(tài)中間介質(zhì)與溫度低于_35°C的乙烯進(jìn)行一次或二次以上的熱交換；優(yōu)選的，氣態(tài)中間介質(zhì)與溫度低于_35°C的乙烯進(jìn)行二次熱交換。
[0027]氣態(tài)中間介質(zhì)與溫度低于_35°C的乙烯進(jìn)行一次熱交換具體過程為:氣態(tài)中間介質(zhì)與溫度為-100°C左右的液態(tài)乙烯進(jìn)行熱交換。熱交換后，氣態(tài)中間介質(zhì)冷凝為液相，液態(tài)乙烯轉(zhuǎn)化為氣相。
[0028]經(jīng)一次交換后的氣體乙烯送往下游工序用于制備VCM。
[0029]氣態(tài)中間介質(zhì)與溫度低于-35°C的乙烯進(jìn)行二次熱交換具體過程為:氣態(tài)中間介質(zhì)限于-35°C的氣態(tài)乙烯進(jìn)行第一熱交換，熱交換后的中間介質(zhì)再進(jìn)一步與溫度約為-100°C的液態(tài)乙烯進(jìn)行第二次熱交換。在第一次熱交換后的，氣態(tài)中間介質(zhì)部分冷凝為液相，是氣液混合物，第二次熱交換后的氣態(tài)中間介質(zhì)完全冷凝為液態(tài)。為下一次與水的熱交換做好準(zhǔn)備。
[0030]在步驟⑵中，液態(tài)乙烯的溫度為100 °C。
[0031]優(yōu)選的，所述的中間介質(zhì)的沸點(diǎn)高于-35°C、且低于10°C的物質(zhì)。
[0032]優(yōu)選的，所述的中間介質(zhì)為四氟乙烷或二氯二氟甲烷等。
[0033]在中間介質(zhì)的循環(huán)管路中，保持一定的壓力，使其控制到相應(yīng)的溫度和狀態(tài)。這是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體情況很容易獲知的。
[0034]—種低溫乙烯冷卻水的工藝裝置，包括:中間介質(zhì)儲(chǔ)槽、用于乙烯與中間介質(zhì)進(jìn)行熱交換的熱交換器，用于中間介質(zhì)與水進(jìn)行熱交換的第三熱交換器，其中，中間介質(zhì)儲(chǔ)槽依次與用于乙烯與中間介質(zhì)進(jìn)行熱交換的熱交換器、用于中間介質(zhì)與水進(jìn)行熱交換的第三熱交換器相連，形成中間介質(zhì)流動(dòng)的閉合通路；液態(tài)乙烯儲(chǔ)罐與用于乙烯與中間介質(zhì)進(jìn)行熱交換的熱交換器相連，形成乙烯流通路；循環(huán)水儲(chǔ)槽與用于中間介質(zhì)與水進(jìn)行熱交換的第三熱交換器相連，形成循環(huán)水流通路。
[0035]用于乙烯與中間介質(zhì)進(jìn)行熱交換的熱交換器包括一個(gè)熱交換器、或二個(gè)以上的熱交換器。
[0036]優(yōu)選的，用于乙烯與中間介質(zhì)進(jìn)行熱交換的熱交換器包括二個(gè)熱交換器，分別為第一熱交換器和第二熱交換器。
[0037]在循環(huán)水流通路上，即在循環(huán)水流入第三熱交換器的通路上設(shè)有水栗。
[0038]在中間介質(zhì)流動(dòng)的通路上，在中間介質(zhì)流入第三熱交換器的通路上設(shè)有栗。
[0039]下面對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)介紹:
[0040]本發(fā)明的低溫乙烯冷卻水的方法，將制備氯乙烯(VCM)的原料乙烯的冷能，通常乙烯以液態(tài)儲(chǔ)放，通過中間介質(zhì)將液態(tài)乙烯冷能轉(zhuǎn)移到制備聚氯乙烯(PVC)的聚合反應(yīng)釜用的循環(huán)水，使得循環(huán)水的溫度降低，能夠很好的聚合反應(yīng)產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出，使其聚合反應(yīng)穩(wěn)定保持恒定，保證了 PVC的質(zhì)量和產(chǎn)率、以及生產(chǎn)效率。
[0041]其中，中間介質(zhì)具備熔點(diǎn)低于-100°C，正常沸點(diǎn)高于_35°C，最好在高于_35°C、且低于10°C之間，優(yōu)選，同時(shí)具備無毒、不燃、易得、汽化潛熱大、無污染的物質(zhì)。在本發(fā)明中優(yōu)選的中間介質(zhì)采用四氟乙烯(商品名R134a)和/或二氯二氟甲烷(R12)。
[0042]在本發(fā)明的低溫乙烯冷卻水的循環(huán)過程中，氣態(tài)中間介質(zhì)與低溫乙烯可進(jìn)行一次熱交換或者兩次以上熱交換完成從氣態(tài)到液態(tài)的相變過程。
[0043]氣態(tài)中間介質(zhì)與低溫乙烯進(jìn)行一次熱交換過程具體為:
[0044](I)溫度大于0°C的液態(tài)的中間介質(zhì)與水進(jìn)行熱交換，熱交換后的中間介質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，熱交換后水降溫至10?25°C ;
[0045](2)步驟(I)熱交換后的氣態(tài)中間介質(zhì)與液態(tài)乙烯進(jìn)行熱交換，熱交換后的氣態(tài)中間介質(zhì)冷凝，熱交換后的液態(tài)乙烯氣化為乙烯氣體；
[0046](3)冷凝后的中間介質(zhì)再次與水進(jìn)行熱交換，重復(fù)步驟(I)。
[0047]氣態(tài)中間介質(zhì)與低溫乙烯進(jìn)行二次熱交換過程具體為:
[0048](I)溫度大于0°C的液態(tài)的中間介質(zhì)與水進(jìn)行熱交換，熱交換后的中間介質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，熱交換后水降溫至10?25°C ;
[0049](2)步驟(I)熱交換后的氣態(tài)中間介質(zhì)與_35°C氣態(tài)乙烯進(jìn)行熱交換，熱交換后的氣態(tài)中間介質(zhì)部分冷凝為液態(tài)中間介質(zhì)，隨后，氣液混合的中間介質(zhì)與液態(tài)乙烯進(jìn)行熱交換，熱交換后的中間介質(zhì)全部冷凝為液態(tài)，熱交換后的液態(tài)乙烯氣化為乙烯氣體；
[0050](3)冷凝后的中間介質(zhì)再次與水進(jìn)行熱交換，重復(fù)步驟(I)。
[0051]在本發(fā)明的乙烯冷能間接將制備PVC過程中使用的循環(huán)水降溫過程的進(jìn)行的熱交換，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要控制乙烯流量、循環(huán)水流量以及中間介質(zhì)流量，或者控制兩種熱交換介質(zhì)的接觸面積，即可實(shí)現(xiàn)各物質(zhì)所所要達(dá)到的溫度。
[0052]在本發(fā)明中，液態(tài)中間介質(zhì)的溫度控制在2?12°C。通過低于2°C或高于12°C均要報(bào)警，控制在該溫度才能有效的循環(huán)水熱交換后冷卻到所要的溫度10?25°C，不至于由于降溫過度，使循環(huán)水凍結(jié)，或者由于循環(huán)水降溫不夠，達(dá)不到10?25°C，不能很好的保持PVC聚合反應(yīng)穩(wěn)定的恒定。
[0053]在中間介質(zhì)采用R134a，氣態(tài)的R134a與循環(huán)水進(jìn)行熱交換時(shí)，中間介質(zhì)的壓力為0.4146MPa。為了保持中間介質(zhì)處于該操作壓力，循環(huán)水需要量。
[0054]在本發(fā)明中，循環(huán)水主要來源于自然水源。熱交換前的來自聚合釜循環(huán)水與中間介質(zhì)熱交換經(jīng)過在熱交換器進(jìn)行熱交換，水溫下降了 10?15°C，最終，熱交換后的循環(huán)水的溫度在10?25°C。如果在生產(chǎn)過程中，循環(huán)水的來源不僅限于自然水源，可能還有排出都高溫水，那么，熱交換前的循環(huán)水溫度可能更高。通過控制交換介質(zhì)的流量、以及熱交換接觸面可以達(dá)到降溫到10?25°C。
[0055]所述的熱交換器包括夾套式、蛇管式、套管式和管殼式換熱器；其優(yōu)選管殼式換熱器。
[0056]管殼式換熱器是目前最廣泛的一種換熱設(shè)備，與其他換熱器相比，單位體積設(shè)備所能提供的傳熱面積要大得多，傳熱效果也好得多。由于設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固，且能選用多種材料來制造，故實(shí)用性較強(qiáng)，尤其在大型裝置和高溫高壓中得到普遍應(yīng)用。
[0057]換熱器中物料安排原則為，高溫高壓及對設(shè)備腐蝕性較強(qiáng)、對壓力降有特定要求的物料走管程，粘度大、流量小、給熱系數(shù)較小的物料走殼程。
[0058]根據(jù)工藝條件，本發(fā)明的換熱器采用低溫碳鋼材質(zhì)。第一熱交換器、第二熱交換器以及第三熱交換器采用U型管式。
[0059]在第一、二熱交換器內(nèi)，乙烯走管程，中間介質(zhì)走殼程。
[0060]在第三熱交換器內(nèi)，循環(huán)水走管程，中間介質(zhì)走殼程。
[0061]本發(fā)明的低溫乙烯冷卻水的工藝裝置，不僅僅能制取10?25°C的循環(huán)水，還可以根據(jù)需要制取-20?20°C的不同溫度等級的冷劑，只要在操作上控制不同的蒸發(fā)壓力即可。
[0062]本發(fā)明的乙烯冷能冷卻的方法以及工藝裝置突出的優(yōu)勢在于，利用制備VCM的原料低溫乙烯的冷能，通過中間介質(zhì)將其冷能很好的轉(zhuǎn)移，用來給制備聚氯乙烯所用的循環(huán)水降溫，通過中間介質(zhì)將低溫乙烯和循環(huán)水的熱量相互利用，節(jié)約了能耗，降低生產(chǎn)成本， 保證制備聚氯乙烯的聚合反應(yīng)溫度保持恒定，控制了聚氯乙烯的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0063]圖1為低溫乙烯制冷水工藝裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0064]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明低溫乙烯冷冷卻水的方法進(jìn)一步詳細(xì)敘述，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，其保護(hù)范圍以權(quán)利要求書界定。某些公開的具體細(xì)節(jié)對各個(gè)公開的實(shí)施方案提供全面理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，不采用一個(gè)或多個(gè)這些具體的細(xì)節(jié)，而采用其他的部件、材料等的情況也可實(shí)現(xiàn)實(shí)施方案。
[0065]實(shí)施例1
[0066]參考附圖1的工藝流程裝置圖，一種低溫乙烯冷卻水的方法。在本實(shí)施方式中，所用的中間介質(zhì)為四氟乙烷(商品代碼為R134a)，中間介質(zhì)R134a的熔點(diǎn)在-103°C，沸點(diǎn)為-26.20C，不易燃，且容易獲得。
[0067]制備的氯乙烯的原料低溫乙烯，液態(tài)乙烯8的溫度在-100°C左右，在第一熱交換器I中與氣液混合的中間介質(zhì)R134a進(jìn)行熱交換，在熱交換后，液態(tài)乙烯轉(zhuǎn)化為_35°C的氣態(tài)乙烯，氣態(tài)乙烯流入下一個(gè)第二熱交換器2，在熱交換之后，中間介質(zhì)R134a為液態(tài)的、溫度控制在TC，流入中間介質(zhì)儲(chǔ)槽4內(nèi)。在進(jìn)入第一熱交換器進(jìn)行熱交換前，乙烯流的溫度在-99.9°C，流量在23000kg/h，中間介質(zhì)的溫度在9°C，流量在71393kg/h。第一熱交換內(nèi)熱交換之后，乙烯流的溫度在_35°C，流量在23000kg/h，中間介質(zhì)的溫度在7°C，流量在71393kg/ho
[0068]中間介質(zhì)儲(chǔ)槽4內(nèi)的R134a通過栗7通入第三熱交換器3，與循環(huán)水進(jìn)行熱交換，熱交換前，循環(huán)水的溫度為夏天或南方的室外溫度，或者是經(jīng)過PVC聚合反應(yīng)釜的循環(huán)水，經(jīng)過與中間介質(zhì)在熱交換器中進(jìn)行熱交換后，熱交換前、后水溫降低了 10?15°C，最終熱交換后的循環(huán)水溫度為10?25°C，即為10?25°C的循環(huán)水11。具體的，在本實(shí)施方式中，經(jīng)過PVC聚合反應(yīng)釜的循環(huán)水的溫度在25°C，經(jīng)熱交換之后，循環(huán)水的溫度降低到15°C，降溫后的循環(huán)水流向制備PVC聚合裝置冷水罐，中間介質(zhì)R134a轉(zhuǎn)化為10°C的氣態(tài)R134a，并流向第二熱交換器2，與-35°C的氣態(tài)乙烯進(jìn)行熱交換。在進(jìn)入第三熱交換器進(jìn)行熱交換前，循環(huán)水的流量在340708kg/h，中間介質(zhì)的溫度在7°C，流量在71393kg/h。
[0069]在第二熱交換器2內(nèi)，氣態(tài)中間介質(zhì)R134a與_35°C的氣態(tài)乙烯進(jìn)行熱交換。熱交換后，氣態(tài)乙烯9的溫度升高到大于-26°C，送往下游工序制備氯乙烯，中間介質(zhì)R134a部分轉(zhuǎn)化為液態(tài)，氣液混合的中間介質(zhì)R134a再次進(jìn)入第一熱交換器I內(nèi)，與液態(tài)乙烯進(jìn)行熱交換。如此循環(huán)上述熱交換過程。
[0070]PVC聚合反應(yīng)用過的循環(huán)水回收到冷水儲(chǔ)槽5內(nèi)，冷水儲(chǔ)槽5設(shè)在PVC反應(yīng)釜與第三換熱器3之間，通過管路與第三換熱器3連通，在第三換熱器3與冷水儲(chǔ)槽5連通的管路上設(shè)有水栗6。所述的冷水儲(chǔ)槽5具有較大的緩沖作用。
[0071]制取不同溫度的冷水
[0072]本發(fā)明所述的低溫乙烯冷卻水的方法可以根據(jù)需要制取-20°C?20°C之間不同溫度等級的冷水，或者制備不同溫度等級的其他冷媒。在工藝流程上不變，只要在操作上控制不同的蒸發(fā)壓力即可。若制取_20°C冷劑，可以選擇R134a直接作為冷劑輸出或選擇氯化鈣水或乙二醇溶液作冷劑。如果R134a直接輸出，流程變動(dòng)較大，首先R134a自然循環(huán)的流程不能用，只能用栗送R134a，所選擇的使用冷量的工序也必須是連續(xù)穩(wěn)定的，否則無法保證乙烯的連續(xù)蒸發(fā)。如果用乙二醇溶液或氯化鈣水作為冷劑則可以使用制冷水流程，但也要求使用冷量的工序也最好是連續(xù)穩(wěn)定的。
[0073]實(shí)驗(yàn)例
[0074]乙烯冷量制取冷凍水用于PVC聚合
[0075]30萬噸/年P(guān)VC生產(chǎn)裝置一共有6臺(tái)140立方聚合釜，聚合過程需冷量大，約56430000KJ/h,乙烯汽化產(chǎn)生的冷量14264600kJ/h，正好為所需冷量的1/4，可以滿足約1.5臺(tái)釜的生產(chǎn)要求。冷水用于夏季的PVC生產(chǎn)，可以縮短聚合周期或提高單釜產(chǎn)量。按配方計(jì)算，使用冷水的釜次單釜投料量VCM比只用循環(huán)水的多3噸，每天有6釜次使用冷水，轉(zhuǎn)化率按83%計(jì)，那么，每天多產(chǎn)PVC為
[0076]3X0.83X6 = 15 (T)
[0077]每天因此省去的用于乙烯汽化蒸汽為
[0078]8.08X24 = 193.92 (T)
[0079]同時(shí)，用冷水進(jìn)行聚合換熱的釜次，能夠有效的移除反應(yīng)熱，聚合過程溫度控制在±0.1°C以內(nèi)，保證了 PVC達(dá)到100%優(yōu)級品率的產(chǎn)品質(zhì)量。杜絕了單用循環(huán)水有時(shí)會(huì)受天氣影響而造成的產(chǎn)品質(zhì)量下降或聚合周期延長的現(xiàn)象。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低溫乙烯冷卻水的方法，包括如下方法: (1)溫度大于0°c的液態(tài)的中間介質(zhì)與水進(jìn)行熱交換，熱交換后的中間介質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，熱交換后水降溫，所述的中間介質(zhì)熔點(diǎn)低于-100°c，且沸點(diǎn)高于-35°c的物質(zhì)； (2)步驟(I)熱交換后的氣態(tài)中間介質(zhì)與溫度低于_35°C的乙烯進(jìn)行熱交換，熱交換后的氣態(tài)中間介質(zhì)冷凝； (3)冷凝后的中間介質(zhì)再次與水進(jìn)行熱交換，重復(fù)步驟(I)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的中間介質(zhì)的沸點(diǎn)高于_35°C、且低于10°C的物質(zhì)；優(yōu)選的，所述的中間介質(zhì)為四氟乙烷或二氯二氟甲烷。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟(I)中，液態(tài)中間介質(zhì)的溫度控制在2?12°C，優(yōu)選5?8°C。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，氣態(tài)中間介質(zhì)與溫度低于_35°C的乙烯進(jìn)行一次或二次以上的熱交換；優(yōu)選的，氣態(tài)中間介質(zhì)與溫度低于-35 °C的乙烯進(jìn)行二次熱交換。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，氣態(tài)中間介質(zhì)與乙烯進(jìn)行一次熱交換具體過程為:氣態(tài)中間介質(zhì)與溫度為-1oo°c左右的液態(tài)乙烯進(jìn)行熱交換。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，氣態(tài)中間介質(zhì)與乙烯進(jìn)行二次熱交換具體過程為:氣態(tài)中間介質(zhì)先于_35°C的氣態(tài)乙烯進(jìn)行第一熱交換，熱交換后的中間介質(zhì)再進(jìn)一步與溫度約為-100°C的液態(tài)乙烯進(jìn)行第二次熱交換。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(I)中，熱交換后的水溫比熱交換前的水溫降低了 10-15°C。8.—種低溫乙烯冷卻水的工藝裝置，包括:中間介質(zhì)儲(chǔ)槽⑷、用于乙烯與中間介質(zhì)進(jìn)行熱交換的熱交換器，用于中間介質(zhì)與水進(jìn)行熱交換的第三熱交換器(3)，其中，中間介質(zhì)儲(chǔ)槽(4)依次與用于乙烯與中間介質(zhì)進(jìn)行熱交換的熱交換器、用于中間介質(zhì)與水進(jìn)行熱交換的第三熱交換器(3)相連，形成中間介質(zhì)流動(dòng)的閉合通路；液態(tài)乙烯儲(chǔ)罐與用于乙烯與中間介質(zhì)進(jìn)行熱交換的熱交換器相連，形成乙烯流通路；循環(huán)水儲(chǔ)槽(5)與用于中間介質(zhì)與水進(jìn)行熱交換的第三熱交換器(3)相連，形成循環(huán)水流通路。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種低溫乙烯冷卻水的工藝裝置，其特征在于，用于乙烯與中間介質(zhì)進(jìn)行熱交換的熱交換器包括一個(gè)熱交換器、或二個(gè)以上的熱交換器；優(yōu)選的，用于乙烯與中間介質(zhì)進(jìn)行熱交換的熱交換器包括二個(gè)熱交換器，分別為第一熱交換器(I)和第二熱交換器(2)。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的工藝裝置，其特征在于，所述的工藝裝置用于制取-20°C?20°C之間不同溫度等級的液態(tài)冷媒；優(yōu)選，所述的液態(tài)冷媒包括乙二醇或氯化I丐水溶液。
【文檔編號】C08F2/00GK105837715SQ201510015053
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年1月13日
【發(fā)明人】李明, 郎需霞, 張清亮, 張泉, 劉珍玉, 劉洪宇, 李軍強(qiáng)
【申請人】青島海晶化工集團(tuán)有限公司