本發(fā)明涉及到化工設(shè)備，具體指一種反應(yīng)器出口激冷裝置及激冷方法。

背景技術(shù)：

在化工領(lǐng)域中，很多化學(xué)反應(yīng)過程需要在特定的高溫環(huán)境下進(jìn)行，比如高溫?zé)峤夥磻?yīng)。由于高溫反應(yīng)器反應(yīng)溫度高，若不能對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行快速、有效地降溫，一方面會(huì)因?yàn)槟繕?biāo)產(chǎn)物發(fā)生二次反應(yīng)，收率降低，影響經(jīng)濟(jì)效益；另一方面，用于配合反應(yīng)器使用的后續(xù)分離加工流程中的生產(chǎn)設(shè)備，例如：高溫反應(yīng)器的出口管道、閥門、儀表以及后續(xù)的分離設(shè)備等因?yàn)榉磻?yīng)器出口溫度高而要求具有相當(dāng)強(qiáng)的耐高溫性能，從而提高對(duì)管道、儀表、閥門以及設(shè)備的材料及制造要求，增加了裝置投資。

現(xiàn)有技術(shù)中的高溫反應(yīng)產(chǎn)物的冷卻通常以間接換熱的方式存在，一般在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置換熱管或者在反應(yīng)器外部設(shè)置換熱器，通過與冷卻水的間接換熱對(duì)高溫產(chǎn)物進(jìn)行冷卻；這種冷卻方式存在不能實(shí)現(xiàn)快速冷卻，能耗高等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種能快速降低出口物料溫度且控溫精確度高的反應(yīng)器出口激冷裝置。

本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種能快速降低出口物料溫度且控溫精確度高的反應(yīng)器出口物料激冷方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：該反應(yīng)器出口激冷裝置，包括激冷室，其特征在于所述激冷室設(shè)置在反應(yīng)器外，所述激冷室的第一入口連接所述反應(yīng)器的物料出口，所述激冷室的第二入口上設(shè)有噴嘴，所述噴嘴通過連接管道連接激冷液緩沖罐，所述激冷室的出口連接物料分離裝置；

所述物料分離裝置的頂部出口連接輕組分管道，底部出口連接重組分管道。

為方便激冷液緩沖罐內(nèi)液位和壓力控制，可以在所述激冷液緩沖罐連接有放空管道、氮?dú)饧訅汗艿篮脱a(bǔ)水管道；

所述放空管道上設(shè)有放空閥；

所述氮?dú)夤艿郎显O(shè)有控制閥；

所述補(bǔ)水管道上設(shè)有補(bǔ)液閥。

進(jìn)一步地，所述激冷液緩沖罐內(nèi)設(shè)有液位傳感器和壓力傳感器；

所述液位傳感器、壓力傳感器以及放空閥、控制閥和補(bǔ)液閥均連接DSC控制系統(tǒng)。通過DSC系統(tǒng)自動(dòng)控制，控制精度高。

還可以在所述連接管道上設(shè)有流量傳感器、溫度傳感器和流量閥；所述流量傳感器和流量閥均連接所述DSC控制系統(tǒng)。

所述輕組分管道和所述連接管道之間設(shè)有壓差傳感器和溫度傳感器，所述壓差傳感器和所述溫度傳感器均連接所述DSC控制系統(tǒng)。

通過檢測(cè)輕組分管道上的溫度和壓力來控制激冷液的流量以及激冷液緩沖罐內(nèi)壓力，控制精度高。

上述各方案中，所述噴嘴可以有多種結(jié)構(gòu)，較好的，所述噴嘴可以包括本體，所述本體的中部設(shè)有連通所述連接管道的激冷液通道，所述激冷液通道的出口連通所述激冷室；

所述本體內(nèi)還設(shè)有封閉的氣體通道，所述氣體通道位于所述激冷液通道的外側(cè)，所述本體上設(shè)有連通所述氣體通道的氣體管道，所述氣體管道連接惰性氣體源；所述氣體通道上均布有多個(gè)噴孔，各所述噴孔對(duì)向所述激冷液通道的出口。該結(jié)構(gòu)能夠充分霧化激冷液，保證激冷效果。

所述激冷液通道的出口優(yōu)選為內(nèi)小外大的喇叭口；所述氣體通道為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，各所述噴孔設(shè)置在所述喇叭口的壁上。該結(jié)構(gòu)霧化效果更好。

所述本體上設(shè)有用于連接所述激冷室的連接法蘭。

為進(jìn)一步提高霧化效果，各所述噴孔的軸線與所述激冷液通道的軸線之間的夾角可以為15°～75°。

使用上述反應(yīng)器出口激冷裝置的激冷方法，其特征在于包括下述步驟：

在裝置開啟后，高溫出口物料從反應(yīng)器進(jìn)入所述激冷室內(nèi)，所述激冷液緩沖罐內(nèi)的激冷液經(jīng)由所述連接管道從所述噴嘴噴入到所述激冷室內(nèi)，與所述高溫出口物料混合，降低高溫出口物料的溫度；

降溫后的物料進(jìn)入所述物料分離裝置，分離后的輕組分從所述輕組分管道排至下游，分離得到的重組分從所述重組分管道排至下游；

裝置運(yùn)行過程中：

1)激冷液液位控制

所述液位傳感器監(jiān)測(cè)所述激冷液緩沖罐內(nèi)的液位并將數(shù)據(jù)傳到DSC系統(tǒng)，DSC系統(tǒng)與設(shè)定液位值進(jìn)行比較；當(dāng)液位低于設(shè)定液位值時(shí)，DSC控制系統(tǒng)打開所述補(bǔ)液閥向所述激冷液緩沖罐內(nèi)補(bǔ)充激冷液，直至達(dá)到設(shè)定液位，所述補(bǔ)液閥關(guān)閉；

2)激冷液緩沖罐壓力控制

所述壓力傳感器將監(jiān)測(cè)到的所述激冷液緩沖罐內(nèi)的壓力傳導(dǎo)到DSC控制系統(tǒng)，與設(shè)定壓力進(jìn)行對(duì)比；當(dāng)所述激冷液緩沖罐內(nèi)壓力大于或小于設(shè)定值時(shí)，DSC控制系統(tǒng)通過控制所述放空閥和所述控制閥的開度，來維持所述激冷液緩沖罐內(nèi)的壓力在設(shè)定范圍；

3)激冷液流量控制

根據(jù)所述溫度傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，當(dāng)所述輕組分管線內(nèi)的物料溫度高于或低于設(shè)定值時(shí)，所述DSC控制系統(tǒng)相應(yīng)調(diào)節(jié)所述流量閥的開度，從而增大或減小激冷液的流量；

4)噴嘴壓差控制

根據(jù)所述壓力傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，所述DSC控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)所述激冷液緩沖罐內(nèi)的壓力，從而所述噴嘴保持在設(shè)定壓差下工作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的反應(yīng)器出口激冷裝置及激冷方法能快速、精確地降低出口物料溫度，從而降低下游設(shè)備的材質(zhì)要求，節(jié)省投資運(yùn)行成本，且可操作性與可實(shí)施性強(qiáng)，工藝流程簡(jiǎn)單，控制方案合理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中噴嘴的縱向剖視圖；

圖3為本圖2中A部分的局部放大圖；

圖4為圖3的仰視圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1至圖4所示，該反應(yīng)器出口激冷裝置包括：

激冷室2，設(shè)置在反應(yīng)器1外，用于對(duì)反應(yīng)器1的高溫出口物料進(jìn)行激冷，以滿足下游的要求；激冷室2的第一入口連接反應(yīng)器1的物料出口，激冷室2的第二入口內(nèi)設(shè)有噴嘴4，噴嘴4通過連接管道6連接激冷液緩沖罐3，激冷室2的出口連接物料分離裝置5。

激冷液緩沖罐3，用于盛放冷卻反應(yīng)器出口物料的激冷液；激冷液緩沖罐3上連接有放空管道31、氮?dú)饧訅汗艿?2和補(bǔ)水管道33；其中放空管道31上設(shè)有放空閥34；氮?dú)夤艿?2上設(shè)有控制閥35；補(bǔ)水管道33上設(shè)有補(bǔ)液閥36；激冷液緩沖罐3內(nèi)還設(shè)有液位傳感器37和壓力傳感器38；

上述液位傳感器37、壓力傳感器38以及放空閥34、控制閥35和補(bǔ)液閥36均連接DSC控制系統(tǒng)。

噴嘴4，用于對(duì)激冷液進(jìn)行氣化并快速、均勻地噴入到出口反應(yīng)物料中；包括本體41，本體41的中部設(shè)有連通連接管道6的激冷液通道42，激冷液通道42的出口連通激冷室2；激冷液通道42的出口為內(nèi)小外大的喇叭口。

本體41內(nèi)在激冷液通道42的外側(cè)還設(shè)有封閉的環(huán)狀氣體通道43，激冷液通道42的喇叭口的壁上均布有多個(gè)連通氣體通道43和激冷液通道42噴孔45，各噴孔45對(duì)向所述激冷液通道42的出口，并且各噴孔45的軸線與激冷液通道42的軸線之間的夾角α為60°；本體41上還設(shè)有連通氣體通道43的氣體管道44，氣體管道44連接惰性氣體源；本體41上還設(shè)有用于連接激冷室2的連接法蘭46。

物料分離裝置5，用于對(duì)激冷后的混合物料進(jìn)行分離，分離出輕組分和重組分，其頂部出口連接輕組分管道51，底部出口連接重組分管道52。輕組分管道51和連接管道6之間設(shè)有壓差傳感器64，壓差傳感器64連接所述DSC控制系統(tǒng)。

連接管道6，連接噴嘴4和激冷液緩沖罐3，用于向激冷室2內(nèi)輸送激冷液；連接管道6上設(shè)有流量傳感器61和流量閥63，連接管道6和輕組分管道51之間還設(shè)有溫度傳感器62；流量傳感器61、溫度傳感器62和流量閥63均連接DSC控制系統(tǒng)。

以煤加氫反應(yīng)裝置為例，說明本發(fā)明的工作原理。

煤加氫反應(yīng)器出口物料為高溫氣體，主要組成為輕油、重油、焦灰、合成氣等，出口物料溫度為800～1000℃，壓力為3.0～5.0MPaG；采用溫度為20～40℃、壓力為4.5～5.5MPaG的水作為激冷液，激冷液還可以選用與出口物料組成相近似的輕油；激冷液壓力可根據(jù)反應(yīng)出口物料作相應(yīng)調(diào)整，激冷液流量控制在500～1500kg/h；氣體管道44內(nèi)通入20～40℃、5～6MPaG、10～30m³/h的氮?dú)?；輕組分管線51內(nèi)的物料溫度控制在480～550℃；所述噴嘴4的進(jìn)出口壓差控制在0.5～2.0MPaG。

1)激冷液液位控制

根據(jù)液位傳感器37的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，DSC系統(tǒng)與設(shè)定液位值進(jìn)行比較；當(dāng)液位低于設(shè)定液位值時(shí)，DSC控制系統(tǒng)打開所述補(bǔ)液閥36向所述激冷液緩沖罐3內(nèi)補(bǔ)充激冷液，直至達(dá)到設(shè)定液位，所述補(bǔ)液閥36關(guān)閉；

2)激冷液緩沖罐壓力控制

DSC控制系統(tǒng)將壓力傳感器38的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)定壓力進(jìn)行對(duì)比；當(dāng)激冷液緩沖罐3內(nèi)壓力大于或小于設(shè)定值0.2～0.5MPaG時(shí)，DSC控制系統(tǒng)通過控制所述放空閥34和控制閥35的開度，來維持所述激冷液緩沖罐內(nèi)的壓力在設(shè)定范圍；

3)激冷液流量控制

根據(jù)溫度傳感器62的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，當(dāng)輕組分管線51內(nèi)的物料溫度高于或低于設(shè)定值時(shí)，所述DSC控制系統(tǒng)相應(yīng)調(diào)節(jié)所述流量閥63的開度，從而增大或減小激冷液的流量；

4)噴嘴壓差控制

DSC控制系統(tǒng)將壓力傳感器64的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)噴嘴進(jìn)出口壓差超過0.5～2.0MPaG范圍時(shí)，DSC控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)激冷液緩沖罐3內(nèi)的壓力，從而保證噴嘴4在0.5～2.0MPaG壓差范圍內(nèi)工作，以保證良好的霧化效果。