本實用新型專利技術屬于天然氣制乙炔技術領域，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；所述第二冷卻塔設置在第一冷卻塔的頂部上方；設置在第一冷卻塔側壁的第一氣體入口連接有第一壓縮機，以壓縮進入第一冷卻塔的裂解氣；第一冷卻塔底部的循環水出口依次經第一循環泵和第一換熱器連接至第一冷卻塔上部的循環水入口；設置在第一冷卻塔側壁的第一氣體出口經第二壓縮機與設置在第二冷卻塔側壁的第二氣體入口連接；第二冷卻塔底部的循環水出口依次經第二循環泵和第二換熱器連接至第二冷卻塔上部的循環水入口；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。第一冷卻塔底部有冷凝水出口。第一冷卻塔底部有冷凝水出口。
【技術實現步驟摘要】
一種天然氣制乙炔工藝中裂解氣壓縮冷卻集成裝置
[0001]本技術總體地涉及天然氣制乙炔
，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。
技術介紹
[0002]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，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，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、乙烯基乙炔等高級炔和其它不飽和碳氫化合物、芳族烴和聚合物等。超溫超壓易產生聚合反應使得乙炔和其他高級炔等形成高聚物，混入水相中導致水相黏度增大，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，應將高級炔、聚合物在聚合反應發生前，及時將其從氣相中洗至水相中。
[0003]目前最常見的天然氣制乙炔裂解氣增壓、冷卻的方法，是采用一級螺桿壓縮機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，進入一級冷卻塔將其冷卻，隨后再次進入二級螺桿壓縮機壓縮，最后進入二級冷卻塔冷卻。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壓縮機和兩個冷卻塔實現裂解氣的壓縮冷卻，具有流程長、設備占地面積大、投資成本高等弊端，且壓縮機與冷卻塔之間較長的管線易導致乙炔、高級炔和聚合物等發生聚合反應，高聚物的生成會影響冷卻水性質，使其黏度增大或形成固渣沉淀，堵塞泵、管線等設施。
技術實現思路
[0004]針對現有技術中存在的問題，本技術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，本技術裝置采用上下兩段式連續壓縮、冷卻的集成設計，減少設備數量和投資、降低設備占地面積、保證裂解氣安全、壓縮冷卻高效、操作流程簡化，同時保證乙炔、高級炔和聚合物較低程度的聚合。
[0005]為達到這些目的，本技術的技術方案是，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；所述第二冷卻塔設置在第一冷卻塔的頂部上方；設置在第一冷卻塔側壁的第一氣體入口連接有第一壓縮機，以壓縮進入第一冷卻塔的裂解氣；第一冷卻塔底部的循環水出口依次經第一循環泵和第一換熱器連接至第一冷卻塔上部的循環水入口；設置在第一冷卻塔側壁的第一氣體出口經第二壓縮機與設置在第二冷卻塔側壁的第二氣體入口連接；第二冷卻塔底部的循環水出口依次經第二循環泵和第二換熱器連接至第二冷卻塔上部的循環水入口；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。
[0006]本技術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，經第一冷卻塔冷卻后進入第二冷卻塔，經第二冷卻塔冷卻后，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部從上向下循環，冷卻水在各自的塔段外部從塔段底部抽出后經換熱器換熱后再從塔段頂部進入，形成塔段內外的循環。本技術裝置采用分段壓縮和分段冷卻的方式，可以實現天然氣制乙炔工藝中裂解氣的連續循環壓縮冷卻，且占地面積小。
[0007]進一步的，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。
[0008]即，將一段冷卻塔在高度方向分割成兩部分，下段作為第一冷卻塔，上段作為第二冷卻塔，這種設計可以節約成本，使裝置整體更規范、性能可靠。
[0009]更進一步的，上述第一冷卻塔和第二冷卻塔在一段塔體上高度方向的分布比例為：0.6～1。第二冷卻塔作為裂解氣最后壓縮冷卻且排出的塔體，其高度比第一冷卻塔高，更有利于裂解氣的壓縮冷卻。
[0010]更進一步的，上述第一冷卻塔和第二冷卻塔沿高度方向的橫截面為圓形，塔徑為0.8～3m，整體高度為10～30m。
[0011]本技術將冷卻塔在高度方向設計成高度與塔徑在0.8～3m與10～30m范圍內的細長型，一方面增加冷卻水與裂解氣的混合冷卻距離，增強冷卻效果，另一方面兼顧壓縮冷卻效率。
[0012]進一步的，上述第一氣體入口設置在第一冷卻塔側壁下部，第一氣體出口設置在第一冷卻塔側壁上部；所述第二氣體入口設置在第二冷卻塔側壁下部。
[0013]上述設計實現裂解氣在每段塔體內從下向上運動，與其中的冷卻水的運動方向相反，與實現裂解氣與冷卻水最大程度的接觸，達到最優冷卻效果。
[0014]進一步的，上述第二冷卻塔底部的循環水出口與第一換熱器的入口連接。
[0015]將第二冷卻塔的第二冷卻塔底部的循環水出口與第一換熱器的入口連接，以使第二冷卻塔的冷卻水實時調整進入第一冷卻塔，補充第一冷卻塔中因冷凝水排出導致的冷卻水減少，因此，第二冷卻塔底抽取的冷卻水，一部分送入與第一冷卻塔底部循環水混合進入第一加熱器，以調節第一冷卻塔循環水流量，另一部分送入第二冷卻塔循環水入口；整個循環過程中，不需要額外補充冷卻水。
[0016]本技術同時提供了利用上述天然氣制乙炔工藝中裂解氣壓縮冷卻集成裝置進行天然氣制乙炔工藝中裂解氣的壓縮冷卻集成工藝，包括以下步驟：
[0017]S1、裂解氣經所述第一壓縮機壓縮后從第一氣體入口進入第一冷卻塔內，經所述第一冷卻塔冷卻后被第二壓縮機從第一氣體出口抽并壓縮后經第二氣體入口送入第二冷卻塔內；裂解氣經第二冷卻塔冷卻后，由第二冷卻塔頂部的裂解氣出口排出；
[0018]S2、所述第一循環泵將冷卻水從第一冷卻塔的循環水出口抽出，經第一換熱器換熱后進入第一冷卻塔頂部的循環水入口；所述第二循環泵將冷卻水從第二冷卻塔的循環水出口抽出，冷卻水經所述第二換熱器換熱后進入第二冷卻塔的循環水入口；
[0019]S3、裂解氣中飽和水蒸氣冷凝后，由冷凝水出口排出。
[0020]進一步的，所述第二循環泵從第二冷卻塔的循環水出口抽出的冷卻水中，一部分進入所述第一換熱器中進行換熱循環，用于調節循環水流量。
[0021]進一步的，上述第一冷卻塔上第一氣體入口的進氣溫度范圍為70
?
90℃；第一氣體出口出氣溫度范圍為35
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50℃；第二冷卻塔中第二氣體入口的進氣溫度范圍為80
?
98℃；第二冷卻塔頂部有裂解氣出口的出氣溫度范圍為30
?
50℃；第一壓縮機工作壓力范圍為0～0.5MPa；第二壓縮機的工作壓力范圍為0.4～1.35MPa。
[0022]本技術相比現有技術的有點在于：
[0023]1)本技術的裂解氣壓縮冷卻集成裝置較傳統裂解氣加壓、冷卻裝置，該集成裝置具有占地面積小、設備投資少、操作簡單等優點；
[0024]2)本技術的裂解氣壓縮冷卻集成工藝可實現溫度30～5本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種天然氣制乙炔工藝中裂解氣壓縮冷卻集成裝置，其特征在于，它包括第一冷卻塔(2
?
1)和第二冷卻塔(2
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2)；所述第二冷卻塔(2
?
2)設置在第一冷卻塔(2
?
1)的頂部上方；設置在第一冷卻塔(2
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1)側壁的第一氣體入口(5
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1)連接有第一壓縮機(1
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1)，以壓縮進入第一冷卻塔(2
?
1)的裂解氣；第一冷卻塔(2
?
1)底部的循環水出口(6
?
1)依次經第一循環泵(3
?
1)和第一換熱器(4
?
1)連接至第一冷卻塔(2
?
1)上部的循環水入口(6
?
2)；設置在第一冷卻塔(2
?
1)側壁的第一氣體出口(5
?
2)經第二壓縮機(1
?
2)與設置在第二冷卻塔(2
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2)側壁的第二氣體入口(5
?
3)連接；第二冷卻塔(2
?
2)底部的循環水出口(6
?
3)依次經第二循環泵(3
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2)和第二換熱器(4
?
2)連接至第二冷卻塔(2
?
2)上部的循環水入口(6
?
4)；第二冷卻塔(2
?
2)頂部有裂解氣出口(5
?
4)；第一冷卻塔(2
【專利技術屬性】
技術研發人員：王金福，王澤寧，
申請(專利權)人：王金福，
類型：新型
國別省市：
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