[发明专利]改进的裂解气热量利用方法及所使用的原料汽化器

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的裂解气热量利用方法及装置，特别是公开一种采用醋酸或丙酮 等原料经裂解制备乙烯酮及其衍生物的生产领域中裂解气热量综合利用的改进方法及所 使用的原料汽化器。

背景技术

在采用醋酸或丙酮等原料，经裂解制备乙烯酮及其衍生物的生产领域中，传统技术普 遍采用空气冷却、水冷却等措施将从裂解炉出来的高温裂解气冷却下来的方法，热量没有 得到利用。可以利用裂解气余热预热进料原料蒸汽，但气-气换热的传热系数通常比较小， 致使其裂解气出口的温度一般只能降至350℃以上，仍有相当的余热未被利用，热效率尚 有进一步提高的余地，同时还增加了气-气换热器设备和气-气换热流程。对此的改进措施 中比较好的一种是在换热的一侧引入相变过程，如汽化。其中一个可行的方法是，利用高 温裂解气的热量副产蒸汽并循环汽化原料。在这种方法中，裂解气经热量利用后，其温度 最低可降低至约250℃，可以明显提高热利用效率，大大减少蒸汽和锅炉补充水的用量， 甚至可以有盈余的副产蒸汽对外供应，具有节能降耗的优点。这种方法除了使用原料汽化 器外，还需要增加废热锅炉设备和废热锅炉副产蒸汽流程。而且，这种方法通过蒸汽及其 冷凝液作为中间媒介间接地实现裂解气热量的利用，由于增加中间环节，必然会降低能量 利用效率，涉及蒸汽及其冷凝液的废热锅炉在运转过程中也可能产生蒸汽及其冷凝液的损 失和热污染。为此，需要对这一方法进一步加以改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是针对上述现有技术存在的缺陷而提供的改进的裂 解气热量利用方法，该方法直接利用裂解气的高温能量汽化原料，消除蒸汽及其冷凝液作 为中间媒介的中间环节，缩短流程、减少设备，实现直接换热和热量的直接利用。

本发明所要解决的技术问题之二是提供上述利用方法所使用的原料汽化器。

作为本发明第一方面的一种改进的裂解气热量利用方法，其特征在于：裂解炉出来的 高温裂解气，通过一种原料汽化器直接加热原料液进料使之汽化成为原料蒸汽或原料过热 气，原料蒸汽或原料过热气再进入裂解炉产生高温裂解气，高温裂解气经原料汽化器利用 热量以后至后续工序。

在本发明第一方面中，所述原料汽化器壳程内的操作温度为50℃～150℃。如果裂解 气中可凝组分，如水、酸等，被冷凝下来却得不到及时分离，就可能带来逆反应和副反应， 降低乙烯酮的收率。因此，要求裂解气离开汽化器的温度≥180℃，以保证裂解气处于气 态。

由于裂解气中可能析出炭或其他聚合物，为了有效实施本发明，需要合理设计原料汽 化器的形式。

作为本发明第二方面所提出的原料汽化器，由筒体及置于筒体下部的单组或多组U型 换热器组成。

在本发明的原料汽化器，所述筒体为立式圆筒或者是下部为卧式圆筒、上部为立式圆 筒的组合体。

为保证装置较长周期的安全运行，尽量减少裂解气的析炭或聚合，宜让裂解气走较长 的直管段和较为平缓的转弯。本发明提出了满足这个要求的优化条件，即：每组U型换热 器均由长直管与大半径180°U型弯头串联成为一个整体，U型换热器的长直管长度L以及大 半径180°U型弯头的弯曲半径R，分别满足L≥15DN，R≥5DN，其中DN为所述长直管的公称 直径。

在本发明中，裂解气走所述U型换热器的管程并从其下部进入、上部离开，原料走所 述U型换热器的壳程即原料汽化器的壳体内、U型换热器的管外空间。

所述原料汽化器上部筒体空间为原料蒸汽的汽相空间。裂解气经原料汽化器下部筒体 U型换热管利用热量后，温度仍可高达250～500℃。因此，为了有效利用裂解气的热量， 可以在原料汽化器上部筒体内设置过热段，充分利用裂解气的余热来加热饱和原料蒸汽使 其过热。同样地，由于裂解气中可能析出炭或其他聚合物，为尽量减少裂解气的析炭或聚 合，保证装置较长周期的安全运行，从而有效地实施本发明，过热段设置在原料汽化器的 上部立式筒体内，并由单组或多组U型换热器组成，每组U型换热器均由长直管与大半径180 °U型弯头串联成为一个整体，所述长直管长度L以及大半径180°U型弯头的弯曲半径R， 分别满足L≥15DN，R≥5DN，其中DN为所述长直管的公称直径。