[发明专利]一种冷火炬气分液、汽化和升温系统

说明书

本发明涉及一种冷火炬气分液、汽化和升温系统，包括：冷火炬气分液罐：其入口连接外部的冷火炬气收集总管和冷液体排放总管；冷火炬罐凝液汽化器：包括上部换热管束、下部换热管束，以及壳程换热空腔，上部换热管束的管程入口连接冷火炬气分液罐的液体出口，管程出口则返回连接冷火炬气分液罐；蒸汽凝液罐：连接下部换热管束的管程出口；冷火炬总管升温器：其管程入口连接所述冷火炬气分液罐的气相出口，管程出口外接；所述冷火炬总管升温器的壳程出入口均连接冷火炬罐凝液汽化器的壳程换热空腔，在冷火炬罐凝液汽化器与冷火炬总管升温器之间形成闭合回路。与现有技术相比，本发明具有流程简单、成本低、安全可靠和节能环保等优点。

技术领域

本发明属于化工过程处理技术领域，涉及一种冷火炬气分液/汽化/升温系统，特别涉及一种利用循环甲醇吸收蒸汽的热量作为加热媒介对冷火炬凝液进行汽化和对冷火炬气进行加热升温的系统。

背景技术

火炬是用来处理(石油)化工厂，炼油厂及其它工厂或装置无法收集和再加工的可燃或有毒气体及蒸汽的特殊燃烧设施，是保证工厂安全生产、减少环境污染的一项重要措施。虽然人们对火炬燃烧感到可惜，希望将这些气体加以利用，但由于火炬气量和组分变化很大，所以很难将这部分气体全部回收利用，而只能将火炬视为生产流程的重要组成部分。火炬系统的排放管网一般根据工厂的具体情况设定，以乙烯装置为例，依据物料状态不同，分别设置干火炬系统、湿火炬系统、热火炬系统和冷火炬系统四类。其中根据石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计规范的规定，从安全环保以及经济性考虑，这些低温火炬气都不允许直接送至火炬头焚烧，特别冷火炬系统中的低温液态烃须经蒸发器加热汽化并升温后送去火炬总管。现有的升温方法有：

CN104101232B的中国专利的做法是通过换热器利用蒸汽直接对乙烯进行加热，但由于低温火炬液温度过低(-99℃)，换热管壁温远低于0℃，这样会造成蒸汽凝液来不及排出便在换热管壁上结冰，甚至最终会导致换热器堵塞，无法实现对火炬气进行加热。

CN201510104867.6的中国专利的做法是通过设置两套甲醇蒸汽汽化器，利用甲醇作为热源加热低温火炬凝液及低温火炬气，该技术虽然可以有效防止蒸汽及凝液在换热管壁面的结冰，但是需要设计四台换热设备，配套的仪器、仪表也很多，设备投资较大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种冷火炬气分液、汽化和升温系统，具体为采用蒸汽汽化甲醇，然后利用甲醇作为传热媒介对冷火炬液凝液进行汽化及对冷火炬气进行升温的工程设计方案，以提高系统安全稳定性并降低投资费用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种冷火炬气分液、汽化和升温系统，包括：

冷火炬气分液罐：其入口分别连接外部的冷火炬气收集总管和冷液体排放总管；

冷火炬罐凝液汽化器：包括上部换热管束、位于上部换热管束下方的下部换热管束，以及包裹所述上部换热管束和下部换热管束的壳程换热空腔，所述上部换热管束的管程入口连接所述冷火炬气分液罐的液体出口，管程出口则返回连接所述冷火炬气分液罐；

蒸汽凝液罐：其连接所述下部换热管束的管程出口；

冷火炬总管升温器：其管程入口连接所述冷火炬气分液罐的气相出口，管程出口外接；所述冷火炬总管升温器的壳程出入口均连接冷火炬罐凝液汽化器的壳程换热空腔，在冷火炬罐凝液汽化器与冷火炬总管升温器之间形成闭合回路。进一步的，所述下部换热管束的管程入口连接蒸汽管线，所述壳程换热空腔连接甲醇管线，下部换热管束的管程内部通蒸汽，所述壳程换热空腔内通甲醇，甲醇在壳程换热空腔中进行在下部换热管束处汽化、在上部换热管束处冷凝的汽化-冷凝循环过程，所述下部换热管束为蒸汽-甲醇汽化器。

进一步的，冷火炬总管升温器壳程通甲醇，甲醇在闭合回路中进行在冷火炬罐凝液汽化器内汽化、在冷火炬总管升温器冷凝的汽化-冷凝循环过程。