反应气体的急冷系统及反应气体的急冷方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及急冷技术领域，具体而言，涉及一种反应气体的急冷系统及反应气体的急冷方法。
【背景技术】
[0002]乙烯和丙烯是石油化工工业的基础原料。目前，烯烃主要通过烃类裂解或催化裂解获得。在全球石油供应日趋紧张的情况下，人们开发了用氧化物(特别是以甲醇、乙醇为原料)生产低碳烯烃的工艺。其中，醇类等原料可以用天然气或煤炭的合成气生产，这样就很好地解决了国家对外石油依存度高的问题。
[0003]目前，甲醇制烯烃技术中急冷水洗技术均是通过急冷系统给反应产物脱过热和洗涤除尘，或者利用水洗塔(或甲醇洗涤塔)将反应产物中水蒸气冷凝下来。两种技术的区别和缺点如下:
[0004]1、急冷系统的急冷水设置冷却器，主要利用急冷水的显热给反应产物降温。急冷水的温度较低(50°C左右)，循环量小，除尘效果好。因急冷水含固体颗粒，而固体颗粒在换热器中会发生沉积，从而影响换热器的传热效果。随着运行时间的累积，固体沉积量逐渐增加，严重时会堵塞设备和管道。而且，反应产物的温度下降，体积流量减少，急冷塔的底部和顶部的气速相差较大。
[0005]2、急冷系统的急冷水不进行冷却，主要利用急冷水的潜热给反应产物降温。急冷水温度高接近泡点温度，循环量大，除尘效果一般。由于急冷水未设冷却器，不存在堵塞设备的情况。由于饱和水冷却过程中汽化剧烈，压力波动或负荷较大时，急冷水水幕会被吹开，造成反应产物直接穿过急冷塔，影响除尘效果。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于提供一种反应气体的急冷系统及反应气体的急冷方法，以改善急冷系统的除尘效果。
[0007]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种反应气体的急冷系统，该急冷系统包括:洗涤冷却装置，包括急冷水分布管，且反应气体通过洗涤冷却装置后得到洗涤后气体；喷雾装置，洗涤后气体经过喷雾装置后得到含水雾气体；旋流分离器，用于分离去除含水雾气体中的固体颗粒，得到含固体颗粒水和分离后气体；冷凝装置，用于去除分离后气体中的大部分水及油，得到冷凝气体。
[0008]进一步地，急冷系统还包括急冷塔体，且洗涤冷却装置、喷雾装置、旋流分离器和冷凝装置由下往上依次设置于急冷塔体中。
[0009]进一步地，急冷塔体的底部设置有反应气体入口管、急冷水出口和含固体颗粒水出口，急冷塔体的顶部设置有冷凝气体出口。
[0010]进一步地，洗涤冷却装置还包括设置于急冷水分布管的下方的换热管，设置于换热管中间的挡板以及设置于换热管的上方的间歇性补水管。
[0011]进一步地，喷雾装置包括多层塔板和设置于至少一层塔板中的喷雾器。
[0012]进一步地，旋流分离器包括多个旋流管、设置于各旋流管的上方的隔板以及设置于隔板中的隔板降液管。
[0013]进一步地，急冷系统还包括设置于各旋流管的下方的急冷水分布盘，急冷水分布盘上设置有至少一个急冷水分布管。
[0014]进一步地，冷凝装置包括换热塔盘、设置于换热塔盘上方的冷凝管阵列以及与冷凝管阵列的底部相连的水及油出口，且换热塔盘的上方和冷凝管阵列的上方均设置有循环水入口，换热塔盘的下方和冷凝管阵列的下方均设置有循环水出口。
[0015]进一步地，反应气体为甲醇制烯烃反应产物。
[0016]根据本发明的另一方面，提供了一种反应气体的急冷方法，该急冷方法包括:利用洗涤冷却装置对反应气体进行冷却和洗涤，得到洗涤后气体；利用喷雾装置对洗涤后气体喷水雾，得到含水雾气体；采用旋流分离器去除含水雾气体中的固体颗粒，得到含固体颗粒水和分离后气体；采用冷凝装置去除分离后气体中的大部分水及油。
[0017]进一步地，反应气体为甲醇制烯烃反应产物，甲醇制烯烃反应产物的主要组成为乙烯、丙烯、1-丁烯、水蒸气和催化剂细粉。
[0018]进一步地，甲醇制稀经反应产物包括0_30vol %的乙稀、0_50vol %的丙稀和30-80vol%的水蒸气，且甲醇制烯烃反应产物中催化剂的含量为2?20mg/L。
[0019]进一步地，甲醇制烯烃反应产物的温度为150?300°C，甲醇制烯烃反应产物的压力为 0.05 ?0.5MPa。
[0020]进一步地，洗涤后气体的温度为100?150°C，洗涤后气体和反应气体体积流量比在I?1.15。
[0021]进一步地，分离后气体的温度为90?150°C。分离后气体中催化剂含量为O?
0.01g/Lo
[0022]进一步地，含固体颗粒水中催化剂含量为500?20000mg/L。
[0023]进一步地，冷凝装置的底部温度为90?180°C，冷凝装置的顶部温度为30?50 °C，冷凝装置中的压力为0.05?0.5MPa。
[0024]应用本发明的技术方案，本发明提供的急冷系统及急冷方法避开了急冷水系统传热系数低的问题，从而改善了设备除尘效果，进而解决水洗水含固堵塞塔盘及管道的问题。此外，本发明具有投资少、催化剂去除效率高、反应产物冷却效果好、操作简单、运行稳定等特点。
【附图说明】
[0025]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0026]图1示出了根据本发明的一种优选实施方式所提供的急冷系统的示意图。
【具体实施方式】
[0027]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0028]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0029]由【背景技术】可知，现有急冷系统的除尘效果较差。本发明的发明人针对该技术问题进行研究，提出了一种反应气体的急冷系统。如图1所示，该急冷系统包括:洗涤冷却装置10，包括急冷水分布管14，且反应气体通过洗涤冷却装置10后得到洗涤后气体；喷雾装置20，洗涤后气体经过喷雾装置20后得到含水雾气体；旋流分离器30，用于分离去除含水雾气体中的固体颗粒，得到含固体颗粒水和分离后气体；冷凝装置40，用于去除分离后气体中的大部分水及油，得到冷凝气体。其中，油是指分离后气体中较重烃类组分的冷凝液。较重烃类组分可以为C5以上组分。
[0030]本发明提供的急冷系统及急冷方法避开了急冷水系统传热系数低的问题，从而改善了设备除尘效果，进而解决水洗水含固堵塞塔盘及管道的问题。此外，本发明具有投资少、催化剂去除效率高、反应产物冷却效果好、操作简单、运行稳定等特点。
[0031]具体而言，洗涤冷却装置10是利用饱和急冷水直接与反应气体例如甲醇制烯烃反应产物接触换热，以完成第一步除尘。反应气体与洗涤冷却装置10的急冷水进行换热，反应气体走换热管11内部，急冷水在换热管11表面气化，有利于防止换热管11外表面固体沉积，并增加水雾量。
[0032]喷雾装置20是通过在塔板21间进行喷水雾，以得到含水雾气体。而含水雾气体进入旋流分离器30后，进行汽提与小液滴雾的分离。小液滴雾可将比其直径小的固体颗粒捕获。小液滴的比表面大，可增加除尘的速度和提高除尘的效果。<