一种双气体涡流制冷器的乙烯裂解炉裂解气取样装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种裂解气取样装置，更具体一点说，涉及一种双气体涡流制冷器的乙烯裂解炉裂解气取样装置，属于乙烯裂解炉的裂解气取样领域。


背景技术：

2.随着我国炼油能力的过剩，炼化一体化炼厂都采用乙烯裂解装置将过多的油品裂解为乙烯、丙烯等原料，生产聚乙烯、聚丙烯等高价值化工产品，提高炼厂的经济效益。
3.全球多数企业乙烯裂解炉均采用管式裂解炉，但炉管内很多化学反应参数、过程均无法监测，只能通过不同工况下产物标定推测出炉管内复杂的反应状态，便于优化调整。乙烯收率是衡量裂解装置经济效益的一个重要指标，故对裂解炉出口的裂解气组分进行分析，掌握裂解气的组成分布，分析裂解产物双烯收率，气液相组成，便于有效的优化原料配比及操作参数调整，为优化裂解炉操作，提高乙烯和丙烯收率提供重要依据。
4.因此，需要对乙烯裂解装置进行标定实验，而标定实验就需要对裂解气进行准确取样与分析。裂解气取样设备的好坏是乙烯裂解装置标定准确与否的关键。
5.中国专利文献cn204008207u公开了一种工业乙烯裂解炉的裂解气取样装置。该设备主要包括水冷分离器、冰冷分离器、干燥器和气体分离器、气体流量计、吸收塔等，该工业乙烯裂解炉的取样装置分析准确性高，能解决裂解气的放空安全问题，保证操作安全性，但其对裂解气的冷凝系统设计比较复杂，需要大量的水和冰，操作较为复杂，液相收集瓶密封不好，液体收集不准确，不能实现长周期连续取样，多次使用，管线容易堵塞，且有油气残留，对于更高温的取样点和更大量的取样时，需要更大量的冰水，且无法快速冷却等缺点。
6.中国专利文献cn202255988公开了一种工业乙烯裂解炉的裂解气取样装置。该设备主要包括水冷分离器、冰冷分离器、增湿器和气体流量计，采用不锈钢管与球阀连接保证了装置的强度和密封性，同时采用冰水冷却。该取样装置能确保裂解产物中气液相分离与计量，快速获取分离的气相和液相，达到色谱分析与焦油蒸馏的要求，标定不通炉子时装置移动简单方便，但该装置依然存在液相收集瓶密封不好，液体收集不准确；控制精度不准，结果重复性差、需要大量的冰水冷却，冷却系统复杂、不能长周期连续取样，对于更高温的取样点和更大量的取样时，需要更大量的冰水，且无法快速冷却等难题等缺点。


技术实现要素：

7.为了解决上述现有技术问题，本实用新型提供具有能够大幅度降低高温取样点的需求，满足大量取样的降温需求，省去大量的冷却介质冰和水，操作简单且冷却效果好，能够确保系统管线畅通，没有油气的残留等技术特点的一种双气体涡流制冷器的乙烯裂解炉裂解气取样装置。
8.为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
9.一种双气体涡流制冷器的乙烯裂解炉裂解气取样装置，包括保温管线、一号气体涡流制冷器、二号气体涡流制冷器以及内装有旋风分离器的一号气液分离罐、二号气液分
离罐，所述保温管线出口端延伸形成有延伸管线，所述延伸管线与一号气体涡流制冷器的盘管进口端连接，所述一号气体涡流制冷器的盘管出口端通过管线与一号气液分离罐连接，所述一号气液分离罐下端处的液相出口通过管线连接有二号球阀，所述一号气液分离罐上端处的气相出口通过管线与二号气体涡流制冷器的盘管进口端连接，所述二号气体涡流制冷器的盘管出口端通过管线与二号气液分离罐连接，所述二号气液分离罐下端处的液相出口通过管线连接有三号球阀，所述二号球阀、三号球阀出口端汇集后连接有收集瓶以实现液相流至收集瓶，所述二号气液分离罐上端处的气相出口通过管线依次连接有过滤器、质量流量计、四号球阀以及气囊以实现气相连通收集。
10.优选的，还包括工业空气管线、低压氮气管线，所述工业空气管线分设有两条子管线，且所述子管线分别与一号气体涡流制冷器、二号气体涡流制冷器3的内部腔室连接，自所述工业空气管线进口端起，在所述工业空气管线上依次连接有五号球阀、一号压力阀；所述延伸管线上连接有一号球阀，所述低压氮气管线出口端与延伸管线连接且连接处靠近一号球阀出口端，自低压氮气管线进口端起，所述低压氮气管线上依次连接有六号球阀、二号压力阀。
11.优选的，还包括框架，所述一号气体涡流制冷器、二号气体涡流制冷器、一号气液分离罐、二号气液分离罐、一号球阀、二号球阀、三号球阀、四号球阀、收集瓶、过滤器、质量流量计、气囊均位于框架内。
12.优选的，所述一号气体涡流制冷器与一号气液分离罐间以及二号气体涡流制冷器与二号气液分离罐间的管线上连接有温度计。
13.优选的，所述保温管线外至少包裹有一层保温层以防止样气在此处冷凝而粘附在管壁。
14.优选的，所述一号气体涡流制冷器、二号气体涡流制冷器为夹套气体涡流制冷器，所述工业空气管线内进入有工业空气，所述工业空气作为冷源通入一号气体涡流制冷器、二号气体涡流制冷器腔室换热。
15.优选的，所述一号气液分离罐、二号气液分离罐顶部带有旋风分离器，所述一号气液分离罐、二号气液分离罐底部连接管线为透明管，所述二号球阀距离一号气液分离罐底部3
‑
7cm，所述三号球阀距离二号气液分离罐底部3
‑
7cm，通过观察透明管控制液相流出以保证液位。
16.有益效果：一号气体涡流制冷器、二号气体涡流制冷器设置，即采用两级空气涡流冷凝器，能够降低高温取样点的需求，满足大量取样的降温需求，省去大量的冷却介质(冰和水)，操作简单且冷却效果好，能对工业乙烯裂解炉的裂解气进行有效的快速冷却并实现气液分离；出口透明管紧密连接收集瓶，顶部安装旋风分离器，结构简单，易于操作，液相收集准确率明显提高；一号气体涡流制冷器、二号气体涡流制冷器后，均设置设气液分离罐，不受冷却系统负荷和液相收集容器体积限制，可以实现长周期连续取样；氮气吹扫线用于置换、吹扫、清洗等功能，确保系统管线畅通，没有油气的残留；进入气体涡流制冷器，再进入气液分离罐，再经过一次冷却分离，实现多次分离，分离效果更好，气液相收集准确率明显提高。
附图说明
17.图1为乙烯裂解炉裂解气取样装置示意图。
18.其中附图标记为：
[0019]1‑
保温管线；2
‑
气体涡流制冷器；3
‑
气体涡流制冷器；4
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气液分离罐；5
‑
气液分离罐；6
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过滤器；7
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质量流量计；8
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四号球阀；9
‑
气囊；10
‑
收集瓶；11
‑
一号球阀；12
‑
二号球阀；13
‑
三号球阀。
具体实施方式
[0020]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]
在实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0022]
在实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0023]
如图1所示为一种双气体涡流制冷器的乙烯裂解炉裂解气取样装置的具体实施例，该实施例一种双气体涡流制冷器的乙烯裂解炉裂解气取样装置，包括保温管线1、一号气体涡流制冷器2、二号气体涡流制冷器3以及内装有旋风分离器的一号气液分离罐4、二号气液分离罐5，所述保温管线1出口端延伸形成有延伸管线，所述延伸管线与一号气体涡流制冷器2的盘管进口端连接，所述一号气体涡流制冷器2的盘管出口端通过管线与一号气液分离罐4连接，所述一号气液分离罐4下端处的液相出口通过管线连接有二号球阀12，所述一号气液分离罐4上端处的气相出口通过管线与二号气体涡流制冷器3的盘管进口端连接，所述二号气体涡流制冷器3的盘管出口端通过管线与二号气液分离罐5连接，所述二号气液分离罐5下端处的液相出口通过管线连接有三号球阀13，所述二号球阀12、三号球阀13出口端汇集后连接有收集瓶10以实现液相流至收集瓶10，所述二号气液分离罐5上端处的气相出口通过管线依次连接有过滤器6、质量流量计7、四号球阀8以及气囊9以实现气相连通收集，一号气液分离罐4、二号气液分离罐5的顶部安装旋风分离器，更利于气液分离。
[0024]
原理：本实用新型包括与服务站n2低压氮气管线、工业空气管线连接，利用保温管线1连接取样点，在采样之前通过n2口对装置进行置换，样气经过保温管线1，进入一号气体涡流制冷器2、一号气液分离罐4(内装旋风分离器)，未冷却的样气进行二级冷却，即经过二号气体涡流制冷器3、二号气液分离罐5(内装旋风分离器)，经分离后，气相经过滤器6、质量流量计7进行流量累积，利用气囊9取样，进一步分析其组成；待取样结束，液相通过透明管、二号球阀12、三号球阀13进入收集瓶10，进一步分析组成，设备整体为撬装箱式(框架实现)一体化，体积小，易于移动，操作简单。
[0025]
串联两级气体涡流制冷器，气相经一号(级)气体涡流制冷器2、一号气液分离罐4，再经过二号(级)气体涡流制冷器3，二号气液分离罐5，针对较高温的取样点和较大量的取样时，不受冷却负荷的限制，且可以实现快速冷却分离。
[0026]
优选的一种实施例方式，还包括工业空气管线(用于一号、二号气体涡流制冷器冷却源)、低压氮气管线，所述工业空气管线分设有两条子管线，且所述子管线分别与一号气体涡流制冷器2、二号气体涡流制冷器3的内部腔室连接，自所述工业空气管线进口端起，在所述工业空气管线上依次连接有五号球阀、一号压力阀；所述延伸管线上连接有一号球阀11，所述低压氮气管线出口端与延伸管线连接且连接处靠近一号球阀11出口端，自低压氮气管线进口端起，所述低压氮气管线上依次连接有六号球阀、二号压力阀，工业空气管线以及低压氮气管线上压力阀用于调节合适的压力进入系统，分别用于置换系统、样气冷却。
[0027]
优选的一种实施例方式，还包括框架，所述一号气体涡流制冷器2、二号气体涡流制冷器3、一号气液分离罐4、二号气液分离罐5、一号球阀11、二号球阀12、三号球阀13、四号球阀8、收集瓶10、过滤器6、质量流量计7、气囊9均位于框架内，框架实现实现设备整体为撬装箱式，一体化，体积小，易于移动，操作简单。
[0028]
优选的一种实施例方式，所述一号气体涡流制冷器2与一号气液分离罐4间以及二号气体涡流制冷器3与二号气液分离罐5间的管线上连接有温度计，便于观察，进行控制。
[0029]
优选的一种实施例方式，所述保温管线1外至少包裹有一层保温层以防止样气在此处冷凝而粘附在管壁，防止裂解气在取样过程中冷却，影响测定结果。
[0030]
优选的一种实施例方式，所述一号气体涡流制冷器2、二号气体涡流制冷器3为夹套气体涡流制冷器，所述工业空气管线内进入有工业空气，所述工业空气作为冷源通入一号气体涡流制冷器2、二号气体涡流制冷器3腔室换热，采用工业空气代替冰水，简单，实用。
[0031]
优选的一种实施例方式，所述一号气液分离罐4、二号气液分离罐5顶部带有旋风分离器，所述一号气液分离罐4、二号气液分离罐5底部连接管线为透明管，所述二号球阀12距离一号气液分离罐4底部3
‑
7cm，所述三号球阀13距离二号气液分离罐5底部3
‑
7cm，通过观察透明管控制液相流出以保证液位。
[0032]
本实用新型一号、二号气液分离罐底部出口管线为均透明管，样气经一级冷却在一号气液分离罐中分离，液相通过二号球阀12进行截流，二号球阀距离一号气液分离罐4底部约5cm距离，可通过观察透明管控制液相流出，保证一定的液位，在采样过程中亦可进行液相收集，不受收集容器体积限制；一号、二号气体涡流制冷器为夹套气体涡流制冷器，工业空气作为冷端通入一号气体涡流制冷器2、二号气体涡流制冷器3的腔室换热，样气进入盘管冷却后进入一号、二号气液分离罐，气液分离罐带有旋风分离器，经过两级分离后气相经过滤器6、质量流量计7、四号球阀8、进入气相采样口；分离后液相通过三号球阀13截流，二号气液分离罐5底部连接管线亦为透明管，三号球阀13距离二号分离罐5底部约5cm距离，通过三号球阀13进行截流，可通过观察透明管控制液相流出，保证一定的液位，在采样过程中亦可进行液相收集，不受收集容器体积限制。
[0033]
工作过程如下：
[0034]
现场固定好设备，连接现场n2线(低压氮气管线)、工业空气管线，通过氮气压力阀控制压力0.4mpa，打开一号球阀11吹扫样气进口管线，关闭一号球阀11，连接现场采样口；吹扫两级气体涡流制冷器(一号、二号气体涡流制冷器)及气液分离罐(一号、二号气液分离
罐)、打开二号球阀12、三号球阀13，吹扫透明管至收集瓶16管线；打开四号球阀8，气相管线吹扫，结束后关闭四号球阀8，注意吹扫结束后流量计读数初始化，连接现场工业空气，引入两级气体涡流制冷器的腔室；确认流程，缓慢打开现场采样口，一号球阀11，样气进入一级(号)气体涡流制冷器2、一号气液分离罐4，液相冷凝留置一号气液分离罐4，剩余样气进入二级(号)气体涡流制冷器3换热，经过盘管进入二号气液分离罐5；观察一号、二号气体涡流制冷器出口温度计，调整工业空气进入量，气相直接由过滤器4、流量计5、四号球阀8进入气相采样口，液相待取样结束后打开二号球阀12、三号球阀13，进入集液瓶收集。
[0035]
最后，需要注意的是，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。