一种锦纶6聚合工艺中部分冷凝器的冷却系统及其工艺技术方案

本发明专利技术涉及一种采用高沸点流体做为锦纶6聚合部分冷凝器的冷却介质的冷却系统，通过控制高沸点冷却介质循环流量间接调节部分冷凝器中物料的冷凝量，实现对填料塔和部分冷凝器回流比的调节，确保填料塔和部分冷凝器的分离效果。具体是在锦纶6聚合装置上用高沸点流体做为锦纶6聚合部分冷凝器的冷却介质，避免了低流量时冷却介质的汽化问题，实现对部分冷凝器中物料冷凝量的有效控制。高沸点流体是指流体沸点高于部分冷凝器中被冷凝物质工作温度并大于100℃的液态流体。本发明专利技术所采用的系统能够有效降低物料和能量消耗，提高生产的稳定性，使生产企业更有竞争力。

Cooling system and process of partial condenser in PA6 polymerization process

【技术实现步骤摘要】
一种锦纶6聚合工艺中部分冷凝器的冷却系统及其工艺
本专利技术属于锦纶6（尼龙）切片的生产工艺
，具体涉及一种采用高沸点流体做为锦纶6聚合工艺中部分冷凝器冷却介质的冷却系统及其工艺。
技术介绍
在传统锦纶6聚合装置中普遍使用的冷却介质是循环水，但是在某些被冷却物料温度较高的场合，例如裂解器、反应器顶部的部分冷凝器的冷却介质就不适合使用循环水。在这些使用场合，需要通过调节冷却介质的流量来控制部分冷凝器中物料的冷凝量，实现对填料塔和部分冷凝器回流比的调节，由于被冷却物料温度较高（大于100℃，超过水的常压沸点），当采用循环水为冷却介质时，为了保证循环水不汽化，有两种方法。一种方法是循环水流量不能低于回水温度等于100℃时的流量，这就意味着循环水最低流量受到限制，无法实现通过调节循环水流量的方式控制部分冷凝器中物料的冷凝量；另一种方法是增加循环水压力，使循环水压力沸点高于被冷却物料温度，可以确保循环水不汽化，但是这会提高循环水系统的设计压力，尤其是当被冷却物料温度在200℃以上时，循环水系统的设计压力提高很大，需额外增加设备投资。也就是说，传统锦纶6聚合工艺中采用70℃左右的循环热水做为部分冷凝器的冷却介质。锦纶6聚合工艺中部分冷凝器中被冷凝的物料温度较高，通常在100℃以上，当系统冷凝量需要降低时，由于部分冷凝器的换热面积已经固定，只能通过减少循环热水流量的方式实现。但循环热水回水温度会随热水流量的降低而升高，当冷凝量降低到一定值时，热水回水温度会达到工作压力下沸点，热水会在部分冷凝器中汽化，影响部分冷凝器操作状态的稳定。因此循环热水的最低流量会受到限制，无法实现通过调节循环热水流量的方式准确控制部分冷凝器中物料的冷凝量。在传统锦纶6聚合工艺中采用70℃左右的循环热水做为部分冷凝器的冷却介质的情况下，为避免上述提到的循环水在低流量下汽化的问题，需要增加循环水的工作压力，使循环水压力沸点高于被冷却物料温度，这样又带来循环水系统设计压力提高，设备投资加大的问题。在传统锦纶6聚合工艺中，裂解反应器、前聚合反应器及后聚合反应器顶部分别设置有部分冷凝器，当采用循环热水做为部分冷凝器冷却介质时，热水循环系统有两种设置方式，一种设置方式是所有部分冷凝器共用一套热水循环冷却系统，另一种设置方式是为不同位置的部分冷凝器分别设置一套独立的热水循环冷却系统，这两种设置方式都有各自的问题。由于不同位置部分冷凝器的工作温度、工作压力及需要的冷凝量不同，当共用一套热水循环冷却系统时，循环热水只能控制一个工作温度和工作压力，无法实现根据不同部分冷凝器各自的工艺要求分别设置循环热水的工作温度和工作压力，进一步影响对部分冷凝器冷凝量（回流比）的准确控制，最终会提高聚合装置的能量及物料消耗并影响工艺稳定性；当对不同的部分冷凝器分别设置一套独立的热水循环冷却系统时，虽然可以在一定程度上解决循环热水系统工作温度和工作压力与部分冷凝器工作温度和工作压力的匹配问题，但仍无法从根本上解决上文提到的循环热水流量过低容易汽化的问题，同时与共用一套冷却循环系统相比还存在系统复杂、设备投资大以及日常操作维护工作量相对较大的问题。因此，亟需一种新的技术方案以解决上述的技术问题。
技术实现思路
本专利技术公开一种采用高沸点流体做为锦纶6聚合工艺中部分冷凝器冷却介质的冷却系统及其工艺流程，用以实现通过调节冷却介质的流量间接控制部分冷凝器中物料的冷凝量，实现对填料塔和部分冷凝器回流比进行调节的目的。该系统应用在锦纶6聚合装置的裂解反应器、前聚合反应器、后聚合反应器等顶部部分冷凝器的冷却系统。这些反应器的顶部操作温度较高，从这些反应器顶部蒸发出来的蒸气中含有大量的己内酰胺单体，需要在部分冷凝器中对物料进行部分冷凝回流来实现蒸汽中己内酰胺分离，减少排除部分冷凝器的蒸汽中己内酰胺单体的含量。既要达到最佳的分离效果，又要避免因为冷凝量过大而额外消耗能量，就需要对回流比（冷凝量）进行准确控制。本专利技术对传统锦纶6聚合装置的部分冷凝器的冷却系统进行改进，采用高沸点流体做为冷却介质，合理设计工艺流程，用以实现通过调节冷却介质的流量来控制部分冷凝器中物料的冷凝量的目的。专利技术其中高沸点流体介质是指其常压沸点高于被冷却介质工作温度并大于100℃的液体流体，通常可选用如下液体，包括但不限于导热油、联苯-联苯醚混合物、乙二醇等。由于高温冷却介质的沸点高于部分冷凝器中被冷却物料的温度，高温冷却介质始终在低于其沸点以下的温度工作，即使在很低流量下也不会有汽化发生，可以实现通过调节冷却介质的流量来准确控制部分冷凝器中物料的冷凝量。上文所述的冷却系统中，优选的，在裂解反应器、前聚合反应器、后聚合反应器的顶部蒸汽出口和部分冷凝器之间还设置填料塔；其连接方式为：裂解反应器、前聚合反应器或后聚合反应器的顶部蒸汽出口与填料塔底部蒸汽入口相连，填料塔顶部蒸汽出口与部分冷凝器蒸汽入口相连。在部分冷凝器上游还可以增设填料塔，有利于对裂解反应器、前聚合反应器、后聚合反应器的顶部出口输出的蒸汽物料实现更好的分离效果。上文所述的冷却系统中，优选的，所述的高沸点冷却介质是在一个封闭循环系统中使用，所述封闭循环系统包括与上文所述的裂解反应器、前聚合反应器或后聚合反应器顶部连接的部分冷凝器，以及循环泵、冷却器、冷凝器和膨胀罐；其中，所述的部分冷凝器、循环泵和冷却器通过管路连接形成循环系统，所述循环泵为高沸点冷却介质循环提供动力；在所述部分冷凝器的高沸点冷却介质出口近端和入口近端分别以三通管件连接一条支线管道，所述支线管道上设置有冷凝器；在所述部分冷凝器的高沸点冷却介质入口近端的管路上设置有流量仪表和流量调节阀，以控制高沸点冷却介质进入部分冷凝器的流量。所述膨胀罐设置于系统最高点，并通过管道与循环泵的高沸点冷却介质入口的近端管路相连通；在所述冷凝器壳程的高沸点冷却介质入口近端的管路上设置有压差调节阀门，以控制高沸点冷却介质循环压差；所述的循环泵、部分冷凝器和冷却器的连接方式不进行限定，可以是循环泵、冷却器和部分冷凝器顺次连接构成循环管路；也可以是循环泵、部分冷凝器和冷却器顺次连接构成循环管路。上文所述的冷却系统中，优选的，所述的高沸点冷却介质在封闭系统中循环使用，该高沸点冷却介质循环流量可以控制。具体通过在循环泵出口设置流量仪表及流量调节阀，通过调节流量调节阀开度实现对高沸点冷却介质循环流量的控制。上文所述的冷却系统中，所述的冷却器为水冷却器；具体而言，所述的高沸点冷却介质循环温度有两种控制方式：（1）所述冷却器还设置有调节阀，通过调节阀开度控制冷却器的供冷量，从而实现对高沸点冷却介质循环温度的控制。（2）在所述冷却器的高沸点冷却介质入口端和出口端附近分别设置三通而形成支线管道，并设置调节阀，从而通过控制调节阀的开度，调节进入冷却器的高沸点冷却介质流量，对其进行温度控制。上文所述的冷却系统中，冷凝器还连接有收集罐，冷凝器的冷凝物料出口与收集罐入口相连通；所述冷凝器用以对从部分冷凝器顶部出口输出的气体提供冷量，经过冷凝器冷却后的产物由收集罐收集。...

【技术保护点】
1.一种锦纶6聚合工艺中部分冷凝器的冷却系统，该系统是应用于裂解反应器、前聚合反应器、后聚合反应器顶部的部分冷凝器的冷却系统，其特征在于：所述冷却系统以高沸点流体为冷却介质，所述高沸点流体为常压下沸点高于被冷却物料工作温度且大于100℃的液态流体；优选的，所述高沸点流体选自导热油、联苯-联苯醚混合物、乙二醇中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种锦纶6聚合工艺中部分冷凝器的冷却系统，该系统是应用于裂解反应器、前聚合反应器、后聚合反应器顶部的部分冷凝器的冷却系统，其特征在于：所述冷却系统以高沸点流体为冷却介质，所述高沸点流体为常压下沸点高于被冷却物料工作温度且大于100℃的液态流体；优选的，所述高沸点流体选自导热油、联苯-联苯醚混合物、乙二醇中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：所述的高沸点冷却介质是在一个封闭循环系统中使用，所述封闭循环系统包括部分冷凝器、循环泵、冷却器、冷凝器和膨胀罐；其中，所述的部分冷凝器、循环泵和冷却器通过管路连接形成循环系统，所述循环泵为高沸点冷却介质循环提供动力；在所述部分冷凝器的高沸点冷却介质出口近端和入口近端分别以三通管件连接一条支线管道，所述支线管道上设置有冷凝器；在所述部分冷凝器的高沸点冷却介质入口近端的管路上设置有流量仪表和流量调节阀。


3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：所述膨胀罐设置于系统最高点，并通过管道与循环泵的高沸点冷却介质入口的近端管路相连通。


4.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：在所述冷凝器壳程的高沸点冷却介质入口近端的管路上设置有压差调节阀门，优选的，在循环泵出口设置流量仪表及流量调节阀，优选的，在所述封闭系统的循环管路上还设置若干温度仪表，优选的，所述温度仪表设置在冷却器或冷凝器的高沸点冷却介质出口端附近的管路上。


5.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：所述的循环泵、部分冷凝器和冷却器的连接方式包括：（1）循环泵、冷却器和部分冷凝器顺次连接构成循环管路；（2）循环泵、部分冷凝器和冷却器顺次连接构成循环管路。


6.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：所述的冷却器为水冷却器；优选的，所述的高沸点冷却介质循环温度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵利，曹冬琳，于轶，王艇，毕扬，张宣，李闯，马云飞，
申请(专利权)人：大连海新工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21