一种用于高压循环气体冷却的设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种用于高压循环气体冷却的设备和方法，属于聚乙烯冷却分离技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种用于高压循环气体冷却的设备和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于高压循环气体冷却的设备和方法，属于聚乙烯冷却分离

。

技术介绍

[0002]低密度聚乙烯因其具有优良的耐低温性，化学稳定性，电绝缘性及加工性，成为农业，建筑业，国防及人们日常生活中不可缺少的材料
。
然而目前在管式法低密度聚乙烯工艺中，乙烯的单程转化率通常只有
30
％左右，因此需要将聚合物从大量未反应的乙烯单体
、
共聚物单体
、
调节剂
、
杂质
、
副产物等轻组分中分离
。
[0003]通常采用2级分离器
(
即高压产品分离器和低压分离器
)
逐级降压，从而分离聚合反应的反应产物
。
高压产品分离器分离出的熔融混合物中仍然含有
15
％至
45
％重量的溶解单体及其它轻组分，如低聚物
、
添加剂
、
溶剂等
。
为将溶解的单体及其他轻组分与聚合物进一步分离，提取纯度较高的聚合物，为此采用低压分离器分离后再送入挤出造粒系统
。
从高压产品分离器分离出来的工艺气体，经过高循入口阀后进入到高压循环冷却分离系统，工艺气进入到高压循环冷却分离系统，首先经过高压循环预分离器进行气液分离，分离出来的工艺气
(
包含乙烯及醋酸乙烯单体及夹带低分子量的产品
(
>蜡
))
经过所述冷却器后进入高压蜡分离器将乙烯及醋酸乙烯单体中低分子量的产品
(
蜡
)
脱除，经过几级冷却分离工艺后，最终从高压循环冷却分离系统出来的高循气体与一次压缩机出口的工艺气体混合后进入二次压缩机，每级分离出来的低分子量的产品
(
蜡
)
排到蜡收集罐中
。
目前，高压循环气体冷却器在其工艺气入口处常设置有分布器，用于将工艺气分布至换热管中并通过壳体内介质进行冷却
。
[0004]然而如图1所示，现有的工艺气入口分布器大多采用内衬圆锥套筒结构型式并焊接于冷却器内壁，此种结构型式在高压循环气体冷却器进行高压吹扫时，由于在此工况下所通入的高压氮气流速较快，内衬圆锥套筒结构型式分布器容易从上端管箱内壁连接处脱落，对上端管箱内壁及上端管板表面造成损伤，影响设备后期运行，同时影响工艺气在换热管内的分布效果，进而影响传热效果，此外，目前工艺气在流经锥形套筒结构型式的分布器后仍存在分布不均匀，流经高压循环气体冷却器芯部换热管的工艺气多，四周换热管的工艺气少，从而导致冷却器的换热不均匀，传热效率低下的问题
。
[0005]因此需要提出一种新的方案来解决这个问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于：提供一种用于高压循环气体冷却的设备和方法，它解决了现有技术中内衬圆锥套筒结构型式的分布器在高压吹扫工况时容易从上端管箱内壁连接处脱落，对上端管箱内壁及上端管板表面造成损伤，影响设备后期运行，同时影响工艺气在换热管内的分布效果，进而影响传热效果，且工艺气在流经锥形套筒结构型式的分布器后仍存在分布不均匀，流经高压循环气体冷却器芯部换热管的工艺气多，四周换
热管的工艺气少，从而导致冷却器的换热不均匀，传热效率低下的问题
。
[0007]本专利技术所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：一种用于高压循环气体冷却的设备，包括高压循环气体冷却器，所述高压循环气体冷却器包括：
[0008]壳体，内部设置有管束结构，所述管束结构包括分别焊接于壳体上下两端的上端管板和下端管板，所述上端管板与下端管板之间集束固定有若干换热管，所述壳体外壁上下端分别设置有用于壳程冷却剂流通的壳程冷却剂入口和壳程冷却剂出口，
[0009]上端管箱，由上端锥形封头和上端管箱法兰一体锻造成型，且通过若干双头螺柱
、
紧固螺母与上端管板连接，所述上端锥形封头顶部还贯通有工艺气入口，
[0010]下端管箱，由下端锥形封头和下端管箱法兰一体锻造成型，且通过若干栽丝螺栓
、
螺母与下端管板连接，所述下端锥形封头底部还贯通有工艺气出口，
[0011]其中，所述上端锥形封头和下端锥形封头顶角为
45
°
～
65
°
，优选为
50
°
～
60
°
，
[0012]工艺气在换热管内的流速为＜
12m/s
，优选为＜
8m/s
，更优选为＜
4m/s
，
[0013]工艺气流经换热管前后的压力降为＜
500kpa
，优选为＜
400kpa
，更优选为＜
300kpa
，
[0014]冷却剂流经壳体内流速为
0.2m/s
～
6m/s
，优选为
0.3m/s
～
4m/s
，更优选为
0.4m/s
～
1.2m/s
，
[0015]冷却剂在壳体内时壳体受到的压力降为＜
300kpa
，优选为＜
200kpa
，更优选为＜
100kpa
，
[0016]所述工艺气入口内还可拆卸地连接有分布件，所述分布件包括一体成型的透镜垫和分布器，所述分布器一端伸入上端锥形封头内部且表面开设有若干分布孔，所述透镜垫抵接于上端管箱顶部，
[0017]其中，所述分布孔开孔面积与工艺气入口截面积的比值范围为1～2，所述分布器伸入上端锥形封头内的长度与上端管箱高度的比值范围为
0.1
～
0.8
，所述分布器底部开设有圆孔，所述圆孔直径与分布器内径之间的比值范围为
0.1
～
0.8
，所述工艺气流经分布器的流速为＜
25m/s。
[0018]通过采用上述技术方案，通过设置一体成型的透镜垫和分布器，使得在需要切换至高压吹扫工况时，只需将透镜垫从上端管箱顶部取下，即可连带着将分布器一同取下，再使用不带分布器的透镜垫安装至上端管箱顶部并与外部配对管道相连，即可切换至高压吹扫工况，且在高压吹扫工况下，由于分布器不设置于上端管箱内部，从而有效避免了分布器掉落，保证了设备后期的运行，且呈竖直筒状结构的分布器和若干分布孔也保证了工艺气能均匀的通过分布器从而分布到换热管上，传热效果更好，而分布器和透镜垫一体成型设置，结构简单的同时也使得分布器的安装更为方便
。
[0019]本专利技术进一步设置为：所述下端管板
、
下端管箱法兰和下端锥形封头外部分别设置有夹套一
、
夹套二和夹套三，所述夹套一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于高压循环气体冷却的设备，其特征在于，包括高压循环气体冷却器
(29)
，所述高压循环气体冷却器
(29)
包括：壳体
(1)
，内部设置有管束结构
(2)
，所述管束结构
(2)
包括分别焊接于壳体
(1)
上下两端的上端管板
(61)
和下端管板
(81)
，所述上端管板
(61)
与下端管板
(81)
之间集束固定有若干换热管
(3)
，所述壳体
(1)
外壁上下端分别设置有用于壳程冷却剂流通的壳程冷却剂入口
(4)
和壳程冷却剂出口
(5)
，上端管箱
(6)
，由上端锥形封头
(63)
和上端管箱法兰
(62)
一体锻造成型，且通过若干双头螺柱
(26)、
紧固螺母
(27)
与上端管板
(61)
连接，所述上端锥形封头
(63)
顶部还贯通有工艺气入口
(7)
，下端管箱
(8)
，由下端锥形封头
(83)
和下端管箱法兰
(82)
一体锻造成型，且通过若干栽丝螺栓
(22)、
螺母
(28)
与下端管板
(81)
连接，所述下端锥形封头
(83)
底部还贯通有工艺气出口
(9)
，其中，所述上端锥形封头
(63)
和下端锥形封头
(83)
顶角为
45
°
～
65
°
，工艺气在所述换热管
(3)
内的流速为＜
12m/s
，工艺气流经换热管
(3)
前后的压力降为＜
500kpa
，冷却剂在壳体
(1)
内流速为
0.2m/s
～
6m/s
，冷却剂流经壳体
(1)
的压力降为＜
300kpa
；所述工艺气入口
(7)
内还可拆卸地连接有分布件
(10)
，所述分布件
(10)
包括一体成型的透镜垫
(101)
和分布器
(102)
，所述分布器
(102)
一端伸入上端锥形封头
(63)
内部且表面开设有若干分布孔
(103)
，所述透镜垫
(101)
抵接于上端管箱
(6)
顶部，其中，所述分布孔
(103)
开孔面积与工艺气入口
(7)
截面积的比值范围为1～2，所述分布器
(102)
伸入上端锥形封头
(63)
内的长度与上端管箱
(6)
高度的比值范围为
0.1
～
0.8
，所述分布器
(102)
底部开设有圆孔
(104)
，所述圆孔
(104)
直径与分布器
(102)
内径之间的比值范围为
0.1
～
0.8
，所述工艺气流经分布器
(102)
的流速为＜
25m/s。2.
根据权利要求1所述的一种用于高压循环气体冷却的设备，其特征在于：所述下端管板
(81)、
下端管箱法兰
(82)
和下端锥形封头
(83)
外部分别设置有夹套一
(11)、
夹套二
(12)
和夹套三
(13)
，所述夹套一
(11)
和下端管板
(81)
外壁
、
夹套二
(12)
和下端管箱法兰
(82)
外壁
、
夹套三
(13)
和下端锥形封头
(83)
外壁之间均形成有用于蒸汽流通的通气腔
(14)
，所述夹套一

【专利技术属性】
技术研发人员：吴林屿，甘原华，马涛，宿婧姬，孙波，
申请(专利权)人：浙江智英石化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：