CN110878907A - 一种乙烯汽化***及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种乙烯汽化***，包括乙烯汽化器和热媒供给设备，热媒供给设备与乙烯汽化器连通形成热媒循环回路，所述的热媒供给设备包括有换热部，所述乙烯汽化***还包括有循环水管道，循环水管道与所述的换热部热交换，以通过循环水加热换热部内部换热介质。本发明中通过采用循环水作为热源，将液态乙烯汽化，相对现有技术节约了蒸汽这种高品质的能源，为企业带来了巨大的经济效益。

Description

一种乙烯汽化***及其控制方法
技术领域
本发明涉及液态乙烯汽化技术领域，尤其是一种可节约蒸汽具有巨大经济效益的乙烯汽化***及其控制方法。
背景技术
在公司正常生产后，从低温乙烯罐区将乙烯汽化，送往VCM厂作为直接氯化和氧氯化的原料并送往苯乙烯厂作为苯烷基化的原料。乙烯以液相的形式存于乙烯罐中，温度为-101℃左右，输送时用，用甲醇作为中间汽化物，使用蒸汽加热使之汽化，并过热到20℃。在此过程中，低温乙烯具备大量冷能，未能有效利用，同时又消耗大量蒸汽的热能予以汽化，造成能源的双重损失。
乙烯汽化需耗费大量的蒸汽，按照目前的生产情况计算，乙烯的工艺需求量为每小时需要41吨汽化乙烯，假设这些乙烯全部都用来汽化，需消耗蒸汽约12吨/小时。如果能用其他介质来加热低温的乙烯，势必可以节约蒸汽这种高品质的能源。
先前的技术中，乙烯储罐中液态乙烯温度为-103℃，压力控制在100～160mbarg，用乙烯输送泵送入汽化装置，通过低压蒸汽与甲醇换热为低温乙烯加热，加热后的乙烯再通过顶部的过热器调节最终温度至20℃后送至下游用户。该过程中，采用了高品质能源蒸汽，从而增加了运行成本。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种乙烯汽化***，采用循环水作为热源，间接将液态乙烯汽化，相对现有技术节约了蒸汽这种高品质的能源，为企业带来了巨大的经济效益。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案的基本构思是：
一种乙烯汽化***，包括乙烯汽化器、热媒供给设备、循环水管道，热媒供给设备与乙烯汽化器连通形成热媒循环回路，所述的热媒供给设备包括有换热部，循环水管道与所述的换热部热交换，以通过循环水加热换热部内部换热介质。
在上述方案中，通过采用循环水作为热源，将液态乙烯汽化，相对现有技术节约了蒸汽这种高品质的能源，为企业带来了巨大的经济效益。
优选的，所述热媒供给设备选用沸点低于循环水的沸点，高于乙烯的沸点的换热介质；
优选的，所述的换热介质包括丙烯。
优选的，所述热媒供给设备为丙烯再沸器，丙烯再沸器包括所述的换热部，丙烯再沸器通过换热介质流通管道连接所述的乙烯汽化器。
优选的，乙烯汽化器内也设置有换热介质流通管道，丙烯再沸器的换热介质流通管道与乙烯汽化器的换热介质流通管道相互连接，优选的两者通过六个联通管相连通，且乙烯汽化器位置高于丙烯再沸器，如此，则在丙烯再沸器端换热介质丙烯被循环水汽化后上升进入乙烯汽化器，以与进入乙烯汽化器内的液体乙烯进行热交换，因为丙烯的沸点高于乙烯，因此丙烯可将乙烯汽化，同时丙烯被乙烯液化，通过所述的联通管回流至丙烯再沸器内，并在丙烯再沸器的换热部处与循环水进行热交换，循环水将丙烯汽化，汽化后的丙烯再次上升进入乙烯汽化器内与液态乙烯进行换热。
优选的，乙烯汽化***包括：
温度传感器，用于检测乙烯汽化器出口端气态乙烯的温度信息；
压力传感器，用于检测乙烯汽化器内的丙烯压力信息和/或检测乙烯的出口压力信息；
第一阀门，安装在循环水管道上；
控制器，分别与所述温度传感器、压力传感器、第一阀门控制连接，用于根据所述的温度和/或压力信息控制第一阀门的动作。
在上述方案中，通过各传感器、阀门的设计实现了自动监测调节的作用。
本发明另一目的在于，提供一种乙烯汽化***的控制方法，乙烯汽化***包括乙烯汽化器、热媒供给设备、循环水管道，热媒供给设备与乙烯汽化器连通形成热媒循环回路，所述的热媒供给设备包括有换热部，循环水管道与所述的换热部热交换，所述的控制方法包括：控制循环水管道内的水流量，以加热热媒供给设备内部的换热介质，再通过所述换热介质汽化进入乙烯汽化器内的液态乙烯。
优选的，控制循环水加热所述换热介质，使得换热介质汽化进入乙烯汽化器内与乙烯热交换，与乙烯热交换后的换热介质液化回流至热媒供给设备与循环水进行换热。
优选的，所述乙烯汽化***包括有控制器和设置在循环水管道上的第一阀门，所述控制器通过控制第一阀门调节循环水的水流量，使得乙烯汽化器出口端气态乙烯的温度、压力和/或乙烯汽化器内丙烯压力保持在设定范围内；
优选的，所述的控制第一阀门的动作包括控制第一阀门的开度和/或第一阀门的开闭状态。
优选的，所述的乙烯汽化***还包括用于检测乙烯汽化器出口端乙烯温度的温度传感器和/或用于检测乙烯汽化器内丙烯压力的第一压力传感器，和/或用于检测乙烯汽化器出口端乙烯压力的第二压力传感器，所述的控制器根据各传感器所检测的温度信息和/或压力信息控制第一阀门的动作。
优选的，当检测到乙烯汽化器出口端乙烯温度地低于第一设定值，和/或乙烯汽化器内丙烯压力低于第二设定值和/或乙烯汽化器出口端乙烯压力高于设定值时，控制器均控制乙烯汽化***停止运行。
在上述方案中，控制器控制乙烯汽化***停止运行包括控制第一阀门关闭和暂停向乙烯汽化器内提供液态乙烯，从而保障了整个***安全运行。
优选的，所述乙烯汽化器的出口端连接有乙烯过热器，所述的乙烯过热器连接有蒸汽管道，以通过蒸汽将乙烯加热到设定温度，蒸汽管道上设置有第二阀门，所述的控制器通过调节第二阀门的开度将乙烯温度控制在所述的设定温度处，乙烯过热器出口端通过管道连接至下游用户，将适宜温度的汽态乙烯输送至下游用户。
进一步的，循环水管道包括进水端和出水端，所述的进水端连接第一水源，由循环水提供***整个的热量，优选的，循环水管道的进水端分别通过第一管道连接第一水源，通过第二管道连接应急水管道，第一管道和第二管道上均设置有阀门，在当第一水源提供的水的压力、水流量过低时，关闭第一管道上的阀门，打开第二管道上的阀门，由应急水管道提供水，其中，应急水管道优选为消防水管，保障了***安全的运行。
优选的，乙烯汽化***还包括有甲醇汽化装置，甲醇汽化装置与丙烯再沸器并联在乙烯汽化***上，甲醇汽化装置的热源为蒸汽，优选的，甲醇汽化装置包括甲醇再沸器，甲醇再沸器与乙烯汽化器连接，形成热媒循环回路，乙烯汽化器出口端连接至乙烯过热器，该结构与上述结构类似，区别在于甲醇汽化装置的热源为高品质能源，因此，本***优选采用丙烯再沸器通过循环水提供热量，在循环水故障或丙烯再沸器等故障时，控制器控制切换使用甲醇汽化装置进行汽化液态乙烯。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明提供乙烯汽化***，包括乙烯汽化器和热媒供给设备，热媒供给设备与乙烯汽化器连通形成热媒循环回路，所述的热媒供给设备包括有换热部，所述乙烯汽化***还包括有循环水管道，循环水管道与所述的换热部热交换，以通过循环水加热换热部内部换热介质。本发明中通过采用循环水作为热源，将液态乙烯汽化，相对现有技术节约了蒸汽这种高品质的能源，为企业带来了巨大的经济效益。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1是本发明乙烯汽化***示意图。
图中：1、乙烯汽化器；2、丙烯再沸器；4、第一阀门；5、第二阀门；6、乙烯罐；7、循环水管道；71、第一管道；711、阀门；72、第二管道；721、阀门；8、乙烯过热器；9、甲醇汽化装置；10、下游用户；61、阀门；12、蒸汽管道。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，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，也可以是电连接；可以是直接相连，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发明中的具体含义。
实施例一
参见图1所示，本发明提供一种乙烯汽化***，包括乙烯汽化器1、热媒供给设备、循环水管道7，热媒供给设备与乙烯汽化器1连通形成热媒循环回路，所述的热媒供给设备包括有换热部，循环水管道7与所述的换热部热交换，以通过循环水加热换热部内部换热介质。
在上述方案中，通过采用循环水作为热源，将液态乙烯汽化，相对现有技术节约了蒸汽这种高品质的能源，为企业带来了巨大的经济效益。
优选的，所述热媒供给设备选用沸点低于循环水的沸点，高于乙烯的沸点的换热介质；
优选的，所述的换热介质包括丙烯。
优选的，所述热媒供给设备为丙烯再沸器2，丙烯再沸器2包括所述的换热部，丙烯再沸器2通过换热介质流通管道连接所述的乙烯汽化器1。
优选的，乙烯汽化器1内也设置有换热介质流通管道，丙烯再沸器2的换热介质流通管道与乙烯汽化器1的换热介质流通管道相互连接，优选的两者通过六个联通管相连通，且乙烯汽化器1位置高于丙烯再沸器2，如此，则在丙烯再沸器2端换热介质丙烯被循环水汽化后上升进入乙烯汽化器1，以与进入乙烯汽化器1内的液体乙烯进行热交换，因为丙烯的沸点高于乙烯，因此丙烯可将乙烯汽化，同时丙烯被乙烯液化，通过所述的联通管回流至丙烯再沸器2内，并在丙烯再沸器2的换热部处与循环水进行热交换，循环水将丙烯汽化，汽化后的丙烯再次上升进入乙烯汽化器1内与液态乙烯进行换热。
优选的，乙烯汽化***包括：
温度传感器，用于检测乙烯汽化器1出口端气态乙烯的温度信息；
压力传感器，用于检测乙烯汽化器1内的丙烯压力信息和/或检测乙烯的出口压力信息；
第一阀门4，安装在循环水管道7上；
控制器，分别与所述温度传感器、压力传感器、第一阀门4控制连接，用于根据所述的温度和/或压力信息控制第一阀门4的动作。
在上述方案中，通过各传感器、阀门的设计实现了自动监测调节的作用。
实施例二
本实施例提供上述实施例中乙烯汽化***的控制方法，乙烯汽化***包括乙烯汽化器1、热媒供给设备、循环水管道7，热媒供给设备与乙烯汽化器1连通形成热媒循环回路，所述的热媒供给设备包括有换热部，循环水管道7与所述的换热部热交换，所述的控制方法包括：控制循环水管道7内的水流量，以加热热媒供给设备内部的换热介质，再通过所述换热介质汽化进入乙烯汽化器1内的液态乙烯。
优选的，控制循环水加热所述换热介质，使得换热介质汽化进入乙烯汽化器1内与乙烯热交换，与乙烯热交换后的换热介质液化回流至热媒供给设备与循环水进行换热。
优选的，所述乙烯汽化***包括有控制器和设置在循环水管道7上的第一阀门4，所述控制器通过控制第一阀门4调节循环水的水流量，使得乙烯汽化器1出口端气态乙烯的温度、压力和/或乙烯汽化器1内丙烯压力保持在设定范围内；
优选的，所述的控制第一阀门4的动作包括控制第一阀门4的开度和/或第一阀门4的开闭状态。
优选的，所述的乙烯汽化***还包括用于检测乙烯汽化器1出口端乙烯温度的温度传感器和/或用于检测乙烯汽化器1内丙烯压力的第一压力传感器，和/或用于检测乙烯汽化器1出口端乙烯压力的第二压力传感器，所述的控制器根据各传感器所检测的温度信息和/或压力信息控制第一阀门4的动作。
优选的，当检测到乙烯汽化器1出口端乙烯温度地低于第一设定值，和/或乙烯汽化器1内丙烯压力低于第二设定值和/或乙烯汽化器1出口端乙烯压力高于设定值时，控制器均控制乙烯汽化***停止运行。
在上述方案中，控制器控制乙烯汽化***停止运行包括控制第一阀门4关闭和暂停向乙烯汽化器1内提供液态乙烯，如关闭阀门61，从而保障了整个***安全运行。
优选的，所述乙烯汽化器1的出口端连接有乙烯过热器8，所述的乙烯过热器8连接有蒸汽管道12，以通过蒸汽将乙烯加热到设定温度，蒸汽管道12上设置有第二阀门5，所述的控制器通过调节第二阀门5的开度将乙烯温度控制在所述的设定温度处。
进一步的，循环水管道7包括进水端和出水端，所述的进水端连接水源，由循环水提供***整个的热量，优选的，循环水管道7的进水端分别通过第一管道71连接第一水源，通过第二管道72连接应急水管道，第一管道71和第二管道72上均设置有阀门(参见711和721)，在当第一水源提供的水的压力、水流量过低时，控制器控制关闭第一管道71上的阀门711，打开第二管道72上的阀门721，由应急水管道提供水，其中，应急水管道优选为消防水管，从而保障了***安全的运行。优选的，第一水源为地下水。
优选的，乙烯汽化***还包括有甲醇汽化装置9，甲醇汽化装置9与丙烯再沸器2并联在乙烯汽化***上，甲醇汽化装置9的热源为蒸汽；甲醇汽化装置9输出端直接通过管道连接至下游用户端，或者优选的，甲醇汽化装置9包括甲醇再沸器，甲醇再沸器与甲醇汽化装置9的乙烯汽化器连接，形成甲醇热媒循环回路，乙烯汽化器出口端连接至甲醇汽化装置9的乙烯过热器，该结构与上述结构类似，区别在于甲醇汽化装置9的热源为高品质能源，因此，本***优选采用丙烯再沸器2通过循环水提供热量，在循环水故障或丙烯再沸器2等故障时，控制器控制切换使用甲醇汽化装置9进行汽化液态乙烯，如控制阀门61关闭。甲醇气化装置包括三路，参见附图1中的标记9，依次为甲醇气化装置A、甲醇气化装置B、甲醇气化装置C。
优选的，经过乙烯过热器8后的乙烯温度在20度左右，然后通过管道送往下游用户10。例如送往VCM厂作为直接氯化和氧氯化的原料并送往苯乙烯厂作为苯烷基化的原料。乙烯以液相的形式存于乙烯罐6中，温度为-101℃左右,乙烯罐6通过管道连接乙烯汽化器1。
最后，对本发明乙烯汽化***的效益进行估算：
其中，效益的节省主要是蒸汽节能：
每年因此省去的汽化蒸汽为
12×8000＝96000(T/a)
蒸汽按130元/T成本计,则节省蒸汽费用为
9600×130＝1248(万元/a)
可见本发明的乙烯汽化***可为企业节省巨大的开支，带来巨大的经济效益。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种乙烯汽化***，其特征在于，包括乙烯汽化器、热媒供给设备、循环水管道，热媒供给设备与乙烯汽化器连通形成热媒循环回路，所述的热媒供给设备包括有换热部，循环水管道与所述的换热部热交换，以通过循环水加热换热部内部换热介质。
2.根据权利要求1所述的一种乙烯汽化***，其特征在于，所述热媒供给设备选用沸点低于循环水的沸点，高于乙烯的沸点的换热介质；
优选的，所述的换热介质包括丙烯。
3.根据权利要求1或2所述的一种乙烯汽化***，其特征在于，所述热媒供给设备为丙烯再沸器，丙烯再沸器包括所述的换热部，丙烯再沸器通过换热介质流通管道连接所述的乙烯汽化器。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种乙烯汽化***，其特征在于，包括：
温度传感器，用于检测乙烯汽化器出口端乙烯的温度信息；
压力传感器，用于检测乙烯汽化器内的丙烯压力信息和/或检测乙烯的出口压力信息；
第一阀门，安装在循环水管道上；
控制器，分别与所述温度传感器、压力传感器、第一阀门控制连接，用于根据所述的温度和/或压力信息控制第一阀门的动作。
5.一种乙烯汽化***的控制方法，其特征在于，乙烯汽化***包括乙烯汽化器、热媒供给设备、循环水管道，热媒供给设备与乙烯汽化器连通形成热媒循环回路，所述的热媒供给设备包括有换热部，循环水管道与所述的换热部热交换，所述的控制方法包括：控制循环水管道内的水流量，以加热热媒供给设备内部的换热介质，再通过所述换热介质汽化进入乙烯汽化器内的液态乙烯。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，控制循环水加热所述换热介质，使得换热介质汽化进入乙烯汽化器内与乙烯热交换，与乙烯热交换后的换热介质液化回流至热媒供给设备与循环水进行换热。
7.根据权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于，所述乙烯汽化***包括有控制器和设置在循环水管道上的第一阀门，所述控制器通过控制第一阀门调节循环水的水流量，使得乙烯汽化器出口端气态乙烯的温度、压力和/或乙烯汽化器内丙烯压力保持在设定范围内；
优选的，所述的控制第一阀门的动作包括控制第一阀门的开度和/或第一阀门的开闭状态。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述的乙烯汽化***还包括用于检测乙烯汽化器出口端乙烯温度的温度传感器和/或用于检测乙烯汽化器内丙烯压力的第一压力传感器，和/或用于检测乙烯汽化器出口端乙烯压力的第二压力传感器，所述的控制器根据各传感器所检测的温度信息和/或压力信息控制第一阀门的动作。
9.根据权利要求7或8所述的控制方法，其特征在于，当检测到乙烯汽化器出口端乙烯温度地低于第一设定值，和/或乙烯汽化器内丙烯压力低于第二设定值和/或乙烯汽化器出口端乙烯压力高于设定值时，控制器均控制乙烯汽化***停止运行。
10.根据权利要求5-9任一所述的控制方法，其特征在于，所述乙烯汽化器的出口端连接有乙烯过热器，所述的乙烯过热器连接有蒸汽管道，以通过蒸汽将乙烯加热到设定温度，蒸汽管道上设置有第二阀门，所述的控制器通过调节第二阀门的开度将乙烯温度控制在所述的设定温度处。
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