专利名称：急冷器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种急冷器，特别是关于一种用来冷却热气体的急冷器，具体地说，涉及一种用于乙苯脱氢制苯乙烯的急冷器。
背景技术：
苯乙烯是重要的基本有机化工原料，主要作为生产合成塑料、合成橡胶和合成树脂等的原料。急冷器是苯乙烯生产装置的重要设备之一。从乙苯脱氢反应器出来的脱氢气经过组合换热器后温度降至120℃，为防止聚合，在急冷器内脱氢气温度被极迅速地降到露点温度，跨过苯乙烯易聚合温度区域。因此，急冷器的急冷效果不好将易引起苯乙烯聚合，堵塞管道，影响装置的正常开车，同时造成脱氢气的饱和温度过高，增加其后主冷器及尾气压缩机的负荷。
目前苯乙烯工业装置的急冷器采用的简单直线型分布器和液体通过分布短管雾化，普遍存在急冷效果欠佳、易堵塞等问题，影响后续工段的进行。造成目前急冷器急冷效果不理想的主要原因是液体通过分布短管后雾化不好，影响了汽液的传热传质效果，同时采用简单的直线型分布器喷淋点的覆盖区域有限，喷淋点的排布形式有待进一步改进和优化。随着苯乙烯生产规模的不断扩大，急冷器的直径也随之增大，直线型分布器的弊端将愈加突出。因此开发设计高效新型的急冷设备是十分必要的。
中国专利CN1155650A中公开了一种急冷器，该急冷器包括一个圆筒形的壳套。该壳套通过一个气体入口连接件与热气管相连，通过一个气体出口连接件与冷气管相连，该壳套还具有一个喷水装置，其中充满了外套套内流动所经过的横切面的充填柱安装在喷水装置的下游。该文献中由于急冷器同样采用简单直线型分布器和液体通过分布短管雾化，因此急冷效果仍欠佳，且易发生堵塞等问题，影响汽液的传热传质效果。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有技术的急冷器存在急冷效果欠佳，影响汽液传热传质效果的缺点，提供一种新的急冷器。该急冷器具有急冷效果好，汽液传热传质好的特点。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下一种急冷器，包括入口、圆筒形壳体和出口，在圆筒形壳体上连接有一个伸入圆筒形壳体内的急冷液体雾化装置，雾化装置包括急冷液体进口管、急冷液体分布管和雾化喷嘴，雾化喷嘴中心线与急冷液体分布管的垂线的夹角α为0～60°。
上述技术方案中，急冷液体分布管优选方案为有1～20排或环，更优选方案为有2～8排或环。雾化喷嘴的喷射角度优选方案为100～170°，喷射液体雾化粒度为200～380微米，雾化喷嘴的操作压力优选范围为0.15～0.7MPa。
图1为本实用新型急冷器结构图。
图2为雾化装置结构图。
图3为雾化装置上喷嘴的安装方式。
在图1、图2、图3中，1为急冷器圆筒壳体，2为急冷器进口，3为急冷器出口，4为急冷液体进口管，5为急冷液体分布管，6为雾化喷嘴，7为分布器定位槽，8为分布器定位法兰。D是急冷器筒体的直径，L是急冷器筒体的长度，α是雾化喷嘴中心线与急冷液体分布管的垂线间的夹角。
本实用新型提供的急冷器用于高温苯乙烯气体冷却时，可以将120℃的脱氢气降至72～68℃，径向温差小于5℃。该高效苯乙烯急冷器由一个高温脱氢气通过的圆筒壳体1，以及一个液体的雾化装置构成，见图1。从组合换热器来的120℃脱氢气通过急冷器的进口2，与来自急冷液体雾化装置的急冷液体均匀接触，降至72～68℃后，从急冷器出口3离开急冷器。本高效急冷器中的雾化装置包括液体进口管4，液体分布管5，雾化喷嘴6，分布器定位槽7和分布器定位法兰8。
当工艺条件和设备几何参数一定时，传热传质性能取决于喷嘴的形式、喷嘴的布置及运行参数。因此要保证急冷器内汽液的传热传质效果，关键的技术是喷嘴和喷嘴的布置。针对急冷器的工作特点，要求喷嘴应具有理想的雾化效果，喷嘴的布置要均匀、位置要对称，这样急冷器就能操作稳定，不易堵塞，另外本实用新型的急冷器制造容易，安装、检修方便。
本实用新型的液体分布管5采用排管(并列多管)或环管型分布器，见图2。为保证分布器喷淋点的覆盖区域，分布器上的喷嘴可按一定角度α布置，或一部分喷嘴按一定角度α布置，见图3，α的值为0～60°。
本实用新型采用的急冷液体雾化喷嘴6为特殊加工喷嘴，要求液体雾化粒度200～380微米，喷射角度为100～170°，液体喷淋形状为实心圆锥形、混合圆锥形、螺旋锥形或空心圆锥形。急冷液体雾化装置的操作压力为0.15～0.7MPa，急冷液体流量一般为1.0～4.1米3/小时。
本实用新型所说的急冷器用于苯乙烯工业生产中，经试验考察，结果表明具有如下优点1.喷嘴雾化效果较好，喷淋覆盖区域均匀，能使苯乙烯急冷器内达到理想的气液传热传质效果；2.结构简单，制造容易，安装、检修方便；取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本实用新型作进一步的阐述。
具体实施方式
实施例114万吨/年的苯乙烯装置，采用图1所示的急冷器，它的筒体直径为1600毫米，长度6000毫米，急冷液体分布管4排，喷嘴12个，喷嘴的安装的角度α＝0°，喷射角度为140°，喷射液体雾化粒度为300微米，急冷液体流量2.4米3/小时，急冷液体进口温度45℃，急冷液体雾化装置喷嘴的操作压力0.36MPa。通过实验表明脱氢气通过本实用新型急冷器，其温度从120℃均匀降至70℃，符合苯乙烯工艺要求。
比较例1某苯乙烯装置的的工艺条件和急冷器结构参数均与实施例1相同，不同之处是急冷液体雾化装置采用目前工业装置使用的简单直线型分布器和液体通过分布短管雾化。脱氢气通过急冷器，其温度从120℃均匀降至82℃，不能达到苯乙烯工艺要求。
实施例2按照实施例1的各个条件与步骤，只是改变急冷液体分布管为2排，喷嘴6个，α＝25°，喷射角度105°，喷射液体雾化粒度为380微米，喷嘴操作压力为0.5MPa，其结果脱氢气通过急冷器，其温度从120℃均匀降至72℃，符合苯乙烯工艺要求。
实施例3按照实施例1的各个条件与步骤，只是改变急冷液体分布管为8排，喷嘴24个，α＝50°，喷射角度168°，喷射液体雾化粒度为230微米，喷嘴操作压力为0.17MPa，其结果脱氢气通过急冷器，其温度从120℃均匀降至68℃，符合苯乙烯工艺要求。
权利要求1.一种急冷器，包括入口、圆筒形壳体和出口，在圆筒形壳体上连接有一个伸入圆筒形壳体内的急冷液体雾化装置，其特征在于雾化装置包括急冷液体进口管、急冷液体分布管和雾化喷嘴，雾化喷嘴中心线与急冷液体分布管的垂线的夹角α为0～60°。
2.根据权利要求1所述的急冷器，其特征在于急冷液体分布管有1～20排或环。
3.根据权利要求2所述的急冷器，其特征在于急冷液体分布器有2～8排或环。
4.根据权利要求1所述的急冷器，其特征在于雾化喷嘴的喷射角度为100～170°，喷射液体雾化粒度为200～380微米。
5.根据权利要求1所述的急冷器，其特征在于雾化喷嘴的操作压力为0.15～0.7MPa。
专利摘要本实用新型涉及一种急冷器，主要解决以往工业装置中存在的苯乙烯急冷器内部液体分布不均匀、不合理，气液传热和传质不理想，导致苯乙烯急冷器急冷效果不好的问题。本实用新型通过采用急冷器中的雾化装置包括急冷液进口管、急冷液体分布管和雾化喷嘴，雾化喷嘴中心线与急冷液体分布管的垂线间的夹角α为0～60℃的技术方案，较好地解决了该问题，可用于苯乙烯生产过程中脱氢气的急冷工业生产中。
文档编号F28C3/00GK2692614SQ200420021940
公开日2005年4月13日 申请日期2004年4月16日 优先权日2004年4月16日
发明者钟思青, 邵百祥, 童海颖, 王华文, 刘国强 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院