CN211574766U - 乙烯汽化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油化工领域，特别涉及一种乙烯汽化装置。一种乙烯汽化装置，其具有乙烯输入口、乙烯输出口和蒸汽输入口，其包括第一换热器、蒸汽凝液罐和第二换热器。第一换热器为重叠换热器设置有乙烯入口、乙烯出口、蒸汽入口和蒸汽凝液出口，用于乙烯与蒸汽换热。蒸汽凝液罐设置有蒸汽凝液入口和蒸汽凝液出口。第二换热器设置有乙烯入口、乙烯出口、蒸汽凝液入口和蒸汽凝液出口，第二换热器内设置有中间介质的回路，所述中间介质与蒸汽凝液换热升温后，与所述液相乙烯换热，以将热量传导给所述液相乙烯。由此，第二换热器回收蒸汽凝液低品位热能，降低蒸汽能耗。

Description

乙烯汽化装置

技术领域

本实用新型涉及石油化工领域，特别涉及一种乙烯汽化装置。

背景技术

在化工生产中，乙烯通常是以常压低温液体的形式存储。当下游装置需要气相乙烯时，储罐中的低温液相乙烯由输送泵加压，通过乙烯重叠换热器加热汽化至20℃后经管道输送至下游用户。目前，乙烯汽化热源通常采用蒸汽，但是对于蒸汽凝液低品位热能不能充分的利用，蒸汽消耗量大，需要对乙烯汽化装置进行改进。然而常规乙烯重叠换热器具有占地面积大、效率低、检修困难、运行成本高等缺点，对已有汽化装置进行改进往往受限于现场的空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种乙烯汽化装置，通过回收蒸汽凝液低品位热能，降低运行成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种乙烯汽化装置，其具有用于接收液相乙烯的乙烯输入口、用于向外输出气相乙烯的乙烯输出口和用于接收蒸汽的蒸汽输入口，所述乙烯汽化装置包括：第一换热器，其为重叠换热器，其底部设置有与所述乙烯输入口相连通的乙烯入口，顶部设置有与所述乙烯输出口相连通的乙烯出口；其底部还设置有蒸汽入口和蒸汽凝液出口，所述蒸汽入口连通所述蒸汽输入口；所述第一换热器用于乙烯与蒸汽换热；蒸汽凝液罐，其顶部设置有与所述第一换热器的蒸汽凝液出口相连通的蒸汽凝液入口，底部设置有蒸汽凝液出口；以及第二换热器，其顶部设置有与所述乙烯输入口相连通的乙烯入口，以及设置有与所述第一换热器的乙烯入口相连通的乙烯出口；其底部设置有与所述蒸汽凝液罐的蒸汽凝液出口相连通的蒸汽凝液入口，以及设置有与蒸汽凝液回收口相连通的蒸汽凝液出口；所述第二换热器内设置有中间介质的回路，所述中间介质与蒸汽凝液换热升温后，与所述液相乙烯换热，以将热量传导给所述液相乙烯。

优选地，所述第二换热器包括蒸汽凝液换热器和乙烯预热器；所述蒸汽凝液换热器内设置有可进行热交换的蒸汽凝液通路和中间介质通路；所述蒸汽凝液通路的入口连通所述蒸汽凝液罐的蒸汽凝液出口，所述蒸汽凝液通路的出口连通所述蒸汽凝液回收口；所述乙烯预热器内设置有可进行热交换的乙烯通路和中间介质通路；所述乙烯通路的入口连通所述乙烯输入口，所述乙烯通路的出口连通所述第一换热器的乙烯入口；所述蒸汽凝液换热器中的中间介质通路与所述乙烯预热器中的中间介质通路构成回路。

优选地，所述乙烯汽化装置还包括凝液泵，所述凝液泵设置于所述蒸汽凝液罐的蒸汽凝液出口与所述第二换热器的蒸汽凝液入口之间，以使所述蒸汽凝液罐流出的蒸汽凝液泵入所述第二换热器中。

优选地，所述第二换热器的乙烯出口连通所述乙烯输出口。

优选地，连通所述第二换热器的乙烯出口与所述乙烯输出口之间的管道上设置有阀门。

优选地，连通所述乙烯输入口与所述第一换热器的乙烯入口的管道上设置有阀门。

优选地，所述第一换热器包括由下而上依次布置的介质汽化器、乙烯汽化器和乙烯过热器；所述介质汽化器上设置有与所述蒸汽输入口相连通的蒸汽入口，还设置有与所述蒸汽凝液罐的蒸汽凝液入口相连通的蒸汽凝液出口；所述乙烯汽化器设置于所述介质汽化器的上部，并与所述介质汽化器相连通；其上设置有乙烯入口和乙烯出口，所述乙烯汽化器的乙烯入口连通所述第二换热器的乙烯出口；所述乙烯过热器设置于所述乙烯汽化器的上部，并与所述乙烯汽化器相连通；其上设置有与所述乙烯输出口相连通的乙烯出口，还设置有与所述乙烯汽化器的乙烯出口相连通的乙烯入口。

优选地，所述第二换热器的乙烯出口连通所述乙烯过热器的乙烯入口。

优选地，连通所述第二换热器的乙烯出口与所述乙烯过热器的乙烯入口之间的管道上设置有阀门。

由上述技术方案可知，本实用新型至少具有以下优点：1、在乙烯汽化装置中利用普遍采用的重叠换热器以蒸汽提供的热量对液相乙烯进行汽化，同时增加第二换热器，对放热后的蒸汽凝液的低品位热能进行利用，对液相乙烯进行预热，预热后的乙烯可再进入重叠换热器进一步汽化；通过该汽化装置，利用第二换热器的蒸汽凝液的热量回收，可降低蒸汽能耗；预热后的乙烯进入第一换热器时的温度，相比于从乙烯输入口直接输出的乙烯温度高，降低重叠换热器的运行能耗；综合而言，可以降低运行成本；2、第二换热器采用中间介质回路实现蒸汽凝液低品位热能的回收，根据工厂实际情况采用不同介质和余热进行换热，设计灵活，可满足不同的换热需求，并且采用中间介质回路实现了蒸汽凝液与乙烯的间接换热，避免温度约为-102℃的液相乙烯与蒸汽凝液直接接触会冻结；3、第二换热器回收蒸汽凝液的热能后，蒸汽凝液的温度得到进一步的降低，回收后的凝液可用作其他用途，例如消防或者工业补水。

附图说明

图1是本实用新型乙烯汽化装置优选实施例的结构示意图。

附图标记说明如下：10、乙烯汽化装置；1、乙烯输入口；2、乙烯输出口；3、蒸汽输入口；4、第一换热器；41、介质汽化器；42、乙烯汽化器；43、乙烯过热器；5、蒸汽凝液罐；6、第二换热器；61、蒸汽凝液换热器；62、乙烯预热器；63、回路；7、凝液泵；81、第一阀门；82、第二阀门；83、第三阀门；91、第一管道；92、第二管道；93、第三管道；94、第四管道；95、第五管道。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

本实用新型提供一种乙烯汽化装置10，用于将液相乙烯汽化成气相乙烯，从而提供给下游装置。该乙烯汽化装置10通过与低品位蒸汽凝液热交换对液相乙烯进行预热，再通过重叠换热器对预热后的乙烯进行汽化，最终得到气相乙烯。

请参阅图1，本实施例的乙烯汽化装置10具有用于接收液相乙烯的乙烯输入口1、用于向外输出气相乙烯的乙烯输出口2和用于接收蒸汽的蒸汽输入口3。乙烯汽化装置10包括第一换热器4、蒸汽凝液罐5和第二换热器6。

第一换热器4为重叠换热器，其底部设置有与乙烯输入口1相连通的乙烯入口，顶部设置有与乙烯输出口2相连通的乙烯出口。因此，液态乙烯通过乙烯输入口1输出，从第一换热器4底部的乙烯入口进入，再从顶部的乙烯出口输出至乙烯输出口2。第一换热器4底部还设置有蒸汽入口和蒸汽凝液出口，蒸汽入口连通蒸汽输入口3。因此，蒸汽通过蒸汽输入口3输出，从第一换热器4底部的蒸汽入口进入，与进入到第一换热器4中的乙烯进行换热，从而将液相乙烯汽化成气相乙烯。

具体地，第一换热器4包括由下而上依次布置的介质汽化器41、乙烯汽化器42和乙烯过热器43。

介质汽化器41上设置有与蒸汽输入口3相连通的蒸汽入口，还设置有蒸汽凝液出口。蒸汽进入到介质汽化器41中与介质进行换热，使得介质蒸发。介质汽化器41内的介质可以为甲醇。

乙烯汽化器42设置于介质汽化器41的上部，并与介质汽化器41相连通。其上设置有乙烯入口和乙烯出口。从介质汽化器41吸热蒸发后的介质通过乙烯汽化器42和介质汽化器41连通的管道进入乙烯汽化器42，进而在乙烯汽化器42的表面液化而释放热量，以加热低温液态乙烯使之汽化。乙烯汽化器42内介质冷凝后滴落回介质汽化器41，通过介质汽化器41上的蒸汽加热循环利用，介质气化器41内的蒸汽加热介质后变成蒸汽凝液从蒸汽凝液出口排出。

乙烯过热器43设置于乙烯汽化器42的上部，并与乙烯汽化器42相连通。其上设置有与乙烯输出口2相连通的乙烯出口，还设置有与乙烯汽化器42的乙烯出口相连通的乙烯入口。在乙烯汽化器42汽化后的乙烯通过乙烯过热器43和乙烯汽化器42连通的管道进入乙烯过热器43。从介质汽化器41蒸发后的介质通过乙烯汽化器42和介质汽化器41连通的管道之后，还能够通过乙烯过热器43和乙烯汽化器42连通的管道进入乙烯过热器43，进而在乙烯过热器43的表面液化而释放热量，以进一步加热乙烯使之过热。汽化后的乙烯通过在乙烯过热器43中提温稳压后经乙烯过热器43上的乙烯出口排出至乙烯输出口2，提供给下游装置。乙烯过热器43内介质冷凝后滴落回介质汽化器41，通过介质汽化器41上的蒸汽加热循环利用，介质气化器41内的蒸汽加热介质后变成蒸汽凝液从蒸汽凝液出口排出。

蒸汽凝液罐5顶部设置有与第一换热器4的蒸汽凝液出口相连通的蒸汽凝液入口，底部设置有蒸汽凝液出口。从第一换热器4上蒸汽凝液出口排出的蒸汽凝液，通过蒸汽凝液罐5上的蒸汽凝液入口流入蒸汽凝液罐5内，即蒸汽经介质汽化器41变成蒸汽凝液从蒸汽凝液出口排出，通过蒸汽凝液罐5上的蒸汽凝液入口流入蒸汽凝液罐5内。优选地，蒸汽凝液罐5还能够接收其他外部装置提供的蒸汽凝液。

第二换热器6的顶部设置有与乙烯输入口1相连通的乙烯入口，以及设置有与第一换热器4的乙烯入口相连通的乙烯出口。因此，液态乙烯通过乙烯输出口2输出，从第二换热器6顶部的乙烯入口进入，预热后再从顶部的乙烯出口排出至第一换热器4。第二换热器6的底部设置有与蒸汽凝液罐5的蒸汽凝液出口相连通的蒸汽凝液入口，以及设置有与蒸汽凝液回收口相连通的蒸汽凝液出口。因此，蒸汽凝液罐5内的蒸汽凝液通过蒸汽凝液罐5上的蒸汽凝液出口排出，通过第二换热器6上的蒸汽凝液入口进入第二换热器6中，此时的蒸汽凝液的温度相比从蒸汽输入口3输出的蒸汽的温度低，具有低品位热能，但仍然具有相对于液相乙烯而言更高的温度，能够利用之对液相乙烯进行预热。与液相乙烯换热后的蒸汽凝液能够回收利用，回收后的凝液可用作其他用途，例如消防或者工业补水。第二换热器6内设置有中间介质的回路63，中间介质与蒸汽凝液换热升温后，与液相乙烯换热，以将热量传递给液相乙烯。此时，具有低品位热能的蒸汽凝液与液相乙烯间接换热，这种设计是考虑到温度约为-102℃的液相乙烯与蒸汽凝液直接接触会冻结。

具体地，第二换热器6包括蒸汽凝液换热器61和乙烯预热器62。蒸汽凝液换热器61和乙烯预热器62可以为管板式换热器，采用这种换热器，具有体积小，占地空间少的优点，适合在对原有系统改造中使用。

蒸汽凝液换热器61内设置有可进行热交换的蒸汽凝液通路和中间介质通路。蒸汽凝液通路的入口连通蒸汽凝液罐5的蒸汽凝液出口，蒸汽凝液通路的出口连通蒸汽凝液回收口。

乙烯预热器62内设置有可进行热交换的乙烯通路和中间介质通路。乙烯通路的入口连通乙烯输入口1，乙烯通路的出口连通第一换热器4的乙烯入口。

蒸汽凝液换热器61中的中间介质通路与乙烯预热器62中的中间介质通路构成回路63。从蒸汽凝液罐5中流出的蒸汽凝液具有较高的温度，流入蒸汽凝液换热器61中与中间介质进行换热，使中间介质吸热汽化。中间介质在回路63中流至乙烯预热器62，与液相乙烯进行换热，以对液相乙烯进行预热。此时中间介质放热液化，通过回路63流回至蒸汽凝液换热器61中，如此循环往复。

在本实施例中，连通乙烯输入口1与第一换热器4的乙烯入口的管道上设置有第一阀门81。乙烯输入口1分别连通第一换热器4和第二换热器6，因此，乙烯输入口1之后连通两条管道。一条为第一管道91，乙烯输入口1经第一管道91连通第二换热器6，再经第二管道92连通第一换热器4。另一条为第三管道93，乙烯输入口1经第三管道93连通第一换热器4。第一阀门81设置在第三管道93上。关闭第一阀门81后，经乙烯输入口1输入的液相乙烯会通过第二换热器6进行预热后再进入第一换热器4中汽化。此时，由于液相乙烯先与低品位的蒸汽凝液进行换热，提高了一定的温度，再进行汽化所需的热量将得到一定的降低，从而既充分利用了蒸汽凝液的低品位热能，降低蒸汽能耗，也节省了第一换热器4的能耗。

进一步，第二换热器6的乙烯出口连通乙烯输出口2。连通第二换热器6的乙烯出口与乙烯输出口2之间的管道上设置有第二阀门82。第二换热器6经第四管道94连通乙烯输出口2，第二阀门82设置在第四管道94上。当进入第二换热器6中的蒸汽凝液量足够多而能使得液相乙烯直接汽化成气相乙烯并能高温稳压输出时，打开第二阀门82，使乙烯直接从乙烯输出口2输出。

更进一步，第二换热器6的乙烯出口连通乙烯过热器43的乙烯入口。连通第二换热器6的乙烯出口与乙烯过热器43的乙烯入口之间的管道上设置有第三阀门83。第四管道94在第二阀门82与乙烯输出口2之间设置有岔口，该岔口与乙烯过热器43的乙烯入口之间设置有第五管道95。第三阀门83设置在第五管道95上。当第二换热器6能使得液相乙烯汽化但不能高温稳压输出时，打开第二阀门82和第三阀门83，使乙烯进入乙烯过热器43中进一步过热后输出。

在本实施例中，乙烯汽化装置10还包括凝液泵7。凝液泵7设置于蒸汽凝液罐5的蒸汽凝液出口与第二换热器6的蒸汽凝液入口之间，以使蒸汽凝液罐5流出的蒸汽凝液泵入第二换热器6中。

乙烯汽化装置10的工作过程大致为：

1、液相乙烯通过乙烯输入口1进入第二换热器6中的乙烯预热器62，通过与回路63中的中间介质换热升温，预热后的乙烯进入第一换热器4中；

2、在第一换热器4中，首先通过蒸发而进入乙烯汽化器42的介质在乙烯气化器42表面液化，加热预热后的乙烯，使之汽化，然后汽化的乙烯进入乙烯过热器43，经进入乙烯过热器43的介质液化而过热，得到高温稳压的气相乙烯，通过乙烯输出口2输送至下游装置；

3、蒸汽从蒸汽输入口3输入第一换热器4中，在介质汽化器41中加热介质，使介质吸热汽化进入乙烯汽化器42和乙烯过热器43中，从而在乙烯汽化器42和乙烯过热器43的表面液化，滴落回介质汽化器41；

4、蒸汽经介质汽化器41变成的蒸汽凝液具有低品位热能，流入蒸汽凝液罐5中，经凝液泵7泵入第二换热器6中，在蒸汽凝液换热器61中与中间介质换热，把低品位热能传递给中间介质后，再传递给乙烯，预热乙烯，与中间介质交换完热量的蒸汽凝液能够回收，用作他途；

5、当不需要第二换热器6工作时，或从乙烯输入口输入的乙烯的量过大而超出第二换热器6的负荷时，打开第一阀门81，液相乙烯直接进入第一换热器4中汽化；

6、当蒸汽凝液的量足够大而使液相乙烯直接汽化成高温稳压的气相乙烯时，打开第二阀门82，使气相乙烯直接从乙烯输出口2输出；

7、当液相乙烯经第二换热器6预热后，能够汽化但不能高温稳压输出时，打开第二阀门82和第三阀门83，使汽化后的乙烯进入乙烯过热器43提温稳压输出。

本实用新型至少具有以下优点：

1、在乙烯汽化装置10中利用普遍采用的重叠换热器以蒸汽提供的热量对液相乙烯进行汽化，同时增加第二换热器6，对放热后的蒸汽凝液的低品位热能进行利用，对液相乙烯进行预热，预热后的乙烯可再进入重叠换热器进一步汽化；通过该汽化装置，利用第二换热器6的蒸汽凝液的热量回收，可降低蒸汽能耗；预热后的乙烯进入第一换热器4时的温度，相比于从乙烯输入口直接输出的乙烯温度高，降低重叠换热器的运行能耗；综合而言，可以降低运行成本；

2、第二换热器6采用中间介质回路63实现蒸汽凝液低品位热能的回收，根据工厂实际情况采用不同介质和余热进行换热，设计灵活，可满足不同的换热需求，并且采用中间介质回路63实现了蒸汽凝液与乙烯的间接换热，避免温度约为-102℃的液相乙烯与蒸汽凝液直接接触会冻结；

3、第二换热器6回收蒸汽凝液的热能后，蒸汽凝液的温度得到进一步的降低，回收后的凝液可用作其他用途，例如消防或者工业补水。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种乙烯汽化装置，其具有用于接收液相乙烯的乙烯输入口、用于向外输出气相乙烯的乙烯输出口和用于接收蒸汽的蒸汽输入口，其特征在于，所述乙烯汽化装置包括：

第一换热器，其为重叠换热器，其底部设置有与所述乙烯输入口相连通的乙烯入口，顶部设置有与所述乙烯输出口相连通的乙烯出口；其底部还设置有蒸汽入口和蒸汽凝液出口，所述蒸汽入口连通所述蒸汽输入口；所述第一换热器用于乙烯与蒸汽换热；

蒸汽凝液罐，其顶部设置有与所述第一换热器的蒸汽凝液出口相连通的蒸汽凝液入口，底部设置有蒸汽凝液出口；以及

第二换热器，其顶部设置有与所述乙烯输入口相连通的乙烯入口，以及设置有与所述第一换热器的乙烯入口相连通的乙烯出口；其底部设置有与所述蒸汽凝液罐的蒸汽凝液出口相连通的蒸汽凝液入口，以及设置有与蒸汽凝液回收口相连通的蒸汽凝液出口；所述第二换热器内设置有中间介质的回路，所述中间介质与蒸汽凝液换热升温后，与所述液相乙烯换热，以将热量传导给所述液相乙烯。

2.根据权利要求1所述的乙烯汽化装置，其特征在于，所述第二换热器包括蒸汽凝液换热器和乙烯预热器；

所述蒸汽凝液换热器内设置有可进行热交换的蒸汽凝液通路和中间介质通路；所述蒸汽凝液通路的入口连通所述蒸汽凝液罐的蒸汽凝液出口，所述蒸汽凝液通路的出口连通所述蒸汽凝液回收口；

所述乙烯预热器内设置有可进行热交换的乙烯通路和中间介质通路；所述乙烯通路的入口连通所述乙烯输入口，所述乙烯通路的出口连通所述第一换热器的乙烯入口；

所述蒸汽凝液换热器中的中间介质通路与所述乙烯预热器中的中间介质通路构成回路。

3.根据权利要求1所述的乙烯汽化装置，其特征在于，所述乙烯汽化装置还包括凝液泵，所述凝液泵设置于所述蒸汽凝液罐的蒸汽凝液出口与所述第二换热器的蒸汽凝液入口之间，以使所述蒸汽凝液罐流出的蒸汽凝液泵入所述第二换热器中。

4.根据权利要求1所述的乙烯汽化装置，其特征在于，所述第二换热器的乙烯出口连通所述乙烯输出口。

5.根据权利要求4所述的乙烯汽化装置，其特征在于，连通所述第二换热器的乙烯出口与所述乙烯输出口之间的管道上设置有阀门。

6.根据权利要求1至5任一项所述的乙烯汽化装置，其特征在于，连通所述乙烯输入口与所述第一换热器的乙烯入口的管道上设置有阀门。

7.根据权利要求1所述的乙烯汽化装置，其特征在于，所述第一换热器包括由下而上依次布置的介质汽化器、乙烯汽化器和乙烯过热器；

所述介质汽化器上设置有与所述蒸汽输入口相连通的蒸汽入口，还设置有与所述蒸汽凝液罐的蒸汽凝液入口相连通的蒸汽凝液出口；

所述乙烯汽化器设置于所述介质汽化器的上部，并与所述介质汽化器相连通；其上设置有乙烯入口和乙烯出口，所述乙烯汽化器的乙烯入口连通所述第二换热器的乙烯出口；

所述乙烯过热器设置于所述乙烯汽化器的上部，并与所述乙烯汽化器相连通；其上设置有与所述乙烯输出口相连通的乙烯出口，还设置有与所述乙烯汽化器的乙烯出口相连通的乙烯入口。

8.根据权利要求7所述的乙烯汽化装置，其特征在于，所述第二换热器的乙烯出口连通所述乙烯过热器的乙烯入口。

9.根据权利要求8所述的乙烯汽化装置，其特征在于，连通所述第二换热器的乙烯出口与所述乙烯过热器的乙烯入口之间的管道上设置有阀门。

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