一种阻聚剂注入成套设备的装置的制作方法

1.本实用新型涉及石油化工技术领域，具体是提供一种阻聚剂注入成套设备的装置，是对石油化工生产中阻聚剂注入成套设备的改进，具体涉及阻聚剂与被阻聚液体混合均匀，增加阻聚效果，属于提高阻聚剂注入成套设备的改进性技术领域。


背景技术：

2.随着石油化工技术的发展，树脂、橡胶等品种应用越来越广泛，因此相应的单体需求量日益增大，诸如苯乙烯单体、丁二烯、异戊二烯、间戊二烯、双环戊二烯等双烯烃，由于上述单体极易自聚或互聚，因此生产过程中往往需要添加阻聚剂来减缓聚合速率。传统的阻聚剂注入形式有直接注入式、管道插入式、有孔圆柱管道喷出式等，上述注入方式存在阻聚剂与被阻聚液体混合不均等现象，导致被阻聚液体局部起不到阻聚效果，影响设备与管道的长周期运行。
3.某石化碳五分离装置采用st自主开发碳五分离工艺技术生产出异戊二烯、间戊二烯和双环戊二烯等产品，萃取系统采用管道插入式，即阻聚剂通过直接插入流体管道中心线的管线喷到流体中，使用该方法后，一段时间内管内壁出现聚合物，同时聚合物随着流体进入换热器和塔内，导致换热器换热能力下降，以及塔内件出现堵塞，影响塔的分离能力，继而严重影响装置的长周期运行。经过分析，主要原因是阻聚剂与流体混合不均匀，尤其是流体管道上内壁的阻聚剂较少或者没有，上内壁残留的聚合物较多，随着时间的推移，聚合物越来越多，最终管道通道越来越窄，影响生产的正常运行。
4.某石化公司丁二烯装置采用acn工艺技术，以乙烯装置提供的混合碳四为原料，以乙腈为溶剂，采用两级萃取精馏和两级普通精馏，得到聚合级1，3
‑
丁二烯产品，精制系统采用直接注入式，即阻聚剂通过管道直接喷到流体中，使用该方法后，一段时间内塔内件出现堵塞，塔压差增大，影响塔的分离能力，继而导致产品不合格。经过分析，主要原因是阻聚剂与流体混合不均匀，流体局部发生自聚反应，随着聚合物越来越多，最终堵塞塔板，影响塔的正常分离。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现有技术中的不足提供一种阻聚剂注入成套设备的装置，其目的在于解决阻聚剂与被阻聚液体混合均匀，增加阻聚效果。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种阻聚剂注入成套设备的装置，包括流体管道、注入管道，所述的注入管道位于所述的流体管道外部；还包括连接件、带孔球体；所述连接件为一段喇叭形管体，其一端喇叭口为进口另一端喇叭口为出口，且其进口与出口之间设置有向内收缩的窄径管段；所述的带孔球体为内部设有容置腔的球形中空壳体，其表面均匀设置内外贯通的多个喷射孔；所述的注入管道连接所述的连接件的进口，所述的带孔球体连接所述的连接件出口；所述的注入管道、连接件、带孔球体相连通；所述的带孔球体位于所述的流体管道内且二者之间
保留环形的过流通道；所述的连接件由所述的流体管道内伸出到管道外；所述的注入管道、连接件、带孔球体之间及所述连接件与流体管道之间相互密封焊接。
8.优选，所述的带孔球体的球心位于所述的流体管道的中心轴线上。
9.优选，由所述的连接件进口与出口两端的喇叭口向管体中部逐渐向内收缩构成所述的窄径管段。
10.优选，所述的窄径管段的窄颈内径直径与所述的注入管道内径直径比值为1/2～2/3。
11.优选，所述的流体管道内径与所述的带孔球体外径比值为2～4。
12.优选，所述的喷射孔孔径为2
‑
4mm。
13.优选，所述的注入管道、连接件、流体管道、带孔球体选用不锈钢材料。
14.优选，所述的窄径管段位于所述的流体管道外部的管段。
15.优选，所述的窄径管段靠近所述连接件的进口端。
16.优选，所述的连接件的进口的喇叭口口径大于其出口。
17.本实用新型的有益效果：本实用新型结构简单实用，制作简单；连接件的窄径管段、带孔球体使得阻聚剂喷射压力大，又由于带孔球体与流体管道之间保留环形的过流通道，总体上共同作用，实现了流体与阻聚剂混合面积大、混合更均匀，大大降低流体介质的自聚或互聚，不仅可以延长装置的长周期运行，而且可以提高产品的回收率，提高综合经济效益。
附图说明
18.图1为本实用新型在流体管道中的结构示意图，
19.图2为图1左视示意图，
20.其中：1为注入管道，2为连接件，3为带孔球体，4流体管道，窄径管段21，喷射孔31，过流通道41。
具体实施方式
21.以下对本实用新型技术方案的具体实施方式详细描述，但本实用新型并不限于以下描述内容。
22.参见图1、2所示，本实用新型一种阻聚剂注入成套设备的装置，包括流体管道4、注入管道1，所述的注入管道位于所述的流体管道外部；还包括连接件2、带孔球体3；所述连接件2为一段喇叭形管体，其一端喇叭口为进口另一端喇叭口为出口，且其进口与出口之间设置有向内收缩的窄径管段21；所述的带孔球体3为内部设有容置腔的球形中空壳体，其表面均匀设置内外贯通的多个喷射孔31；所述的注入管道1连接所述的连接件2的进口，所述的带孔球体3连接所述的连接件2出口；所述的注入管道1、连接件2、带孔球体3相连通；所述的带孔球体3位于所述的流体管道4内且二者之间保留环形的过流通道41；所述的连接件由所述的流体管道4内伸出到管道外；所述的注入管道、连接件、带孔球体之间及所述连接件与流体管道之间相互密封焊接。
23.优选，所述的带孔球体的球心位于所述的流体管道的中心轴线上。使得带孔球体3与流体管道4之间保留环形的过流通道41，带孔球体四周的流体与阻聚剂混合更均匀，大大
降低流体介质的自聚或互聚。
24.优选，由所述的连接件进口与出口两端的喇叭口向管体中部逐渐向内收缩构成所述的窄径管段21。当流体介质进到喇叭形连接件时，窄径管段使流速增加，阻聚剂在高流速条件下快速喷入到带孔球体中从多个喷射孔31喷出与四周的流体混合；
25.优选，所述的窄径管段21的窄颈内径直径与所述的注入管道内径直径比值为1/2～2/3。
26.优选，所述的流体管道内径与所述的带孔球体外径比值为2～4。
27.优选，所述的喷射孔孔径为2
‑
4mm。
28.优选，所述的注入管道、连接件、流体管道、带孔球体选用不锈钢材料。
29.优选，所述的窄径管段位于所述的流体管道外部的管段。以充分增加流速。
30.优选，所述的窄径管段靠近所述连接件的进口端。
31.优选，所述的连接件的进口的喇叭口口径大于其出口。以提升阻聚剂喷射压力。
32.本实用新型一种阻聚剂注入成套设备的装置中的注入管道、连接件、带孔球体、流体管道等部件材质全部采用不锈钢。本实用新型主要是将传统注入形式改为有孔球形喷出，将带孔球体固定在被阻聚液体流体管道水平管线中心，通过连接件将阻聚剂送入球形内，阻聚剂在带孔球体内形成正压力，在压力作用下，带孔球体内阻聚剂均匀的喷入被阻聚液体中。
33.本实用新型安装方法包括以下步骤：
34.(1)流体管道制作：按传统方法，使流体管道的内径和材质与流体介质管道保持一致；
35.(2)注入管道制作：按传统方法，根据阻聚剂注入量和流速来计算注入管道直径，以及根据阻聚剂的物理与化学性质确定注入管道材质和壁厚，上述各条件确认后，按照管道的加工规范进行管道的制作；
36.(3)连接件制作：步骤(1)和(2)完成后，根据注入管道的规格,制作喇叭形连接件，喇叭形最窄处直径与注入管道内径直径比值为1/2～2/3，当流体介质进到喇叭形连接件时，流速增加，阻聚剂在高流速条件下快速喷入到带孔球体中；
37.(4)带孔球体制作：根据阻聚剂注入量与阻聚剂的物理、化学性质确定带孔球体大小和材质，一般情况下流体管道内径与带孔球体外径比值取为2～4，喷射孔的大小和数量依据流体介质的流动性质决定，粘度越大的流体原则上喷射孔的直径越大，防止孔被堵塞；
38.(5)焊接成型：步骤(1)、(2)、(3)、(4)完成后，首先将注入管道与喇叭形连接件进行焊接，然后将喇叭形连接件与带孔球体焊接，喇叭形连接件流道与带孔球体连接通道保持流通状态，最后将上述焊接件与流体管道焊接，带孔球体应在流体管道中心轴线上。
39.下面结合具体的实施例对本实用新型进行阐述：
40.实施例1：
41.改进型阻聚剂注入成套设备在13万吨/年丁二烯抽提装置上的应用，包括以下步骤：
42.(1)流体管道制作：流体管道内径的公称直径为6吋，材质为18
‑
8不锈钢，按照以上尺寸进行制作；
43.(2)注入管道制作：注入管道内径直径为1吋，材质为18
‑
8不锈钢，上述各条件确认
后，按照管道的加工规范进行管道的制作；
44.(3)连接件制作：步骤(1)、(2)完成后，根据注入管道的规格,制作喇叭形连接件，窄颈内径直径为注入管道内径直径的2/3，当流体介质进到喇叭形连接件时，流速增加，阻聚剂在高流速条件下快速喷入到带孔球体中；
45.(4)带孔球体制作：带孔球体材质为18
‑
8不锈钢，球体外径直径1.5吋，孔的直径为2mm，按照以上尺寸进行制作；
46.(5)焊接成型：步骤(1)、(2)、(3)、(4)完成后，首先将注入管道与连接件进行焊接，然后将连接件与带孔球体焊接(连接件流道与带孔球体连接通道保持流通状态)，最后将上述焊接件与流体管道焊接，带孔球体应在流体管道中心线上。
47.本方案实施后，输送12个月时间内，运输管道上和塔器设备都没有出现任何的堵塞和结块的情况。
48.实施例2：
49.改进型阻聚剂注入成套设备在11万吨/年碳五分离装置上的应用，包括以下步骤：
50.操作方法与实施例1基本相同，所不同的是，步骤(1)和步骤(4)中，流体管道的内径公称直径为8吋，带孔球体外径直径为2吋；本方案实施后，输送12个月时间内，运输管道上都没有出现任何的堵塞和结块的情况。
51.对比实施例1：传统的阻聚剂注入形式：直接注入式、管道插入式、有孔圆柱管道喷出式应用在13万吨/年丁二烯抽提装置上的使用效果：
52.(1)阻聚剂直接注入式：阻聚剂直接注入式即将注入管道直接焊接在流体介质管道上，然后通过柱塞泵将阻聚剂送入流体介质中，阻聚剂随着流体介质的流动达到混合的目的，在此过程中，由于阻聚剂注入量相对流体介质少，而且直接从流体介质管道的上面或者下面喷入，因此一部分流体介质接触不到阻聚剂，流体介质自身容易自聚，在没有阻聚剂的情况下，容易发生聚合反应，聚合物不断的积聚在管壁和塔器等设备容器上面，导致管道和塔器发生堵塞，影响装置的长周期运行。
53.输送2个月后，管道和塔器等设备上出现堵塞和结焦的情况，严重影响装置的正常运行。
54.(2)阻聚剂管道插入式：阻聚剂管道插入式即将注入管道插入流体介质管道中心线上，管道与管道间通过焊接的方式固定，然后通过柱塞泵将阻聚剂送入流体介质中，阻聚剂随着流体介质的流动达到混合的目的，在此过程中，流体管道中心处的流体介质携带的阻聚剂较多，而偏离中心的流体介质携带的阻聚剂很少，甚至接触不到阻聚剂，因此在流体介质管壁容易形成自聚物，而且这些聚合物随着流体介质进到塔器等设备中，长时间会堵塞管道和塔器等设备。
55.输送3个月后，管道和塔器等设备上出现堵塞和结焦的情况，严重影响装置的正常运行。
56.(3)阻聚剂有孔圆柱管道喷出式：阻聚剂有孔圆柱管道喷出式即将有孔圆柱管道(圆柱管道末端不开口，仅仅圆柱四周带孔)插入流体介质管道底部，管道与管道间通过焊接的方式固定，然后通过柱塞泵将阻聚剂送入圆柱体内，圆柱体内在压力作用下喷入流体介质中，阻聚剂随着流体介质的流动达到混合的目的，在此过程中，阻聚剂与流体介质有较好的混合，但是阻聚剂在喷射过程中，流体介质管道的管壁存在死区，死区内流体介质不能
更好的与阻聚剂混合，管壁一段时间内会出现薄薄的一层聚合物，随着长时间的运行，聚合物越来越多，会堵塞管道。
57.输送6个月后，管道和塔器等设备上出现堵塞和结焦的情况，影响装置的正常运行。
58.由上述结果可知：无论是直接注入式、管道插入式，还是有孔圆柱管道喷出式半年内都出现管道和塔器等设备堵塞情况。
59.对比实施例2：传统的阻聚剂注入形式：直接注入式、管道插入式、有孔圆柱管道喷出式应用在11万吨/年碳五分离装置上的使用效果：
60.(1)阻聚剂直接注入式：阻聚剂直接注入式即将注入管道直接焊接在流体介质管道上，然后通过柱塞泵将阻聚剂送入流体介质中，阻聚剂随着流体介质的流动达到混合的目的，在此过程中，由于阻聚剂注入量相对流体介质少，而且直接从流体介质管道的上面或者下面喷入，因此一部分流体介质接触不到阻聚剂，流体介质自身容易自聚，在没有阻聚剂的情况下，容易发生聚合反应，聚合物不断的积聚在管壁和塔器等设备容器上面，导致管道和塔器发生堵塞，影响装置的长周期运行。
61.输送1个月后，管道和塔器等设备上出现堵塞和结焦的情况，严重影响装置的正常运行。
62.(2)阻聚剂管道插入式：阻聚剂管道插入式即将注入管道插入流体介质管道中心线上，管道与管道间通过焊接的方式固定，然后通过柱塞泵将阻聚剂送入流体介质中，阻聚剂随着流体介质的流动达到混合的目的，在此过程中，流体管道中心处的流体介质携带的阻聚剂较多，而偏离中心的流体介质携带的阻聚剂很少，甚至接触不到阻聚剂，因此在流体介质管壁容易形成自聚物，而且这些聚合物随着流体介质进到塔器等设备中，长时间会堵塞管道和塔器等设备。
63.输送3个月后，管道和塔器等设备上出现堵塞和结焦的情况，严重影响装置的正常运行。
64.(3)阻聚剂有孔圆柱管道喷出式：阻聚剂有孔圆柱管道喷出式即将有孔圆柱管道(圆柱管道末端不开口，仅仅圆柱四周带孔)插入流体介质管道底部，管道与管道间通过焊接的方式固定，然后通过柱塞泵将阻聚剂送入圆柱体内，圆柱体内在压力作用下喷入流体介质中，阻聚剂随着流体介质的流动达到混合的目的，在此过程中，阻聚剂与流体介质有较好的混合，但是阻聚剂在喷射过程中，流体介质管道的管壁存在死区，死区内流体介质不能更好的与阻聚剂混合，管壁一段时间内会出现薄薄的一层聚合物，随着长时间的运行，聚合物越来越多，会堵塞管道。
65.输送5个月后，管道和塔器等设备上出现堵塞和结焦的情况，影响装置的正常运行。
66.由上述结果可知：无论是直接注入式、管道插入式，还是有孔圆柱管道喷出式半年内都出现管道和塔器等设备堵塞情况。
67.上述实例只是为说明本实用新型的技术构思以及技术特点，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。