一种回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置的制作方法

1.本发明涉及化工尾气的综合利用技术领域，更具体地说，涉及一种回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置。


背景技术：

2.火炬气主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。
3.现有公开号为cn212747064u的专利文献提供一种回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置，该装置提供的回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置，通过低温精馏分离的方式从火炬气管网中回收轻烃和氮气产品，回收过的轻烃产品作为烯烃原料直接送至烯烃分离装置进行分离，氮气产品作为补充氮气直接送入全厂氮气管网；虽然该装置有益效果较多，但依然存在下列问题：该装置在对火炬气进行回收时，火炬气中的烯烃将产生聚合结焦，会导致压缩机、管道堵塞，导致此装置无法长周期连续运行。
4.现有公开号为cn207445870u的专利文献提供一种含烯烃火炬气回收装置，该装置通过在均质脱焦罐内安装填料床层，填料床层具有以下功能：可以促使火炬气进行微米级的均匀混合，最大限度分散二烯烃，降低聚合反应发生几率；聚结脱除火炬气中微量液体；除去已经发生聚合反应生成的焦粒，消除聚结核心，减少聚合物聚集风险。虽然该装置有益效果较多，但依然存在下列问题：该装置通过高温水蒸气对填料床层进行冲洗，此种清洁方式单一，导致对填料床层的清洁效果较差，影响此装置的连续运行周期。此外，将填料床层划分为多个填料区，并逐个启动蒸汽开关阀门依次清洗各个填料区，从而实现在线清洗，不影响火炬气的均质脱焦正常操作，但填料区的边角位置较难清洗，使得清洗效率偏低，需要通入更多的高温水蒸气，使得均质脱焦罐中产生的液相有机物更多，增大了后续处理的体量。且各个填料区与蒸汽管道的连接及控制较为复杂。
5.鉴于此，我们提出一种回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置。


技术实现要素：

6.1.要解决的技术问题
7.本发明的目的在于提供一种回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置，在需要清洗填料床层时切换工作的脱焦罐，可在线清洗，且能在高温水蒸气及清洁刷板的共同作用下实现高效清洗，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.2.技术方案
9.一种回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置，包括汽液分离罐a、气柜、均质脱焦系统、压缩机、冷凝器、气液分离罐b，所述均质脱焦系统包括：进气管，所述进气管与气柜连通；若干个脱焦罐；清洁机构，所述清洁机构安装在脱焦罐内部，用于清洗填料床层；出气管，所述出气管与脱焦罐连通，所述出气管与压缩机连通；调节机构，所述调节机构用于控制进气管、出气管与脱焦罐连通的状态，所述调节机构与控制系统电性连接；填料床层，所
述填料床层安装在脱焦罐内部，所述填料床层由柔质微孔填料装填而成；压差测量仪，用于测量和采集填料床层两侧压降数据，所述压差测量仪与控制系统电性连接；排液阀，所述排液阀与控制系统电性连接，所述排液阀安装在脱焦罐下部；
10.所述清洁机构包括蒸气输送管，所述蒸气输送管与外部供气设备安装连接，所述蒸气输送管下端延伸至脱焦罐内部并与喷气管连通，所述喷气管转动安装在填料床层上方，所述填料床层下方转动安装有清洁刷板，所述喷气管下端与清洁刷板安装连接。
11.作为本技术技术方案的一种可选方案，所述清洁机构还包括驱动机构，所述驱动机构用于驱动喷气管与清洁刷板相对填料床层转动。
12.作为本技术技术方案的一种可选方案，所述驱动机构包括：叶轮，所述叶轮设置在喷气管内部并与喷气管连接固定；所述喷气管与蒸气输送管转动连接，所述喷气管下部穿过填料床层并与清洁刷板转动连接，所述喷气管与填料床层转动连接。
13.作为本技术技术方案的一种可选方案，所述填料床层呈上小下大的锥面设置。
14.作为本技术技术方案的一种可选方案，所述喷气管内下部开设有多个开口，所述喷气管内滑动连接有两个活动管，所述活动管与喷头安装固定，所述喷头的初始位置与开口的位置相错开，所述活动管外侧固定连接有弹性元件，所述弹性元件与喷气管连接固定。
15.作为本技术技术方案的一种可选方案，所述调节机构包括：两个连接件，所述连接件与脱焦罐连接固定，所述连接件外侧开设有多个连通孔a，所述连接件之中转动连接有调节管；所述连通孔a与脱焦罐连通；所述调节管分别与出气管、进气管转动连接并连通，所述调节管位于连接件内的部分开设有连通孔b。
16.作为本技术技术方案的一种可选方案，两个所述调节管之间设有连接轴，所述连接轴与调节管连接固定，所述连接轴一侧设有动力组件，用于驱动连接轴转动。
17.作为本技术技术方案的一种可选方案，所述动力组件包括：步进电机，所述步进电机与连接件安装固定，所述步进电机与控制系统电性连接；锥齿轮组，所述锥齿轮组分别与步进电机、连接轴安装固定，所述步进电机通过锥齿轮组驱动连接轴转动。
18.作为本技术技术方案的一种可选方案，所述脱焦罐内固定安装有输气管，所述输气管与连通孔a连通；所述输气管外侧开设有多个分流孔。
19.3.有益效果
20.相比于现有技术，本发明的优点在于：
21.(1)本技术文件通过设置驱动机构，使得驱动机构能够驱动喷气管与清洁刷板转动，能够有效增加活动管上喷头喷射清洁范围，同时清洁刷板能够对填料床层底部进行进一步的清洁，解决了原装置清洁方式单一，导致对填料床层的清洁效果较差，影响此装置的连续运行周期的问题。
22.(2)本技术文件通过将填料床层呈锥形设置，并将清洁刷板与喷气管转动连接，使得喷气管在未输送蒸汽时，清洁刷板将在重力的作用下向下转动，脱离填料床层底部，防止清洁刷板对填料床层进行遮挡，影响填料床层的脱焦效果；在喷气管转动时，清洁刷板能够在离心力的作用下向上转动，附着在填料床层底部，对填料床层进行进一步清洁，保证本装置的清洁效果。
23.(3)本技术文件通过将活动管与喷气管活动连接，并在活动管端部设置弹性元件，使得喷气管在未输送蒸汽时，活动管将在弹性元件的作用下使得喷气管下部的开口与活动
管上的喷头错开，防止火炬气中的烯烃在喷头上产生聚合结焦，造成喷头堵塞；而在喷气管内存在高压蒸汽时，能够利用高压蒸汽对活动管的推动，促使喷头移动至喷气管下部的开口的位置，对将填料床层进行清洗，进一步增加本装置的实用性。
24.(4)本技术文件设置调节机构与多个脱焦罐，使得多个脱焦罐能够协同进行运作，在清洁其中一个脱焦罐中的填料床层时维持对火炬气处理的连续性，进一步提升本装置的实用性。
附图说明
25.图1为申请文件一较佳实施例中公开的回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置的除焦系统示意图；
26.图2为申请文件一较佳实施例中公开的回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置的除焦机构剖切图；
27.图3为申请文件一较佳实施例中公开的回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置的部分结构示意图；
28.图4为申请文件一较佳实施例中公开的回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置的清洁结构示意图；
29.图5为申请文件一较佳实施例中公开的回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置的清洁结构剖切图；
30.图6为申请文件一较佳实施例中公开的回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置的喷气结构示意图；
31.图中标号说明：1、均质脱焦系统；2、进气管；3、脱焦罐；4、调节机构；5、驱动机构；6、清洁机构；7、出气管；8、压差测量仪；9、调节管；10、填料床层；11、排液阀；12、蒸气输送管；13、喷气管；14、喷头；15、清洁刷板；16、叶轮；17、开口；18、活动管；19、弹性元件；20、连接件；21、连通孔a；22、连接轴；23、动力组件；24、步进电机；25、锥齿轮组；26、输气管；27、连通孔b；28、分流孔。
具体实施方式
32.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：
33.一种回收烯烃火炬管网中轻烃和氮气的装置，包括汽液分离罐a、气柜、均质脱焦系统1、压缩机、冷凝器、气液分离罐b，均质脱焦系统1包括：进气管2，进气管2与气柜连通；多个脱焦罐3；控制系统；清洁机构6，清洁机构6安装在脱焦罐3内部，用于清洗填料床层10；出气管7，出气管7与脱焦罐3连通，出气管7与压缩机连通；调节机构4，调节机构4能够控制进气管2、出气管7与脱焦罐3连通的状态，调节机构4与控制系统电性连接；填料床层10，填料床层10安装在脱焦罐3内部，填料床层10由柔质微孔填料装填而成；压差测量仪8，用于测量和采集填料床层10两侧压降数据，压差测量仪8与控制系统电性连接；多排液阀11，排液阀11与控制系统电性连接，排液阀11安装在脱焦罐3下部。
34.在这种技术方案中，火炬气首先进入气液分离罐内，火炬气夹带的液体被分离后，进入气柜，经气柜缓冲后的气体，通过进气管2进入脱焦罐3之中，通过填料床层10将火炬气中各组分完全均匀分布和混合及脱除微米级焦粒，并通过脱焦罐3上的出气管7进入压缩机
压缩，压缩后的饱和态高温气体进入冷凝器降温后，进入压缩后气液分离罐，通过不同组分之间的沸点不同，将混和液体中的轻烃和氮气进行分离。
35.具体的，如图3和图4所示，清洁机构6包括：蒸气输送管12，蒸气输送管12与外部供气设备安装连接，蒸气输送管12下端延伸至脱焦罐3内部；喷气管13，喷气管13与蒸气输送管12连通，喷气管13上安装有多个喷头14，喷气管13安装在填料床层10上方；清洁刷板15，清洁刷板15安装在填料床层10下方；驱动机构5，驱动机构5能够驱动喷气管13与清洁刷板15相对填料床层10转动。
36.在这种技术方案中，高温蒸气通过蒸气输送管12输送至喷气管13之中，高温蒸气通过喷头14向下方的填料床层10进行喷射，对填料床层10进行清洁，并通过驱动机构5驱使喷气管13与清洁刷板15相对填料床层10进行转动，喷气管13转动对整个填料床层10进行全面覆盖式喷射清洁，清洁刷板15转动对填料床层10底面进行清洁。通过此种技术手段能够有效快速清洁填料床层10，增加本装置的连续运作周期。
37.进一步的，如图6所示，驱动机构5包括：叶轮16，叶轮16设置在喷气管13内部并与喷气管13连接固定；喷气管13与蒸气输送管12转动连接，喷气管13下部穿过填料床层10并与清洁刷板15安装连接，喷气管13与填料床层10转动连接。
38.在这种技术方案中，通过高温蒸气作用于叶轮16表面，推动喷气管13相对蒸气输送管12发生转动，同时带动清洁刷板15转动，通过此种技术手段能够有效增大喷气管13的覆盖范围，并提高对填料床层10的清洁效率。
39.再进一步的，如图4所示，填料床层10呈上小下大的锥面设置，清洁刷板15与喷气管13转动连接。
40.在这种技术方案中，在需要清洁填料床层10时，喷气管13转动带动下部的清洁刷板15转动，清洁刷板15将在离心力的作用下与锥形设置填料床层10底面接触，对填料床层10底面进行清洁。而在填料床层10将火炬气中各组分完全均匀分布和混合及脱除微米级焦粒时，清洁刷板15在重力的作用下向下转动，脱离填料床层10底面，防止清洁刷板15对填料床层10进行遮挡，影响填料床层19的脱焦效果。通过此种技术手段能够有效降低清洁刷板15对填料床层10的遮挡。
41.除此之外，参见图5和图6，喷气管13内下部开设有多个开口17，喷气管13内滑动连接有两个活动管18，活动管18与喷头14安装固定，喷头14的初始位置与开口17的位置相错开，活动管18外侧固定连接有弹性元件19，弹性元件19与喷气管13连接固定。
42.在这种技术方案中，外部高压蒸汽通过蒸气输送管12输送至喷气管13内，喷气管13下部的活动管18能够在高压蒸汽的推动下压缩弹性元件19，使得活动管18下部的喷头14能够与喷气管13下部的开口17重合，进而使得高压蒸汽能够通过喷头14向下方的填料床层10进行喷射，对填料床层10进行清洁。而在清洁机构6不运作时，活动管18将在弹性元件19的作用下处于初始位置，使喷气管13下部的开口17与活动管18上的喷头14错开，防止火炬气中的烯烃在喷头14上产生聚合结焦，造成喷头堵塞。通过此种技术手段能够对喷气管13进行有效防护。
43.更进一步的，结合图2至图4来看，调节机构4包括：两个连接件20，连接件20与脱焦罐3连接固定，连接件20外侧开设有多个连通孔a21，连接件20中部转动连接有调节管9；连通孔a21与脱焦罐3连通；调节管9分别与出气管7、进气管2转动连接并连通，调节管9位于连
接件20内的部分开设有连通孔b27。
44.值得说明的是，两个调节管9之间设有连接轴22，连接轴22与调节管9连接固定，连接轴22一侧设有动力组件23，用于驱动连接轴22转动。
45.值得注意的是，动力组件23包括：步进电机24，步进电机24与连接件20安装固定，步进电机24与控制系统电性连接；锥齿轮组25，锥齿轮组25分别与步进电机24、连接轴22安装固定，步进电机24能够通过锥齿轮组25驱动连接轴22转动。
46.在这种技术方案中，动力组件23内的步进电机24将通过锥齿轮组25驱动连接轴20转动，使得连接轴20两端的进气管2、出气管7上的连通孔b27能够与连接件20上另一位置的连通孔a21连通，将火炬气导入另一个脱焦罐3内进行脱焦处理，随后便可对达到压降上限值的脱焦罐3中的填料床层10进行清洁，可实现在线清洁，使得本装能够进行连续运作，提升火炬气的处理效率。
47.除此之外，脱焦罐3内固定安装有输气管26，输气管26与连通孔a21连通；输气管26外侧开设有多个分流孔28。
48.在这种技术方案中，火炬气通过调节管9上的连通孔b27与连接件20上的连通孔a21进入输气管26内，并通过输气管26上的分流孔28向脱焦罐3内输送，使得火炬气可均匀分散在脱焦罐3之中，提高填料床层10对火炬气的处理效果。
49.综上所述，本装置在使用时，火炬气首先进入气液分离罐内，火炬气夹带的液体被分离后，进入气柜，经气柜缓冲后的气体，进入均质脱焦系统1的进气管2内，并通过调节管9上的连通孔b27与连接件20上的连通孔a21进入输气管26内，并通过输气管26上的分流孔28向脱焦罐3内输送，通过填料床层10将火炬气中各组分完全均匀分布和混合及脱除微米级焦粒，并通过脱焦罐3上的出气管7进入压缩机压缩，压缩后的饱和态高温气体进入冷凝器降温后，进入压缩后气液分离罐，通过不同组分之间的沸点不同，将混和液体中的轻烃和氮气进行分离。
50.在填料床层10对火炬气进行过滤时，压差测量仪8将对填料床层10上下两侧的压强进行检测，通过控制系统设定压降上限值，当压差测量仪测得床层压降达到上限值时，控制系统将控制动力组件23、相应位置的清洁机构6运作；
51.动力组件23内的步进电机24将通过锥齿轮组25驱动连接轴20转动，使得连接轴20两端的进气管2、出气管7上的连通孔b27能够与连接件20上另一位置的连通孔a21连通，将火炬气导入另一个脱焦罐3内进行脱焦处理。
52.清洁机构6在运作时，外部高压蒸汽将通过蒸气输送管12输送至喷气管13内，使得喷气管13下部的活动管18能够在高压蒸汽的推动下压缩弹性元件19，使得活动管18下部的喷头14能够与喷气管13下部的开口17重合，使得高压蒸汽能够通过喷头14向下方的填料床层10进行喷射，对填料床层10进行清洁。
53.在喷气管13内存在高压蒸汽的流动时，将通过喷气管13内设置的叶轮16驱动喷气管13相对蒸气输送管12发生转动，使得喷气管13能够一边转动，一边对填料床层10进行喷射清洁，增大喷射范围。
54.在喷气管13转动时，将带动下部的清洁刷板15转动，清洁刷板15将在离心力的作用下与锥形设置填料床层10底面接触，对填料床层10底面进行清洁。
55.在清洁完毕后通过排液阀11将污水向外部排污管道排出。
56.通过此种循环方式，能够持续地对火炬气进行处理。