一種乙烯平衡氧氯化法制備氯乙烯的乙烯汽化工藝裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種乙烯平衡氧氯化法制備氯乙烯的裝置，具體涉及一種低能耗的平衡氧氯化法制備氯乙烯的裝置及工藝。
【背景技術】
[0002]低溫乙烯儲罐裝置包括冷凍式低溫儲罐、卸船/裝船設施、卸車/裝車設施、乙烯再液化系統、乙烯汽化和過熱系統、輸出系統和其它為裝置安全、穩定操作而配備的設備以及裝置組成部分。當利用低溫乙烯時需要將液態乙烯汽化后送往下游用戶，一般需要從-103°C加熱汽化到至少最低-26°C，這樣會消耗大量的蒸汽，但同時也浪費了大量的冷能。從低溫乙烯罐出來的液體乙烯溫度很低，液體乙烯必須經過汽化和過熱才能實現乙烯氣相輸出。如果直接用蒸汽加熱會造成冷凝結冰，為實現此目的，設置了一套換熱系統E-451/452/453。乙烯汽化器的設計為管程表面冷凝的甲醇蒸汽汽化管程內的液體乙烯。采用甲醇作為中間介質，先通過一個換熱器將甲醇加熱，加熱的甲醇蒸汽進入乙烯換熱器，與乙烯換熱冷凝后再回流至蒸汽甲醇換熱器，這樣甲醇循環流動傳遞熱量。
[0003]這種技術路線從工藝上來說具有可行性，但綜合考慮方面看來，具有不合理性:
[0004](I)整個工藝來看，既有冷能的存在，又有多余熱能的存在，若分別利用蒸汽及冷卻水進行換熱，會造成大量能量資源的浪費，從工藝上看，是不合理的。
[0005](2)若采用冷能和熱能的相互轉換利用的工藝，不但從工藝上合理，從理論上看，可節省成本，提尚效益。
[0006]現有乙烯汽化工藝如附圖1所示，儲罐內的乙烯通過罐內泵4送至下游VCM裝置，罐內泵可保證到達下游裝置界區處乙烯的壓力為1.2MPa，液體乙烯先在中部熱交換器8管程被加熱汽化，然后在熱交換器9的管程被加熱。只有部分乙烯通過熱交換器9加熱，將這部分溫度較高的乙烯與其余溫度降低的乙烯混合，使輸出溫度最低在_26°C左右。
[0007]乙稀儲罐I中液態乙稀溫度為_103°C，壓力控制在100?160mbarg，用乙稀輸送泵4送入汽化裝置熱交換器(8，9)，通過低壓蒸汽與甲醇換熱，再利用甲醇液化給低溫乙烯加熱，汽化后的乙烯氣體送往直接氯化單元和氧氯化單元生產二氯乙烷。
[0008]該工藝消耗大量的蒸汽，同時液態乙烯的大量冷能未能有效利用，造成能量的重復浪費。
[0009]目前，低溫乙烯儲罐作為一個獨立的裝置，并沒有將其所具有的冷能充分利用，這樣就造成了大量能量的浪費，還需要額外輸入大量蒸汽來加熱乙烯。為了節約成本，提高效益，一種能夠充分利用乙烯冷能新工藝的開發顯得非常必要。為此，特提出本實用新型。
【實用新型內容】
[0010]本實用新型的目的是提供一種乙烯平衡氧氯化法制備氯乙烯的方法，該方法充分利用了低溫乙烯的冷能，極大節省電力、蒸汽，最大程度實現物料自身的冷熱能流相互利用，實現節能降耗、低碳環保的目的。
[0011]本實用新型的另一目的是提供一種乙烯平衡氧氯化法制備氯乙烯的乙烯汽化工藝裝置。該裝置很好的利用了低溫乙烯的冷能，實現節能降耗、低碳環保的目的。
[0012]為實現本實用新型的目的，采用如下技術方案:
[0013]—種乙烯平衡氧氯化法制備氯乙烯的乙烯汽化的方法，包括:
[0014]將溫度為_103°C的液態乙烯分別經兩路流出；
[0015]第一乙烯流經過熱交換器換熱至溫度_26°C?25°C，然后輸送往氯化反應器或/和氧氯化反應器內；
[0016]第二乙烯流與氯化氫塔排出的氯化氫氣體在第一熱交換器內進行熱交換，熱交換后的乙烯流溫度升高到-45°C?-40°C，然后在經過第二熱交換器換熱至-26°C?25°C并輸送往氯化反應器或/和氧氯化反應器內，經過第一熱交換器換熱后的液態氯化氫再回到氯化氫塔內。
[0017]第一乙烯流經過的熱交換器可以為兩個以上的熱交換器。
[0018]所述的第一乙烯流在熱交換器的熱交換方式采用本領域現有技術常規的方法。譬如，溫度為_103°C的液態乙烯與甲醇蒸汽通過兩個熱交換器換熱，乙烯升溫至-26°C?25。。。
[0019]在本實用新型乙烯平衡氧氯化法制備氯乙烯的乙烯汽化方法，在現有的汽化乙烯方法的基礎上，新增設了另一路乙烯汽化過程。具體為，增加一臺乙烯汽化器即第一熱交換器，經低溫乙烯儲罐流出的-103°C的液態乙烯分流一部分用來冷凝氯化氫塔塔頂產品氯化氫氣體，從而減輕了液化氯化氫氣體的冷凍機組的負荷，節省電力，同時液態乙烯在冷凝氯化氫過程中汽化，不需要消耗蒸汽加熱。控制第一熱交換的液位和壓力保證在乙烯汽化的同時，氯化氫能夠液化并達到相應的溫度，不至于溫度太低而結冰或溫度高液化效果不明顯O
[0020]第一交換器排出的液態氯化氫的溫度為_35°C。
[0021]第一熱交換器流出的乙烯，溫度控制在_45°C?-40°C，相對壓力為1211.1kPaG?1422.0kPaG0
[0022]進入第一熱交換器的氣態氯化氫的流量通過調節器來控制，依據氯化氫液化放出的熱能將液態乙烯汽化。乙烯汽化溫度控制在_45°C?_40°C，相對壓力為1211.1kPaG?1422.0kPaG，必要時可調節降低汽化溫度，使氯化氫頂部降溫，以降低氯化氫回流量從而節省再沸器所需蒸汽。_35°C氯化氫氣體液化成液態氯化氫的溫度，可以根據操作需要，調節第一熱交換器中乙烯的液位。如若要得到溫度較低的液態氯化氫，可將乙烯液位升高，以增加熱交換面積使氯化氫溫度下降。
[0023]在第一熱交換器內的液態乙烯汽化后，溫度在-45 °C?-40 °C的乙烯在第二熱交換器進行換熱，升溫至_26°C?25 °C，輸入氯化反應器或/和氧氯化反應器。
[0024]優選的，第一乙烯流、第二乙烯流經過各自的換熱后升溫至_26°C?25°C，然后第一、二乙烯流混合，待熱交換加熱到所需的溫度后送往氯化反應器或/和氧氯化反應器。
[0025]—種乙烯平衡氧氯化法制備氯乙烯的乙烯汽化工藝裝置，包括液態乙烯儲罐、氯氧化反應器和氯化反應器、氯化氫塔以及輸送泵，
[0026]其特征在于，液態乙烯儲罐通過第一管道與氯化反應器或氯氧化反應器連通，通過第二管道與第一熱交換器連通；第一熱交換器設在氯化氫塔外的塔頂，第一熱交換器的乙烯出口通過第三管道與氯氧化反應器連通，在第三管道上設有第二熱交換器；第一熱交換器的液態氯化氫出口通過第四管道與氯化氫塔連通。
[0027]第一熱交換器的氯化氫進口通過管道與氯化氫塔的塔頂出口連通。
[0028]本實用新型所述的乙烯平衡氧氯化法制備氯乙烯的裝置還包括，在第一管道上設有一個或兩個熱交換器。
[0029]所述的熱交換器包括夾套式、蛇管式、套管式和管殼式換熱器；其優選管殼式換熱器。
[0030]管殼式換熱器是目前最廣泛的一種換熱設備，與其他換熱器相比，單位體積設備所能提供的傳熱面積要大得多，傳熱效果也好得多。由于設備結構緊湊、堅固，且能選用多種材料來制造，故實用性較強，尤其在大型裝置和高溫高壓中得到普遍應用。
[0031]換熱器中物料安排原則為，高溫高壓及對設備腐蝕性較強、對壓力降有特定要求的物料走管程，粘度大、流量小、給熱系數較小的物料走殼程。
[0032]根據工藝條件，本實用新型的換熱器采用低溫碳鋼材質。第一熱交換器以及乙烯汽化器采用U型管式。乙烯走殼程，氯化氫走管程。
[0033]第二熱交換器，在此熱交換器，乙烯與裂解爐出來的熱物流換熱，乙烯走管程，熱物流走殼程。
[0034]液態乙烯儲罐內設有輸送泵。
[0035]優選的，在氯化氫塔外的塔頂還設有一個第三熱交換器，與第一熱交換器處于并聯設置。在裝置剛開始運行時，氣態氯化氫采用第三熱交換器換熱液化，第一熱交換器不運行；當裝置運行平穩后，第一熱交換器投入使用將氣態氯化氫冷凝液化，第三熱交換器停止使用。
[0036]第三換熱交換器是通過丙烯冷媒來與氣態氯化氫熱交換將其液化為液態氯化氫。
[0037]通常為了將氯化氫塔頂溫度控制在_35°C，維持塔頂低溫所需的冷能由冷凍機組提供。在本新型中，待運行平穩以后，可以停用該冷凍機組，改用利用乙烯的冷凝，與液態乙烯進行熱交換的方式來為實現這一目的。
[0038]優選的，在第一熱交換器的液態氯化氫流出的管道上設置泵。
[0039]在工作狀態，低溫氯化、高溫氯化及氧氯化反應器所需的乙烯，由兩路雙線并行供應，一路為現有的乙烯汽化裝置，另一路為通過與氣體氯化氫在第一熱交換器進行換熱，優先第二路供應，當供應不足時才用現有乙烯汽化裝置補充，以充分利用乙烯冷能而節省蒸汽用量及冷凍消耗。
[0040]與現有技術相比，本實用新型的突出的優勢在于:
[0041]本實用新型工藝在設備方面僅增加了一臺乙烯汽化器和一臺乙烯過熱器，簡潔、實用。利用_103°C的乙烯冷凝氯化氫塔頂產品氯化氫氣體，正常生產后停用維持氯化氫塔頂的冷凍機組，