本发明涉及氯乙烯合成转化,尤其涉及一种氯乙烯合成反应的热量回收系统和方法。
背景技术:
1、这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术,而不必然地构成现有技术。
2、目前,电石法聚氯乙烯(pvc)常用工艺为将乙炔与氯化氢气体初步冷却后混合,然后进入深冷脱酸系统冷却,经过酸雾捕集器脱酸处理后,送入热水预热器进行加热,在转化器中合成氯乙烯单体,单体经聚合生成聚氯乙烯。
3、其中,氯乙烯合成反应为放热反应,反应热由循环热水带走,因此产生大量的热水,现有的余热回收系统对循环热水的利用为一部分直接用于进料气体的加热,另一部分直接给其他用户供热。该余热回收系统获得的循环热水温度一般在95-100℃左右,热水的温度较低,余热的利用品位低,且应用范围较窄,仅能适用于少数热用户的要求,余热利用率较低。且此部分热水往往储存在热水塔中,若不能充分利用,会造成热水塔内温度较高,蒸汽挥发量较大,同时易汽化造成热水泵气蚀。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明实施例的目的是提供一种氯乙烯合成反应的热量回收系统和方法,至少解决现有的余热回收系统中,余热利用率较低的问题。
2、为了实现上述目的,一方面,本发明提供了一种氯乙烯合成反应的热量回收系统,包括:
3、吸收式热泵、预热器和转化器,吸收式热泵的合成气入口连接合成气的气源,吸收式热泵的合成气出口与预热器的合成气入口相连,预热器的合成气出口与转化器的合成气入口相连,转化器用于提供合成气的反应场所,转化器的合成气出口输出氯乙烯气体;
4、转化器还包括冷却装置,冷却装置的热水出口与吸收式热泵的热水入口相连,吸收式热泵的热水出口与冷却装置的热水入口相连;吸收式热泵包括冷凝器,合成气的气源与冷凝器的合成气入口相连,预热器的合成气入口与冷凝器的合成气出口相连,通过冷凝器对合成气进行加热。
5、本发明将转化器产生的热量通过吸收式热泵和预热器进行再次利用,对低温的合成气进行两次加热,将合成气加热至反应温度。
6、在一些实施方式中,转化器还包括第一转化器和第二转化器,第一转化器的合成气出口连接第二转化器的合成气入口。
7、在一些实施方式中,还设置有热水塔,热水塔设置于第二转化器的热水出口和吸收式热泵的热水入口之间,用于暂时存储热水。
8、在一些实施方式中,热水塔与吸收式热泵的热水入口之间还设置有热水泵。
9、在一些实施方式中,冷却装置的热水出口与预热器的热水入口相连,预热器的热水出口与冷却装置的热水入口相连。
10、在一些实施方式中,吸收式热泵还包括发生器、蒸发器和吸收器。
11、在一些实施方式中,冷却装置的热水出口与发生器的热水入口相连,冷却装置的热水入口与发生器的热水出口相连。
12、在一些实施方式中,发生器的溴化锂溶液出口与吸收器的溴化锂溶液入口相连,吸收器的溴化锂溶液出口与发生器的溴化锂溶液入口相连,热介质对发生器的溴化锂溶液进行加热,水蒸汽从溴化锂溶液中蒸出,产生浓溴化锂溶液;
13、发生器的蒸汽出口与冷凝器的蒸汽入口相连,蒸汽经过冷凝器放热,对合成气进行加热,生成冷凝水;
14、冷凝器的冷凝水出口与蒸发器的冷凝水入口相连,蒸发器的热水入口与冷却装置的热水出口相连,蒸发器的热水出口与冷却装置的热水入口相连,蒸发器的热水对冷凝水进行加热,使冷凝水产生水蒸汽;
15、蒸发器的水蒸汽出口与吸收器的水蒸汽入口相连,水蒸汽进入吸收器中,与溴化锂溶液混合,产生稀溴化锂溶液,吸收器还设置有外源蒸汽凝液入口和外源蒸汽出口,蒸汽凝液在吸收器中吸收水蒸汽和溴化锂溶液的热量,产生蒸汽热源。
16、在一些实施方式中,在吸收器和发生器之间还设置有热交换器,稀溴化锂溶液和浓溴化锂溶液在热交换器中进行热量交换。
17、在一些实施方式中,冷凝器的冷凝水出口与蒸发器的冷凝水入口之间设置有工质泵;发生器的溴化锂溶液出口与吸收器的溴化锂溶液入口之间设置有溶液泵。
18、另一方面,本发明提供了一种氯乙烯合成反应的热量回收方法,包括:
19、合成气进入吸收式热泵,吸收冷凝器放出的热量,再进入预热器与热水泵送来的热水进行热交换;
20、合成气预热至设定温度后,依次进入前转化器和后转化器,在催化剂的作用下,合成气中的氯化氢和乙炔反应生成粗氯乙烯气体;
21、合成反应产生的反应热由冷却装置内的热水带走,吸收热量的热水进入热水塔,热水为吸收式热泵和预热器提供热源,放出热量,再回到冷却装置,往复循环。
22、在一些实施方式中,吸收式热泵的工作方法为:热水作为驱动热源对发生器进行加热,水蒸汽从发生器内的溴化锂稀溶液中蒸发出来,在冷凝器中冷凝放热,同时对合成气进行加热;冷凝器内的冷凝水经泵加压进入蒸发器,冷凝水吸收热水的热量,变成蒸汽,进入吸收器;发生器中变浓的溴化锂溶液经热交换器进入吸收器,吸收来自蒸发器的水蒸汽,放出热量同时加热蒸汽凝液产生蒸汽,供给用户使用,而吸收器中变稀的溴化锂溶液又通过热交换器进入发生器,至此,一轮循环完成并往复。
23、本发明实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
24、1、本发明将转化器反应产生的热量通过吸收式热泵和预热器进行再次利用,充分利用转化器的产生的低温热量,对低温的合成气进行加热,提高了热源的利用率。
25、2、本发明将转化器产生的热水经过发生器进行换热后再对合成气进行加热,也降低了原有的预热器遭受的温差,提高了设备的寿命。
26、3、本发明将转化器产生的热水经吸收式热泵回收热量,产生较高温度的蒸汽,提高了热源的利用品位。
1.一种氯乙烯合成反应的热量回收系统,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的氯乙烯合成反应的热量回收系统,其特征在于,转化器还包括第一转化器和第二转化器,第一转化器的合成气出口连接第二转化器的合成气入口。
3.如权利要求1所述的氯乙烯合成反应的热量回收系统,其特征在于,还设置有热水塔,热水塔设置于第二转化器的热水出口和吸收式热泵的热水入口之间,用于暂时存储热水。
4.如权利要求1所述的氯乙烯合成反应的热量回收系统,其特征在于,冷却装置的热水出口与预热器的热水入口相连,预热器的热水出口与冷却装置的热水入口相连。
5.如权利要求1所述的氯乙烯合成反应的热量回收系统,其特征在于,吸收式热泵还包括发生器、蒸发器和吸收器。
6.如权利要求1所述的氯乙烯合成反应的热量回收系统,其特征在于,冷却装置的热水出口与发生器的热水入口相连,冷却装置的热水入口与发生器的热水出口相连。
7.如权利要求1所述的氯乙烯合成反应的热量回收系统,其特征在于,发生器的溴化锂溶液出口与吸收器的溴化锂溶液入口相连,吸收器的溴化锂溶液出口与发生器的溴化锂溶液入口相连,热介质对溴化锂溶液进行加热,水蒸汽从溴化锂溶液中蒸出,产生浓溴化锂溶液;
8.如权利要求1所述的氯乙烯合成反应的热量回收系统,其特征在于,在吸收器和发生器之间还设置有热交换器,稀溴化锂溶液和浓溴化锂溶液在热交换器中进行热量交换。
9.一种氯乙烯合成反应的热量回收方法,其特征在于,包括:
10.如权利要求1所述的氯乙烯合成反应的热量回收方法,其特征在于,吸收式热泵的工作方法为:热水作为驱动热源对发生器进行加热,水蒸汽从发生器内的溴化锂稀溶液中蒸发出来,在冷凝器中冷凝放热,同时对合成气进行加热;冷凝器内的冷凝水经泵加压进入蒸发器,冷凝水吸收热水的热量,变成蒸汽,进入吸收器;发生器中变浓的溴化锂溶液经热交换器进入吸收器,吸收来自蒸发器的水蒸汽,放出热量同时加热蒸汽凝液产生蒸汽,供给用户使用,而吸收器中变稀的溴化锂溶液又通过热交换器进入发生器,至此,一轮循环完成并往复。
