阅读说明：本技术 一种乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的闪蒸后冷分离系统 (Cold piece-rate system after flash distillation of α -alkene reaction product is prepared to ethylene polymerization ) 是由 吴南屏 黄祥谦 娄海生 张文超 李月新 徐永伟 于 2019-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的闪蒸后冷分离系统,包括闪蒸罐、闪蒸后冷器和乙烯分液罐。其中,所述乙烯分液罐的第四进口与所述闪蒸后冷器的第三出口连通；所述乙烯分液罐的第四出口通过第一管线连通至所述闪蒸罐的回收液进口；所述第一管线包含相互连通的第一分支管、第二分支管和在第一分支管和第二分支管之间的倒U型液封管。本发明还涉及一种使用如上所述的闪蒸后冷分离系统对乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的分离方法。本发明设置反应产物闪蒸气相后冷分离系统,可以提高反应产物中闪蒸气相的乙烯浓度,同时有效利用气液分离效果,回收乙烯循环利用,后冷器与分液罐组合结构能够减少占地面积。(The invention relates to a cold separation system after flash evaporation for preparing α -olefin reaction products from ethylene multimer, which comprises a flash evaporation tank, a cold device after flash evaporation and an ethylene liquid separation tank, wherein a fourth inlet of the ethylene liquid separation tank is communicated with a third outlet of the cold device after flash evaporation, a fourth outlet of the ethylene liquid separation tank is communicated with a recovery liquid inlet of the flash evaporation tank through a first pipeline, and the first pipeline comprises a first branch pipe, a second branch pipe and an inverted U-shaped liquid seal pipe between the first branch pipe and the second branch pipe which are communicated with each other.)

一种乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的闪蒸后冷分离系统

技术领域

本发明涉及反应产物闪蒸后冷分离的技术，更具体地，涉及一种乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的闪蒸后冷分离系统及分离方法。

背景技术

在乙烯多聚制备α-烯烃生产过程中，乙烯多聚制备α-烯烃反应产物中含有未反应乙烯，较高压力的反应产物经闪蒸罐减压闪蒸出来未反应的乙烯，送往压缩机升压循环再利用，闪蒸罐底部液相反应产物进入后系统分离得到α-烯烃产品。

乙烯多聚反应产物减压进入乙烯闪蒸罐过程中，闪蒸气相含有未反应的乙烯，由于闪蒸气相温度较高，饱和气相中含有较多重组分，降低了回收乙烯的浓度，影响反应系统运行。

发明内容

为了克服现有技术不足，本发明的目的在于提供一种乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的闪蒸后冷分离系统及分离方法。

基于上述目的，采用如下技术方案：

根据本发明，提供一种乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的闪蒸后冷分离系统，包括：

闪蒸罐，闪蒸罐包含设置在闪蒸罐顶部的第一出口、设置在闪蒸罐底部的第二出口以及设置在闪蒸罐侧部的回收液进口；

闪蒸后冷器和乙烯分液罐，乙烯分液罐包含设置在乙烯分液罐顶部的第四进口、设置在乙烯分液罐底部的第四出口；其中，闪蒸后冷器的底部连通至乙烯分液罐的第四进口；

闪蒸罐顶部的第一出口连通至闪蒸后冷器顶部或底部；

乙烯分液罐的第四出口通过第一管线连通至闪蒸罐的回收液进口；第一管线包含相互连通的第一分支管、第二分支管和在第一分支管和第二分支管之间的倒U型液封管，第一分支管与第四出口连通，第二分支管与回收液进口连通；其中，乙烯分液罐的第四出口在高度方向上位于闪蒸罐的回收液进口的上方；第一分支管上设置有用于控制管线连通和关闭的第一阀。

进一步地，乙烯分液罐还包含设置在其侧部的开口，开口通过破虹吸阀连通至倒U型液封管，以平衡乙烯分液罐与倒U型液封管的压力。

进一步地，第一分支管和第二分支管还通过第三分支管直接连通，第三分支管上设置有控制管线连通和关闭的第二阀。

进一步地，第一分支管在相对于第一阀更靠近乙烯分液罐底部的第四出口的位置处连通有第二管线，第二管线设置有第三阀，第二管线连通至闪蒸罐底部的第二出口的闪蒸液相管线。

进一步地，闪蒸后冷器包含设置在闪蒸后冷器顶部的第三开口和设置在闪蒸后冷器底部的第三出口；闪蒸罐顶部的第一出口连通至闪蒸后冷器顶部的第三开口，乙烯分液罐侧部设置有气相出口以使乙烯气体输出。

进一步地，乙烯分液罐中的气相出口处设置有挡板，以阻挡液体从气相出口排出。

进一步地，闪蒸后冷器包含设置在闪蒸后冷器顶部的第三开口和设置在闪蒸后冷器底部的第三出口；闪蒸罐顶部的第一出口连通至闪蒸后冷器底部的第三出口，闪蒸后冷器顶部的第三开口使乙烯气体输出。

进一步地，闪蒸后冷器顶部的第三开口处设置网状的防雾沫夹带部件，以阻挡液体从第三开口排出。

进一步地，闪蒸罐外部设置伴热装置，伴热装置选自罐外盘管伴热装置、罐外半管伴热装置和罐外夹套伴热装置中的一种。

进一步地，闪蒸后冷器和乙烯分液罐分开布置。

根据本发明，还提供一种使用如上所述的闪蒸后冷分离系统对乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的分离方法，包含以下步骤：

1)反应产物经闪蒸罐进行降压闪蒸得到闪蒸气相组分和闪蒸液相组分；闪蒸液相组分从闪蒸罐底部的第二出口排出至闪蒸液相管线；

2)含有重组分的闪蒸气相组分从闪蒸罐顶部的第一出口排出，并从闪蒸后冷器顶部的第三开口进入闪蒸后冷器进行冷却凝结；

3)随后步骤2)得到的气液混合组分进入乙烯分液罐进行气液分离，未反应乙烯从乙烯分液罐的气相出口送往压缩机循环利用，液相重组分从乙烯分液罐底部的第四出口靠重力作用流回闪蒸罐或进入闪蒸罐底部的闪蒸液相管线。

根据本发明，还提供一种使用如上所述的闪蒸后冷分离系统对乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的分离方法，包含以下步骤：

1)反应产物经闪蒸罐进行降压闪蒸得到闪蒸气相组分和闪蒸液相组分；闪蒸液相组分从闪蒸罐底部的第二出口排出至闪蒸液相管线；

2)含有重组分的闪蒸气相组分从闪蒸罐顶部的第一出口排出，并从闪蒸后冷器底部进入闪蒸后冷器进行冷却凝结；

3)随后步骤2)得到的气液混合组分进入乙烯分液罐进行气液分离，未反应乙烯从闪蒸后冷器顶部的第三开口送往压缩机循环利用，液相重组分从乙烯分液罐底部的第四出口靠重力作用流回闪蒸罐或进入闪蒸罐底部的闪蒸液相管线。

本发明的有益效果：

本发明的乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的闪蒸后冷分离系统及分离方法能够解决闪蒸气相中含有较多重组分而影响压缩机运行的问题，采用后冷器与分液罐组合在同一设备中，物料得到充分分离，还可减少设备占地面积，节约装置建设投资，如现场条件不允许组合，也可采用卧式或立式设备分开布置。上述系统和方法可应用于乙烯多聚制备α-烯烃的生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施案例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例1的系统的示意图；

图2为本发明的实施例2的系统的示意图。

附图标记列表

1-闪蒸罐；11-第一出口；12-第二出口；13-回收液进口；14-罐外盘管伴热装置；2-闪蒸后冷器；21-第三开口；22-第三出口；23-防雾沫夹带部件；3-乙烯分液罐；31-第四进口；32-第四出口；33-开口；34-气相出口；35-挡板；36-气液混合进口；41-第一分支管；42-倒U型液封管；43-第二分支管；44-第一阀；45-破虹吸阀；46-第三分支管；47-第二阀；51-第二管线；52-第三阀；61-闪蒸液相管线；62-第四阀；71-乙烯输出管线；72-第五阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，示出了乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的闪蒸后冷分离系统。该系统包括闪蒸罐1、闪蒸后冷器2和乙烯分液罐3。图1示出的闪蒸气相进入组合结构的闪蒸后冷器2和乙烯分液罐3，从后冷器顶部进入且乙烯气相从乙烯分液罐3排出，以达到冷却分离的效果。

乙烯分液罐3的设备结构，后冷器与分液罐可以组合在同一设备中(如图1所示)，后冷器与分液罐组合在同一设备可减少占地面积，便于设备布置。在另一优选的实施例中，后冷器与分液罐设备分开布置，两设备也可以立式或卧式分开布置(未示出)。采用后冷器与分液罐的形式能有效分离反应产物中的未反应乙烯。

闪蒸罐1包含设置在闪蒸罐1顶部的第一出口11、设置在闪蒸罐1底部的第二出口12以及设置在闪蒸罐1侧部的回收液进口13；闪蒸罐1外部设置伴热装置，伴热装置为罐外盘管伴热装置14，如图1所示。

闪蒸后冷器2包含设置在闪蒸后冷器2顶部的第三开口21和设置在闪蒸后冷器2底部的第三出口22；

乙烯分液罐3包含设置在乙烯分液罐3顶部的第四进口31、设置在乙烯分液罐3底部的第四出口32；乙烯分液罐3侧部设置有气相出口34以使乙烯气体输出至乙烯输出管线71。

乙烯分液罐3中的气相出口34处设置有挡板35，以阻挡液体从气相出口34排出，防止气相短路夹带液体。优选地，挡板35可以是直角钢板以挡住气相出口34，从乙烯分液罐3顶部进入的气液混合组分遇到挡板35液相组分可以凝结滴落而不会从气相出口34排出。

其中，乙烯分液罐3的第四进口31与闪蒸后冷器2的第三出口22连通；并且闪蒸后冷器2的第三出口22***至乙烯分液罐3的第四进口31以使二者组合在同一设备中。

闪蒸罐1顶部的第一出口11连通至闪蒸后冷器2顶部的第三开口21，乙烯分液罐3的第四出口32通过第一管线连通至闪蒸罐1的回收液进口13；第一管线包含相互连通的第一分支管41、第二分支管43和在第一分支管41和第二分支管43之间的倒U型液封管42，第一分支管41与第四出口32连通，第二分支管43与回收液进口13连通；从乙烯分液罐3分离出的液相组分依次流过第一分支管41、倒U型液封管42和第二分支管43，以进入闪蒸罐1。第一分支管41上设置有用于控制管线连通和关闭的第一阀44。倒U型液封管42形成液封，防止气相反串。

其中，乙烯分液罐3的第四出口32在高度方向(如图1所示的箭头方向A)上位于闪蒸罐1的回收液进口13的上方。乙烯分液罐3与闪蒸罐1设置适当的安装高度差，保证乙烯分液罐3中的液相可以依靠重力进入闪蒸罐1。

第一分支管41和第二分支管43还通过第三分支管46直接连通，第三分支管46上设置有控制管线连通和关闭的第二阀47。由于停工时，有部分液相残留在乙烯分液罐3及其底部管线内，第二阀47用于停工时排净乙烯分液罐3及其底部管线内的液相至闪蒸罐1。在正常工况时，第二阀47处于关闭状态。

第一分支管41在相对于第一阀44更靠近乙烯分液罐3底部的第四出口32的位置处连通有第二管线，第二管线51设置有第三阀52，第二管线51连通至闪蒸罐1底部的第二出口12的闪蒸液相管线61。

乙烯分液罐3沉降的液相重组分通过第一管线返回闪蒸罐1或通过第二管线51直接通过闪蒸罐1底的闪蒸液相管线61进入下游系统。第一阀44和第三阀52用于重组分流向切换，这两个流向根据生产实现情况进行选择。具体地，实际生产中，可以根据闪蒸罐1或闪蒸液相管线61中的哪个距离更近而选择进入闪蒸罐1或闪蒸液相管线61，以节省生产成本。

乙烯分液罐3还包含设置在其侧部的开口33，开口33通过破虹吸阀45连通至倒U型液封管42，以平衡乙烯分液罐3与倒U型液封管42的压力，使得乙烯分液罐3和倒U型液封管42的压力相同。

闪蒸液相管线61上设置第四阀62，乙烯输出管线71设置第五阀72。通过第四阀62和第五阀72控制闪蒸罐1及分液罐的压力和温度。根据介质平衡温度，通过第四阀62和第五阀72控制闪蒸罐1及乙烯分液罐3的操作压力和温度，以实现未反应乙烯得到充分分离。第四阀62和第五阀72为现有技术中常用的压力控制阀，通过压力进一步控制罐内温度。

使用如上所述的闪蒸后冷分离系统对乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的分离方法，包含以下步骤：

1)反应产物经闪蒸罐1进行降压闪蒸得到闪蒸气相组分和闪蒸液相组分；闪蒸液相组分从闪蒸罐1底部的第二出口12排出至闪蒸液相管线61；闪蒸罐1内可设置气相折流挡板也可不设。

2)含有重组分的闪蒸气相组分从闪蒸罐1顶部的第一出口11排出，并从闪蒸后冷器2顶部的第三开口21进入闪蒸后冷器2经冷却介质冷却至更低的温度，大部分重组分冷凝为液相；

3)随后步骤2)得到的气液混合组分进入乙烯分液罐3进行气液分离，未反应乙烯从乙烯分液罐3的气相出口34送往压缩机循环利用，液相重组分从乙烯分液罐3底部的第四出口32靠重力作用流回闪蒸罐1或进入闪蒸罐1底部的闪蒸液相管线61。

优选地，伴热装置还可以是罐外半管伴热装置或罐外夹套伴热装置。

实施例2

如图2所示，示出了乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的闪蒸后冷分离系统。该系统包括闪蒸罐1、闪蒸后冷器2和乙烯分液罐3。图2示出的闪蒸气相进入组合结构的闪蒸后冷器2和乙烯分液罐3，从后冷器底部进入且乙烯气相从闪蒸后冷器2的顶部的第三开口21排出，以达到冷却分离的效果。

乙烯分液罐3的设备结构，后冷器与分液罐可以组合在同一设备中(如图2所示)，后冷器与分液罐组合在同一设备可减少占地面积，便于设备布置。在另一优选的实施例中，后冷器与分液罐设备分开布置，两设备也可以立式或卧式分开布置(未示出)。采用后冷器与分液罐的形式能有效分离反应产物中的未反应乙烯。

闪蒸罐1包含设置在闪蒸罐1顶部的第一出口11、设置在闪蒸罐1底部的第二出口12以及设置在闪蒸罐1侧部的回收液进口13；闪蒸罐1外部设置伴热装置，伴热装置为罐外盘管伴热装置14，如图2所示。

闪蒸后冷器2包含设置在闪蒸后冷器2顶部的第三开口21和设置在闪蒸后冷器2底部的第三出口22；

乙烯分液罐3包含设置在乙烯分液罐3顶部的第四进口31、设置在乙烯分液罐3底部的第四出口32；乙烯分液罐3的第四进口31与闪蒸后冷器2的第三出口22连通；并且闪蒸后冷器2的第三出口22***至乙烯分液罐3的第四进口31以使二者组合在同一设备中。

乙烯分液罐3邻近其顶部的侧面设置有气液混合进口36，该气液混合进口36的位置对应于***至乙烯分液罐3的闪蒸后冷器2的第三出口22的位置。闪蒸罐1顶部的第一出口11连通至气液混合进口36，以使得含有重组分的闪蒸气相组分从气液混合进口36进入后直接从闪蒸后冷器2底部进入闪蒸后冷器2。闪蒸后冷器2顶部的第三开口21使乙烯气体输出。

闪蒸后冷器2顶部的第三开口21处设置网状的防雾沫夹带部件23，以阻挡液体从第三开口21排出。若液体遇到网状的防雾沫夹带部件23后在网上凝结滴落，气体则可以通过网的网眼通过第三开口21排出。网状的防雾沫夹带部件23的丝网空隙率为0.95～0.99。

乙烯分液罐3的第四出口32通过第一管线连通至闪蒸罐1的回收液进口13；第一管线包含相互连通的第一分支管41、第二分支管43和在第一分支管41和第二分支管43之间的倒U型液封管42，第一分支管41与第四出口32连通，第二分支管43与回收液进口13连通；从乙烯分液罐3分离出的液相组分依次流过第一分支管41、倒U型液封管42和第二分支管43，以进入闪蒸罐1。第一分支管41上设置有用于控制管线连通和关闭的第一阀44。倒U型液封管42形成液封，防止气相反串。

其中，乙烯分液罐3的第四出口32在高度方向上位于闪蒸罐1的回收液进口13的上方。乙烯分液罐3与闪蒸罐1设置适当的安装高度差，保证乙烯分液罐3中的液相可以依靠重力进入闪蒸罐1。

第一分支管41和第二分支管43还通过第三分支管46直接连通，第三分支管46上设置有控制管线连通和关闭的第二阀47。由于停工时，有部分液相残留在乙烯分液罐3及其底部管线内，第二阀47用于停工时排净乙烯分液罐3及其底部管线内的液相至闪蒸罐1。在正常工况时，第二阀47处于关闭状态。

第一分支管41在相对于第一阀44更靠近乙烯分液罐3底部的第四出口32的位置处连通有第二管线，第二管线51设置有第三阀52，第二管线51连通至闪蒸罐1底部的第二出口12的闪蒸液相管线61。

乙烯分液罐3沉降的液相重组分通过第一管线返回闪蒸罐1或通过第二管线51直接通过闪蒸罐1底的闪蒸液相管线61进入下游系统。第一阀44和第三阀52用于重组分流向切换，这两个流向根据生产实现情况进行选择。具体地，实际生产中，可以根据闪蒸罐1或闪蒸液相管线61中的哪个距离更近而选择进入闪蒸罐1或闪蒸液相管线61，以节省生产成本。

乙烯分液罐3还包含设置在其侧部的开口33，开口33通过破虹吸阀45连通至倒U型液封管42，以平衡乙烯分液罐3与倒U型液封管42的压力，使得乙烯分液罐3和倒U型液封管42的压力相同。

气液混合进口36相比于与破虹吸阀45连通的开口33更接近乙烯分液罐3的顶部。

闪蒸液相管线61上设置第四阀62，乙烯输出管线71设置第五阀72。通过第四阀62和第五阀72控制闪蒸罐1及分液罐的压力和温度。根据介质平衡温度，通过第四阀62和第五阀72控制闪蒸罐1及乙烯分液罐3的操作压力和温度，以实现未反应乙烯得到充分分离。第四阀62和第五阀72为现有技术中常用的压力控制阀，通过压力进一步控制罐内温度。

使用如上所述的闪蒸后冷分离系统对乙烯多聚制备α-烯烃反应产物的分离方法，包含以下步骤：

1)反应产物经闪蒸罐1进行降压闪蒸得到闪蒸气相组分和闪蒸液相组分；闪蒸液相组分从闪蒸罐1底部的第二出口12排出至闪蒸液相管线61；闪蒸罐1内可设置气相折流挡板也可不设。

2)含有重组分的闪蒸气相组分从闪蒸罐1顶部的第一出口11排出，并从乙烯分液罐3的气液混合进口36进入以从闪蒸后冷器2底部进入闪蒸后冷器2经冷却介质冷却至更低的温度，大部分重组分冷凝为液相；

3)随后步骤2)得到的气液混合组分进入乙烯分液罐3进行气液分离，未反应乙烯从乙烯分液罐3的气相出口34送往压缩机循环利用，液相重组分从乙烯分液罐3底部的第四出口32靠重力作用流回闪蒸罐1或进入闪蒸罐1底部的闪蒸液相管线61。

优选地，伴热装置还可以是罐外半管伴热装置或罐外夹套伴热装置。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。