裂解气取样装置及清焦方法

技术领域

本发明一般涉及测试仪器技术领域，具体涉及一种裂解气取样装置及清焦方法。

背景技术

在石化行业乙烯装置的裂解生产工艺过程中，为了及时掌握、控制和调整乙烯裂解炉的工艺运行参数，需通过取样器对乙烯裂解炉出口的裂解气进行采样，供在线色谱仪进行分析或实验室采样分析。由于裂解气为高温、高含水、含油的混合气体，对其进行降温和油、气、水的分离是取样器的主要功能和任务。

由于裂解气的原料组成、反应过程和产物都具有特殊性，在高温条件下，管线中会产生焦油、碳粒及聚合物等物质，过滤段很容易出现焦粒、粘稠状液体堵塞。工艺取样阀关闭不及时，以及裂解气本身含有大量焦粒都会造成这种情况的发生。如何快速清除过滤段堵塞物至关重要。目前一般都是采用汽缸活塞清焦器，每隔3-5分钟往复运动一次，清除结焦。现存乙烯裂解炉裂解气取样装置存在清焦装置复杂，维修工作量大，清焦不全面，成本高。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种裂解气取样装置及清焦方法。

为了克服现有技术的不足，本发明所提供的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种裂解气取样装置，其特殊之处在于，包括冷却换热件、工艺管道和工艺关断阀，所述工艺管道上开设有样品取样口，所述冷却交换器的入口通过工艺关断阀与所述样品取样口相连，所述冷热交换器的出口分别设有蒸汽入口和样品出口，所述蒸汽入口上设有蒸汽入口阀，所述样品出口上设有温控关断阀。

进一步地，所述样品出口与所述温控关断阀之间设有氮气入口，所述氮气入口上设有氮气入口阀，所述冷热交换件的入口处设有吹扫排放口，所述吹扫排放口上设有吹扫排放阀。

进一步地，裂解气取样装置还包括控制器，所述控制器分别与所述蒸汽入口阀、所述温控关断阀、所述工艺关断阀、所述吹扫排放阀和所述氮气入口阀电连接。

进一步地，所述样品出口上还设有温度控制器，所述温度控制器包括温控单元和测温元件，所述测温元件与温控单元的输入端电连接，所述温控单元的输出端与温控关断阀电连接。

进一步地，所述测温元件为热敏电阻。

第二方面，本发明提供一种清焦方法，其特殊之处在于，包括，

步骤S10：工艺关断阀和温控关断阀打开，蒸汽入口阀、氮气入口阀和吹扫排放阀关闭；

所述清焦方法包括，

步骤S20：关闭温控关断阀、吹扫排放阀和氮气入口阀，打开蒸汽入口阀和工艺关断阀，延时0-1200秒；

步骤S30：关闭工艺关断阀延时0-1200秒，后打开工艺关断阀。

进一步地，清焦方法还包括步骤S40：重复执行步骤S30若干次，后关闭蒸汽入口阀和工艺关断阀。

进一步地，清焦方法还包括步骤S50：延时0-1200秒后打开氮气入口阀、吹扫排放阀，延时0-1200秒；关闭氮气入口阀，延时0-1200秒；关闭吹扫排放阀。

进一步地，清焦方法还包括步骤S60：延时0-1200秒后打开工艺关断阀。

进一步地，清焦方法还包括步骤S70：当测温元件达到设定温度值时，打开温控关断阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的裂解气取样装置包括冷却换热件、工艺管道和工艺关断阀，所述工艺管道上开设有样品取样口，所述冷却交换器的入口通过工艺关断阀与所述样品取样口相连，所述冷热交换器的出口分别设有蒸汽入口和样品出口，所述蒸汽入口上设有蒸汽入口阀，所述样品出口上设有温控关断阀。初始状态时，工艺关断阀和温控关断阀打开，蒸汽入口阀、氮气入口阀和吹扫排放阀关闭；关闭温控关断阀，延时一段时间后打开蒸汽入口阀通入蒸汽，延时一段时间；关闭工艺关断阀，延时一段时间后打开工艺关断阀，使清理的结焦物回流至工艺管道，清焦全面，成本低。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的裂解气取样装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的温度控制器各部件与温控关断阀的连接框图；

图3为本发明实施例提供的清焦方法的流程框图。

图中：1-冷却换热件，2-工艺管道，3-样品取样口，4-蒸汽入口，5-样品出口，6-氮气入口,7-吹扫排放口，8-工艺关断阀，9-蒸汽入口阀，10-温控关断阀，11-氮气入口阀，12-吹扫排放阀，13-控制器，14-温度控制器，141-测温元件，142-温控单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如背景技术中提到的，由于裂解气的原料组成、反应过程和产物都具有特殊性，在高温条件下，管线中会产生焦油、碳粒及聚合物等物质，过滤段很容易出现焦粒、粘稠状液体堵塞。工艺取样阀关闭不及时，以及裂解气本身含有大量焦粒都会造成这种情况的发生。如何快速清除过滤段堵塞物至关重要。目前一般都是采用汽缸活塞清焦器，每隔3-5分钟往复运动一次，清除结焦。现存乙烯裂解炉裂解气取样装置存在清焦装置复杂，维修工作量大，清焦不全面，成本高。

参见图1，本发明提供一种裂解气取样装置，包括冷却换热件11、工艺管道2和工艺关断阀8，所述工艺管道2上开设有样品取样口3，所述冷却交换器的入口通过工艺关断阀8与所述样品取样口3相连，所述冷热交换器的出口分别设有蒸汽入口4和样品出口5，所述蒸汽入口4上设有蒸汽入口阀9，所述样品出口5上设有温控关断阀10。

需要说明的是，此处工艺管道2指的是乙烯裂解炉的高温气体通道，冷热交换器上的蒸汽入口4用于与外部通入蒸汽的装置连接，冷热交换器上的样品出口5用于与分析仪连接。

作为一种可实施方式，所述样品出口5与所述温控关断阀10之间设有氮气入口6，所述氮气入口6上设有氮气入口阀11，所述冷热交换件的入口处设有吹扫排放口7，所述吹扫排放口7上设有吹扫排放阀12。

需要说明的是，氮气入口6用于接入氮气吹扫气源，通入氮气，冷热交换件的入口处设置吹扫排放阀12的位置用于排出氮气。

作为一种可实施方式，裂解气取样装置还包括控制器13，所述控制器13分别与所述蒸汽入口阀9、所述温控关断阀10、所述工艺关断阀8、所述吹扫排放阀12和所述氮气入口阀11电连接。

需要说明的是，蒸汽入口阀9、温控关断阀10、工艺关断阀8、吹扫排放阀12和氮气入口阀11均为电磁阀，控制器13为PLC控制器。

参见图2，作为一种可实施方式，所述样品出口5上还设有温度控制器14，所述温度控制器14包括温控单元142和测温元件141，所述测温元件141与温控单元142的输入端电连接，所述温控单元142的输出端与温控关断阀10电连接。优选的，所述测温元件141为热敏电阻。

需要说明的是，测温元件141可以对样品出口5的温度进行监控，当测温元件141测得样品出口5的温度超过设定温度时，温控关断阀10关断样品出口5。

参见图3，本发明还提供一种清焦方法，包括，

步骤S10：工艺关断阀8和温控关断阀10打开，蒸汽入口阀9、氮气入口阀11和吹扫排放阀12关闭；

步骤S20：关闭温控关断阀10，延时0-1200秒，打开蒸汽入口阀9，延时0-1200秒；

步骤S30：关闭工艺关断阀8延时0-1200秒，后打开工艺关断阀8。

初始状态时，工艺关断阀8和温控关断阀10打开，蒸汽入口阀9、氮气入口阀11和吹扫排放阀12关闭，此时高温气体由工艺管道2上升进入冷却换热器，经表面热交换后高温气体中凝结点高的介质冷凝下来，回流至工艺管道2。高温气体中含有高冷凝点的易结焦的油气混和物，温度降低后，变成固相或粘稠液相物质，粘附在取样管上。

清焦时，继续保持氮气入口阀11和吹扫排放阀12关闭，工艺关断阀8打开；然后关闭温控关断阀10延时一段时间，后打开蒸汽入口阀9后蒸汽进入冷却换热件1，根据实际动作速度，延时一段时间后关闭工艺关断阀8，蒸汽不能通往工艺管道2,运用蒸汽爆破方法进行清焦。根据实际动作速度，延时一段时间打开工艺关断阀8，接通蒸汽通往工艺管道2口，使清理的结焦物回流。

作为一种可实施方式，清焦方法还包括步骤S40：重复执行步骤S30若干次，后关闭蒸汽入口阀9和工艺关断阀8。通过多次蒸汽爆破清焦，使取样装置内无结焦物为止。

作为一种可实施方式，清焦方法还包括步骤S50：延时0-1200秒后打开氮气入口阀11、吹扫排放阀12，延时0-1200秒；关闭氮气入口阀11，延时0-1200秒；关闭吹扫排放阀12。

接通氮气吹扫通道，根据实际动作延时一段时间后关闭氮气入口阀11，切断氮气吹扫气源，再根据实际动作延时一段时间，待水排放干净后关闭氮气吹扫排放出口，完成除水动作流程。

作为一种可实施方式，清焦方法还包括步骤S60：延时0-1200秒后打开工艺关断阀8。接通工艺管道2通往冷却换热件1的通道，恢复冷却换热件1的温度

作为一种可实施方式，清焦方法还包括步骤S70：当测温元件141达到设定温度值时，打开温控关断阀10。此时，温控关断阀10不再受控制器13控制，而是由测温元件141控制。

下面结合具体的实施例对本方法作进一步的详细说明。应理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

实施例1

步骤S10：工艺关断阀8和温控关断阀10打开，蒸汽入口阀9、氮气入口阀11和吹扫排放阀12关闭；

步骤S20：关闭温控关断阀10，延时20秒，打开蒸汽入口阀9，延时60秒；

步骤S30：关闭工艺关断阀8延时10秒，后打开工艺关断阀8；

步骤S40：重复执行步骤S30十次，后关闭蒸汽入口阀9和工艺关断阀8；

S50：延时20秒后打开氮气入口阀11、吹扫排放阀12，延时60秒；关闭氮气入口阀11，延时10秒；关闭吹扫排放阀12；

步骤S60：延时20秒后打开工艺关断阀8；

步骤S70：当测温元件141达到设定温度值时，打开温控关断阀10。

实施例2

步骤S10：工艺关断阀8和温控关断阀10打开，蒸汽入口阀9、氮气入口阀11和吹扫排放阀12关闭；

步骤S20：关闭温控关断阀10，延时600秒，打开蒸汽入口阀9，延时500秒；

步骤S30：关闭工艺关断阀8延时300秒，后打开工艺关断阀8。

步骤S40：重复执行步骤S30四次，后关闭蒸汽入口阀9和工艺关断阀8。

S50：延时600秒后打开氮气入口阀11、吹扫排放阀12，延时500秒；关闭氮气入口阀11，延时300秒；关闭吹扫排放阀12。

步骤S60：延时600秒后打开工艺关断阀8。

步骤S70：当测温元件141达到设定温度值时，打开温控关断阀10。

实施例3

步骤S10：工艺关断阀8和温控关断阀10打开，蒸汽入口阀9、氮气入口阀11和吹扫排放阀12关闭；

步骤S20：关闭温控关断阀10，延时1200秒，打开蒸汽入口阀9，延时800秒；

步骤S30：关闭工艺关断阀8延时600秒，后打开工艺关断阀8。

步骤S40：重复执行步骤S30两次，后关闭蒸汽入口阀9和工艺关断阀8。

S50：延时1200秒后打开氮气入口阀11、吹扫排放阀12，延时800秒；关闭氮气入口阀11，延时600秒；关闭吹扫排放阀12。

步骤S60：延时1200秒后打开工艺关断阀8。

步骤S70：当测温元件141达到设定温度值时，打开温控关断阀10。

实施例4

步骤S10：工艺关断阀8和温控关断阀10打开，蒸汽入口阀9、氮气入口阀11和吹扫排放阀12关闭；

步骤S20：关闭温控关断阀10，延时1000秒，打开蒸汽入口阀9，延时1200秒；

步骤S30：关闭工艺关断阀8延时1200秒，后打开工艺关断阀8。

步骤S40：重复执行步骤S30一次，后关闭蒸汽入口阀9和工艺关断阀8。

S50：延时1000秒后打开氮气入口阀11、吹扫排放阀12，延时1200秒；关闭氮气入口阀11，延时1200秒；关闭吹扫排放阀12。

步骤S60：延时1200秒后打开工艺关断阀8。

步骤S70：当测温元件141达到设定温度值时，打开温控关断阀10。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。