一种反应器出口激冷装置及激冷方法技术领域
本发明涉及到化工设备，具体指一种反应器出口激冷装置及激冷方法。
背景技术
在化工领域中，很多化学反应过程需要在特定的高温环境下进行，比如高温热解
反应。由于高温反应器反应温度高，若不能对反应产物进行快速、有效地降温，一方面会因
为目标产物发生二次反应，收率降低，影响经济效益；另一方面，用于配合反应器使用的后
续分离加工流程中的生产设备，例如：高温反应器的出口管道、阀门、仪表以及后续的分离
设备等因为反应器出口温度高而要求具有相当强的耐高温性能，从而提高对管道、仪表、阀
门以及设备的材料及制造要求，增加了装置投资。
现有技术中的高温反应产物的冷却通常以间接换热的方式存在，一般在反应器内
部设置换热管或者在反应器外部设置换热器，通过与冷却水的间接换热对高温产物进行冷
却；这种冷却方式存在不能实现快速冷却，能耗高等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能快速降低出口物
料温度且控温精确度高的反应器出口激冷装置。
本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种能快速降低
出口物料温度且控温精确度高的反应器出口物料激冷方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该反应器出口激冷装置，包括激
冷室，其特征在于所述激冷室设置在反应器外，所述激冷室的第一入口连接所述反应器的
物料出口，所述激冷室的第二入口上设有喷嘴，所述喷嘴通过连接管道连接激冷液缓冲罐，
所述激冷室的出口连接物料分离装置；
所述物料分离装置的顶部出口连接轻组分管道，底部出口连接重组分管道。
为方便激冷液缓冲罐内液位和压力控制，可以在所述激冷液缓冲罐连接有放空管
道、氮气加压管道和补水管道；
所述放空管道上设有放空阀；
所述氮气管道上设有控制阀；
所述补水管道上设有补液阀。
进一步地，所述激冷液缓冲罐内设有液位传感器和压力传感器；
所述液位传感器、压力传感器以及放空阀、控制阀和补液阀均连接DSC控制系统。
通过DSC系统自动控制，控制精度高。
还可以在所述连接管道上设有流量传感器、温度传感器和流量阀；所述流量传感
器和流量阀均连接所述DSC控制系统。
所述轻组分管道和所述连接管道之间设有压差传感器和温度传感器，所述压差传
感器和所述温度传感器均连接所述DSC控制系统。
通过检测轻组分管道上的温度和压力来控制激冷液的流量以及激冷液缓冲罐内
压力，控制精度高。
上述各方案中，所述喷嘴可以有多种结构，较好的，所述喷嘴可以包括本体，所述
本体的中部设有连通所述连接管道的激冷液通道，所述激冷液通道的出口连通所述激冷
室；
所述本体内还设有封闭的气体通道，所述气体通道位于所述激冷液通道的外侧，
所述本体上设有连通所述气体通道的气体管道，所述气体管道连接惰性气体源；所述气体
通道上均布有多个喷孔，各所述喷孔对向所述激冷液通道的出口。该结构能够充分雾化激
冷液，保证激冷效果。
所述激冷液通道的出口优选为内小外大的喇叭口；所述气体通道为环状结构，各
所述喷孔设置在所述喇叭口的壁上。该结构雾化效果更好。
所述本体上设有用于连接所述激冷室的连接法兰。
为进一步提高雾化效果，各所述喷孔的轴线与所述激冷液通道的轴线之间的夹角
可以为15°～75°。
使用上述反应器出口激冷装置的激冷方法，其特征在于包括下述步骤：
在装置开启后，高温出口物料从反应器进入所述激冷室内，所述激冷液缓冲罐内
的激冷液经由所述连接管道从所述喷嘴喷入到所述激冷室内，与所述高温出口物料混合，
降低高温出口物料的温度；
降温后的物料进入所述物料分离装置，分离后的轻组分从所述轻组分管道排至下
游，分离得到的重组分从所述重组分管道排至下游；
装置运行过程中：
1)激冷液液位控制
所述液位传感器监测所述激冷液缓冲罐内的液位并将数据传到DSC系统，DSC系统
与设定液位值进行比较；当液位低于设定液位值时，DSC控制系统打开所述补液阀向所述激
冷液缓冲罐内补充激冷液，直至达到设定液位，所述补液阀关闭；
2)激冷液缓冲罐压力控制
所述压力传感器将监测到的所述激冷液缓冲罐内的压力传导到DSC控制系统，与
设定压力进行对比；当所述激冷液缓冲罐内压力大于或小于设定值时，DSC控制系统通过控
制所述放空阀和所述控制阀的开度，来维持所述激冷液缓冲罐内的压力在设定范围；
3)激冷液流量控制
根据所述温度传感器的监测数据，当所述轻组分管线内的物料温度高于或低于设
定值时，所述DSC控制系统相应调节所述流量阀的开度，从而增大或减小激冷液的流量；
4)喷嘴压差控制
根据所述压力传感器的监测数据，所述DSC控制系统调节所述激冷液缓冲罐内的
压力，从而所述喷嘴保持在设定压差下工作。
与现有技术相比，本发明所提供的反应器出口激冷装置及激冷方法能快速、精确
地降低出口物料温度，从而降低下游设备的材质要求，节省投资运行成本，且可操作性与可
实施性强，工艺流程简单，控制方案合理。
附图说明
图1为本发明实施例示意图；
图2为本发明实施例中喷嘴的纵向剖视图；
图3为本图2中A部分的局部放大图；
图4为图3的仰视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图4所示，该反应器出口激冷装置包括：
激冷室2，设置在反应器1外，用于对反应器1的高温出口物料进行激冷，以满足下
游的要求；激冷室2的第一入口连接反应器1的物料出口，激冷室2的第二入口内设有喷嘴4，
喷嘴4通过连接管道6连接激冷液缓冲罐3，激冷室2的出口连接物料分离装置5。
激冷液缓冲罐3，用于盛放冷却反应器出口物料的激冷液；激冷液缓冲罐3上连接
有放空管道31、氮气加压管道32和补水管道33；其中放空管道31上设有放空阀34；氮气管道
32上设有控制阀35；补水管道33上设有补液阀36；激冷液缓冲罐3内还设有液位传感器37和
压力传感器38；
上述液位传感器37、压力传感器38以及放空阀34、控制阀35和补液阀36均连接DSC
控制系统。
喷嘴4，用于对激冷液进行气化并快速、均匀地喷入到出口反应物料中；包括本体
41，本体41的中部设有连通连接管道6的激冷液通道42，激冷液通道42的出口连通激冷室2；
激冷液通道42的出口为内小外大的喇叭口。
本体41内在激冷液通道42的外侧还设有封闭的环状气体通道43，激冷液通道42的
喇叭口的壁上均布有多个连通气体通道43和激冷液通道42喷孔45，各喷孔45对向所述激冷
液通道42的出口，并且各喷孔45的轴线与激冷液通道42的轴线之间的夹角α为60°；本体41
上还设有连通气体通道43的气体管道44，气体管道44连接惰性气体源；本体41上还设有用
于连接激冷室2的连接法兰46。
物料分离装置5，用于对激冷后的混合物料进行分离，分离出轻组分和重组分，其
顶部出口连接轻组分管道51，底部出口连接重组分管道52。轻组分管道51和连接管道6之间
设有压差传感器64，压差传感器64连接所述DSC控制系统。
连接管道6，连接喷嘴4和激冷液缓冲罐3，用于向激冷室2内输送激冷液；连接管道
6上设有流量传感器61和流量阀63，连接管道6和轻组分管道51之间还设有温度传感器62；
流量传感器61、温度传感器62和流量阀63均连接DSC控制系统。
以煤加氢反应装置为例，说明本发明的工作原理。
煤加氢反应器出口物料为高温气体，主要组成为轻油、重油、焦灰、合成气等，出口
物料温度为800～1000℃，压力为3.0～5.0MPaG；采用温度为20～40℃、压力为4.5～
5.5MPaG的水作为激冷液，激冷液还可以选用与出口物料组成相近似的轻油；激冷液压力可
根据反应出口物料作相应调整，激冷液流量控制在500～1500kg/h；气体管道44内通入20～
40℃、5～6MPaG、10～30m3/h的氮气；轻组分管线51内的物料温度控制在480～550℃；所述
喷嘴4的进出口压差控制在0.5～2.0MPaG。
1)激冷液液位控制
根据液位传感器37的监测数据，DSC系统与设定液位值进行比较；当液位低于设定
液位值时，DSC控制系统打开所述补液阀36向所述激冷液缓冲罐3内补充激冷液，直至达到
设定液位，所述补液阀36关闭；
2)激冷液缓冲罐压力控制
DSC控制系统将压力传感器38的监测数据与设定压力进行对比；当激冷液缓冲罐3
内压力大于或小于设定值0.2～0.5MPaG时，DSC控制系统通过控制所述放空阀34和控制阀
35的开度，来维持所述激冷液缓冲罐内的压力在设定范围；
3)激冷液流量控制
根据温度传感器62的监测数据，当轻组分管线51内的物料温度高于或低于设定值
时，所述DSC控制系统相应调节所述流量阀63的开度，从而增大或减小激冷液的流量；
4)喷嘴压差控制
DSC控制系统将压力传感器64的监测数据与设定值进行对比，当喷嘴进出口压差
超过0.5～2.0MPaG范围时，DSC控制系统调节激冷液缓冲罐3内的压力，从而保证喷嘴4在
0.5～2.0MPaG压差范围内工作，以保证良好的雾化效果。