[发明专利]一种对含有乙炔的高温裂解气体进行快速冷却装置及方法

权利要求书

1.一种对含有乙炔的高温裂解气体进行快速冷却装置，其特征在于，该装置是一个具有特定内腔结构的圆柱体，管状高温热裂解反应腔体的出口与冷却器的入口相连，冷却器的入口是一个具有直径为D1的圆柱形腔体，在该腔体的下游是：截面逐渐收缩→直通段→逐渐扩展的通道或截面逐渐收缩→逐渐扩展的通道；其中，截面逐渐收缩→直通段→逐渐扩展的通道为渐缩段、直通段、渐扩段组合结构，渐缩段与渐扩段之间为直段过渡；截面逐渐收缩→逐渐扩展的通道为渐缩段、渐扩段组合结构，渐缩段与渐扩段之间为圆滑过渡；在直径为D1的圆柱形腔体内壁上有一系列的孔道，孔道与外侧的环形冷却介质储存腔体相连，冷却介质入口与冷却介质储存腔体连通。

2.按照权利要求1所述的对含有乙炔的高温裂解气体进行快速冷却装置，其特征在于，孔道的形状是圆柱形或长方体形，其中：圆柱形孔道的直径介于1～15毫米之间；长方体孔道的长宽比大于2/1，宽边的最小尺寸为1～10毫米之间。

3.按照权利要求2所述的对含有乙炔的高温裂解气体进行快速冷却装置，其特征在于，优选的，圆柱形孔道的直径介于5～10毫米之间；长方体孔道宽边的最小尺寸为5～10毫米之间。

4.按照权利要求1所述的对含有乙炔的高温裂解气体进行快速冷却装置，其特征在于，圆柱形腔体的直径D1与热裂解反应腔体的直径D0比为D1/D0＝1～2.5；渐缩段与渐扩段之间过渡部分的直径为D2，渐缩段与渐扩段之间过渡部分直段过渡的长度h3为0.1D2～1D2，D2/D0＝1～1.5。

5.按照权利要求4所述的对含有乙炔的高温裂解气体进行快速冷却装置，其特征在于，优选的，圆柱形腔体的直径D1与热裂解反应腔体的直径D0比D1/D0＝1～1.5，渐缩段与渐扩段之间过渡部分的直径为D2与热裂解反应腔体的直径D0比D2/D0＝1～1.2。

6.按照权利要求4所述的对含有乙炔的高温裂解气体进行快速冷却装置，其特征在于，渐扩段的长度h4为大于0.1D2的任意长度。

7.按照权利要求1所述的对含有乙炔的高温裂解气体进行快速冷却装置，其特征在于，孔道与冷却器的中心线的夹角θ在0°～120°之间，下游的渐缩段的收缩角ɑ和渐扩段的扩展角β分别介于0°～90°和0°～30°之间。

8.按照权利要求7所述的对含有乙炔的高温裂解气体进行快速冷却装置，其特征在于，优选的，孔道与冷却器的中心线的夹角θ在0°～90°之间，下游的渐缩段的收缩角ɑ和渐扩段的扩展角β分别介于5°～45°和5°～15°之间。

9.一种利用权利要求1所述装置对含有乙炔的高温裂解气体进行快速冷却方法，其特征在于，冷却介质通过孔道以喷入冷却器内部，喷入的冷却介质与上游来的高温裂解气体在冷却器内腔中混合，利用高温裂解气体的动能实现冷却介质的快速雾化，通过与高温裂解气体的高效热交换发生汽化吸热，达到快速冷却高温裂解气体。

10.按照权利要求9所述的对含有乙炔的高温裂解气体进行快速冷却方法，其特征在于，冷却介质为循环冷却工艺水，激冷后的冷却水经过凉水塔降温后循环利用。