一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器的制作方法

专利2022-06-29  64


本实用新型涉及化工设备的
技术领域
,具体涉及一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器。
背景技术
:目前鲁姆斯工艺的丙烷脱氢装置脱乙烷塔再沸器采用的是bem固定管板式再沸器,冷侧介质脱乙烷塔塔釜物料走壳层,热侧介质气相丙烯走管层。设计上,热侧介质气相丙烯在管层放热冷凝成液相,同时脱乙烷塔塔釜在壳层内吸热汽化成气相。该再沸器可以将管层气相丙烯从31℃冷凝降温至26.3℃,同时将壳层脱乙烷塔塔釜物料从13.7℃汽化升温至13.9℃。经计算,该再沸器的对数传热温差为14.7℃。若采用常规的bem固定管板式再沸器,此再沸器换热面积将达到2200㎡,管板直径达2.8m,换热管数量达9376根,再沸器重量达116t。再沸器做大了后,将导致投资大,运行时传热温差低导致传热效率低,装置无法满负荷运行,单位产品能耗增加,严重影响装置经济效益。因此,有必要提供一种丙烷脱氢装置脱乙烷塔高效再沸以解决上述技术问题。技术实现要素:本实用新型的主要目的是提供一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,以解决丙烷脱氢装置中脱乙烷塔再沸器的换热效果差的问题。为实现上述目的,本实用新型提出的一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,所述脱乙烷塔高效再沸器包括脱乙烷塔和再沸器,所述再沸器的换热管表面设置有多孔涂覆层,所述脱乙烷塔的底部与所述再沸器的壳程入口通过第一管路连接,所述再沸器的壳程出口通过第二管路与所述脱乙烷塔连接,所述再沸器的外侧连通有热侧介质,所述热侧介质通过第三管路与所述再沸器的管程入口连通,所述再沸器的管程出口通过第四管路与下游设备连接。优选地,所述第一管路上设置有调节阀,所述调节阀用于调节所述脱乙烷塔中的塔釜物料进入到所述再沸器的流量。优选地,所述再沸器换热管表面的多孔涂覆层由多孔金属材料均匀涂覆制成。优选地,所述第一管路、所述第二管路、所述第三管路以及所述第四管路上均设置有温度检测组件。优选地,所述温度检测组件包括温度传感器。优选地,所述再沸器为管式再沸器,所述再沸器包括壳体,所述壳程入口开设于所述壳体的底部,所述壳程出口开设于所述壳体的顶部,所述管程入口开设于所述壳体的下方,所述管程出口开设于所述壳体的上方,所述壳体的腔体内设置有换热管,所述换热管沿所述壳体的轴向方向布置。优选地,所述换热管的数量为多个,多个所述换热管并排设置,且多个所述换热管之间连通设置。优选地,所述再沸器的壳体和所述换热管均由低温碳钢材质制成。优选地,所述壳程入口与所述第一管路、所述壳程出口与所述第二管路、所述管程入口与所述第三管路以及所述管程出口与所述第四管路之间均采用法兰连接。优选地,所述热侧介质为气相丙烯。本实用新型技术方案中,再沸器的换热管表面设置有多孔涂覆层,脱乙烷塔的底部与再沸器的壳程入口通过第一管路连接,再沸器的壳程出口通过第二管路与脱乙烷塔连接,再沸器的外侧连通有热侧介质,热侧介质通过第三管路与再沸器的管程入口连通,再沸器的管程出口通过第四管路与下游设备连接。这样脱乙烷塔中的塔釜物料由第一管道进入到再沸器的壳程中吸热汽化后从壳程出口出去,热侧介质由第三管道进入到再沸器的管程中冷凝后再到下游设备。由于在换热管表面设置有多孔涂覆层,从而使得该再沸器具有较强的阻垢能力,运行时间久了后仍然可以维持其设计效率,并且提高了其换热效果。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中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实用新型的一些实施例,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示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型的丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器的结构示意图。附图标号说明:标号名称标号名称10脱乙烷塔40第二管路20再沸器50第三管路30第一管路60第四管路31调节阀70温度检测组件本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。需要说明,本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。另外,在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。另外,本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。请参照图1所示,在本实用新型一实施例中提出一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,该脱乙烷塔高效再沸器包括脱乙烷塔10和再沸器20,再沸器20的换热管表面设置有多孔涂覆层,脱乙烷塔10的底部与再沸器20的壳程入口通过第一管路30连接,再沸器20的壳程出口通过第二管路40与脱乙烷塔10连接,再沸器20的外侧连通有热侧介质,热侧介质通过第三管路50与再沸器20的管程入口连通,再沸器20的管程出口通过第四管路60与下游设备连接。在该实施例中,脱乙烷塔10的底部与再沸器20的壳程入口通过第一管路30连接,这样脱乙烷塔10中的塔釜物料由第一管道进入到再沸器20的壳程中吸热汽化后从壳程出口出去,热侧介质由第三管道进入到再沸器20的管程中冷凝后再进入到下游设备中。其中,热侧介质优选为气相丙烯。本实用新型采用采用高通量管再沸器20,脱乙烷塔10中的塔釜物料带有多孔表面的壳层,而热侧介质走管层,使用本实施例的结构后,换热面积由2200㎡减少到890㎡,管板直径由2.8m减少到1.8m,换热管数量由9376根减少到1520根,再沸器重量由116t减少到56t。而且该换热管的表面涂覆有多孔涂覆层,从而使得该再沸器20具有较强的阻垢能力,运行时间久了后仍然可以维持其设计效率,从而达到了投资少,使用成本低,换热效果好,运行周期长的效果。如图1所示,第一管路30上设置有调节阀31,调节阀31用于调节脱乙烷塔10中的塔釜物料进入到再沸器20的流量。在优选的实施例中,在第一管路30上设置用于调节塔釜物料流量的调节阀31,在塔釜物料由脱乙烷塔10进入到再沸器20的壳程过程中,实时检测再沸器20的壳程中塔釜物料汽化的进度;当再沸器20的壳程中塔釜物料过多时,手动控制调节阀31,使第一管路30中的塔釜物料流量减小,从而可以实现在不同工况下实现对再沸器20的负荷的调节。其中,多孔涂覆层由多孔金属材料均匀涂覆制成。在优选的实施例中,通过采用粉末冶金等特殊加工方法,在换热管的外表面均匀地覆盖一层具有众多微孔和相互连通隧道的多孔金属薄涂层,形成多孔表面,增加汽化核心数,使沸腾传热得以强化;因而,其传热系数较大,为光管的3~8倍。由于多孔结构较强的毛细作用和较高的再流通率,液体在微孔内受气泡不断膨胀、收缩而持续循环作用,流体在多孔表面循环量为光管的10~15倍,大量的液体循环对换热管的表面起到了清洗作用,具有较强的阻垢能力,从而能够提高该再沸器20的换热效果。如图1所示,第一管路30、第二管路40、第三管路50以及第四管路60上均设置有温度检测组件70。其中,温度检测组件70包括温度传感器。在优选的实施例中,在再沸器20热侧和冷侧进出口都增加了温度检测组件70,可以实时检测第一管路30、第二管路40、第三管路50以及第四管路60中相应的化学物质的温度,通过对比第一管路30和第二管路40之间的温差,第三管路50与第四管路60之间的温差,从而及时发现异常。其中,采用温度传感器检测温度是现有技术中常规的选择,温度传感器具有灵敏度高,检测自动化高的特点,在此不再一一赘述。并且,再沸器20为管式再沸器20,再沸器20包括壳体,壳程入口开设于壳体的底部,壳程出口开设于壳体的顶部,管程入口开设于壳体的下方,管程出口开设于壳体的上方,壳体的腔体内设置有换热管,换热管沿壳体的轴向方向布置。且换热管的数量为多个,多个换热管并排设置,且多个换热管之间连通设置。在优选的实施例中,在壳体的底部开设壳程入口,在壳体的顶部开设壳程出口;在壳体的一侧靠近底部的位置开设管程入口,管程入口与换热管的入口对应设置,在壳体的一侧靠近顶部的位置开设管程出口,管程出口与换热管的出口对应设置,从而能够实现热侧物质和冷侧物质在再沸器20中的热量交换。此外,壳程入口与第一管路30、壳程出口与第二管路40、管程入口与第三管路50以及管程出口与第四管路之间均采用法兰连接,采用法兰连接更方便拆卸。以上仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的
技术领域
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3 
技术特征:

1.一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,其特征在于,所述脱乙烷塔高效再沸器包括脱乙烷塔和再沸器,所述再沸器的换热管表面设置有多孔涂覆层,所述脱乙烷塔的底部与所述再沸器的壳程入口通过第一管路连接,所述再沸器的壳程出口通过第二管路与所述脱乙烷塔连接,所述再沸器的外侧连通有热侧介质,所述热侧介质通过第三管路与所述再沸器的管程入口连通,所述再沸器的管程出口通过第四管路与下游设备连接。

2.如权利要求1所述的一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,其特征在于,所述第一管路上设置有调节阀,所述调节阀用于调节所述脱乙烷塔中的塔釜物料进入到所述再沸器的流量。

3.如权利要求1所述的一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,其特征在于,所述多孔涂覆层由多孔金属材料均匀涂覆制成。

4.如权利要求1所述的一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,其特征在于,所述第一管路、所述第二管路、所述第三管路以及所述第四管路上均设置有温度检测组件。

5.如权利要求4所述的一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,其特征在于,所述温度检测组件包括温度传感器。

6.如权利要求1-5中任一项所述的一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,其特征在于,所述再沸器为管式再沸器,所述再沸器包括壳体,所述壳程入口开设于所述壳体的底部,所述壳程出口开设于所述壳体的顶部,所述管程入口开设于所述壳体的下方,所述管程出口开设于所述壳体的上方,所述壳体的腔体内设置有换热管,所述换热管沿所述壳体的轴向方向布置。

7.如权利要求6所述的一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,其特征在于,所述换热管的数量为多个,多个所述换热管并排设置,且多个所述换热管之间连通设置。

8.如权利要求6所述的一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,其特征在于,所述再沸器的壳体和所述换热管均由不锈钢材质制成。

9.如权利要求1-5中任一项所述的一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,其特征在于,所述壳程入口与所述第一管路、所述壳程出口与所述第二管路、所述管程入口与所述第三管路以及所述管程出口与所述第四管路之间均采用法兰连接。

10.如权利要求1-5中任一项所述的一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,其特征在于,所述热侧介质为气相丙烯。

技术总结
本实用新型公开一种丙烷脱氢装置的脱乙烷塔高效再沸器,其包括脱乙烷塔和再沸器,再沸器的换热管表面设置有多孔涂覆层,脱乙烷塔的底部与再沸器的壳程入口通过第一管路连接,再沸器的壳程出口通过第二管路与脱乙烷塔连接,再沸器的外侧连通有热侧介质,热侧介质通过第三管路与再沸器的管程入口连通,再沸器的管程出口通过第四管路与下游设备连接。本实用新型中脱乙烷塔中的塔釜物料由第一管道进入到再沸器的壳程中吸热汽化后从壳程出口出去,热侧介质由第三管道进入到再沸器的管程中冷凝后再到下游设备。由于在换热管表面设置有多孔涂覆层,从而使得该再沸器具有较强的阻垢能力,运行时间久了后仍然可以维持其设计效率,并且提高了其换热效果。

技术研发人员:李汉初;黄佳龙;陈波
受保护的技术使用者:东莞巨正源科技有限公司
技术研发日:2019.08.12
技术公布日:2020.06.09

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