專利名稱：：蒸餾用換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種換熱器，具體地涉及一種醋酐行業(yè)，用于甲醇羰基合成醋酸的醋酸塔上的蒸餾用換熱器。
背景技術(shù)：
：蒸餾用換熱器是一種能夠交換熱量，同時有氣化空間，能使液體再一次升溫氣化的一種特殊換熱器，一般用在蒸餾蒸發(fā)設(shè)備上。蒸餾用換熱器多與分餾塔合用，多為塔底換熱器，在換熱器中的物料液位和分餾塔中的液位在同一高度。從塔底提供液相進入到換熱器中，在蒸發(fā)過程中，物料在換熱器內(nèi)受熱膨脹甚至氣化，通常在換熱器中有20_25%的液相被氣化，換熱器內(nèi)的一部分氣相被排出，另一部分氣相和液相的混合被送回到分餾塔中，返回塔中的氣、液兩相，氣相向上通過塔盤，而液相會掉落到塔底。由于靜壓差的作用，塔底將會不斷補充被蒸發(fā)掉的那部分液位，液相從塔底再次進到換熱器里，經(jīng)過熱交換沸騰蒸發(fā)，不斷循環(huán)進行，不斷提濃，蒸餾出產(chǎn)品。目前，許多廠家采用的換熱器大都是固定管板換熱器、浮頭換熱器或U型管換熱器，此種結(jié)構(gòu)氣化率較低，換熱器與分餾塔的循環(huán)量較大，分離段的負荷較高，在甲醇羰基合成醋酸技術(shù)上不能被很好的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本發(fā)明創(chuàng)造提供一種氣化率高、換熱效果好，能夠達到提餾物料的純度要求的蒸餾用換熱器。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術(shù)方案是蒸餾用換熱器，由殼程和管程兩部分組成；所述的殼程是殼程上筒體和殼程下筒體通過膨脹節(jié)連為一體，殼程上筒體與上管板連接，殼程下筒體與下管板連接，殼程內(nèi)設(shè)有定距管、換熱管、中心管和折流板，換熱管及中心管穿過折流板，換熱管及中心管兩端分別與上管板和下管板連接，中心管位于上管板和下管板的軸線上，折流板由定距管固定，在殼程下筒體上設(shè)殼程放凈口和蒸汽出口，在殼程上筒體上設(shè)殼程排汽口和蒸汽入口，防沖板置于殼程上筒體內(nèi)，并與蒸汽入口的位置相呼應(yīng)；所述的管程是下管程為下管程筒體一端通過下管程平蓋法蘭與下平蓋連接，另一端通過下管程法蘭與下管板連接，下管程平蓋法蘭與下平蓋之間設(shè)有墊片，下管程法蘭與下管板之間設(shè)有墊片；管程放凈口設(shè)置在下平蓋上，物料入口設(shè)置在下管程筒體上；上管程為上管程筒體一端通過上管程平蓋法蘭與上平蓋連接，另一端通過上管程法蘭與上管板連接，上管程平蓋法蘭與上平蓋之間設(shè)有墊片，上管程法蘭與上管板之間設(shè)有墊片；物料出口設(shè)置在上管程筒體上，不凝氣出口設(shè)在上平蓋上；換熱管及中心管與上管程筒體的內(nèi)腔和下管程筒體的內(nèi)腔相通。本發(fā)明創(chuàng)造中，中心管截面積為換熱管總截面積的5%100%。本發(fā)明創(chuàng)造中，換熱管及中心管與上、下管板的連接采用強度焊加強度脹，強度脹采用液壓脹，液壓脹前應(yīng)進行拉脫力試驗。本發(fā)明創(chuàng)造中，換熱管在殼程內(nèi)的排布是三角形布管、轉(zhuǎn)角三角形布管、正方形布管、轉(zhuǎn)正方形或同心圓布管等。本發(fā)明創(chuàng)造的主要技術(shù)指標如表1。表1蒸餾換熱器主要技術(shù)指標<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發(fā)明創(chuàng)造，殼程設(shè)計壓力較高，達到2.lMPa，介質(zhì)醋酐為中度危害，因此，管程采用了HastelloyC-276，這種合金材料對于不同的化工環(huán)境有優(yōu)越的抗腐蝕能力，特別適合醋酐等強氧化劑。由于本發(fā)明創(chuàng)造溫差較大，超過50°C，經(jīng)實踐，加入膨脹節(jié)。本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果是1、采用本發(fā)明創(chuàng)造的氣化率達到25_30%，提高了氣化率，節(jié)約了能源。2、本發(fā)明創(chuàng)造結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，傳熱效果好，操作安全，總投資費用少，集換熱，分離等多功能于一身。3、其循環(huán)速度可達0.5m/s左右；其總傳熱系數(shù)范圍為5802900w/(m2.K)。4、本發(fā)明創(chuàng)造大大提高了粗產(chǎn)品中醋酐的含量，減少了換熱器的循環(huán)量，降低了分離段的負荷，又可減少工藝控制的苛刻性。5、本發(fā)明創(chuàng)造中，采用強度焊加強度脹，強度脹采用液壓脹，液壓脹前應(yīng)進行拉脫力試驗，防止了中心管部位的焊接開裂的發(fā)生。6、采用本發(fā)明創(chuàng)造，可以達到提餾物料的純度要求。圖1為本發(fā)明創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)示意具體實施例方式如圖1所示，蒸餾用換熱器，由殼程和管程兩部分組成；殼程是殼程上筒體23和殼程下筒體8通過膨脹節(jié)24連為一體，殼程上筒體23與上管板19連接，殼程下筒體8與下管板5連接，殼程內(nèi)設(shè)有若干定距管7、若干換熱管22、中心管25和若干折流板9，換熱管22及中心管25穿過折流板9，換熱管22及中心管25兩端分別與上管板19和下管板5連接，中心管25位于上管板19和下管板5的軸線上，折流板9由定距管7固定，由拉桿10及螺母11將每根定距管7上最上端的折流板9固定，在殼程下筒體8上設(shè)殼程放凈口6和蒸汽出口26，在殼程上筒體23上設(shè)殼程上排汽口12和蒸汽入口20，防沖板21置于殼程上筒體23內(nèi)，并與蒸汽入口20的位置相呼應(yīng)；管程是由下管程和上管程組成；下管程為下管程筒體4一端通過下管程平蓋法蘭3與下平蓋2連接，另一端通過下管程法蘭28與下管板5連接，下管程平蓋法蘭3與下平蓋2之間設(shè)有墊片，下管程法蘭28與下管板5之間設(shè)有墊片27，管程放凈口1設(shè)置在下平蓋2上，物料入口29設(shè)置在下管程筒體4上；上管程為上管程筒體15—端通過上管程平蓋法蘭16與上平蓋17連接，另一端通過上管程法蘭13與上管板19連接，上管程平蓋法蘭16與上平蓋17之間設(shè)有墊片，上管程法蘭13與上管板19之間設(shè)有墊片27，物料出口14設(shè)置在上管程筒體15上，不凝氣出口18設(shè)在上平蓋17上；換熱管22及中心管25與上管程筒體15的內(nèi)腔和下管程筒體4的內(nèi)腔相通。中心管的截面積為所有換熱管總截面積的5%100%。本實施例中，換熱管排布采用三角形布管。換熱管及中心管與上、下管板的焊接采用強度焊加強度脹，強度脹采用液壓脹，液壓脹前應(yīng)進行拉脫力試驗。蒸餾用換熱器所采用的材料上管程平蓋法蘭16、下管程平蓋法蘭3、下平蓋2、上平蓋17、下管程法蘭28、上管程法蘭13、下管板5和上管板19均采用16MnII與HastelloyC-276組成的復(fù)合材料，上管程筒體15、下管程筒體4、中心管25及換熱管22采用HastelloyC-276材料，換熱管應(yīng)符合ASMESB126標準的要求，中心管應(yīng)符合ASMESB619標準的要求，殼程部分除膨脹節(jié)采用0Crl8Ni9夕卜，其余采用碳鋼結(jié)構(gòu)，墊片采用HastelloyC-276+柔性石墨纏繞墊。本發(fā)明創(chuàng)造的工作原理是流體的走向醋酐等溶液由物料入口29進入下管程筒體4內(nèi)，沿換熱管內(nèi)腔上升，進入上管程筒體15內(nèi)，在上升過程中與殼程中的中壓水蒸汽進行熱交換，部分溶液變成氣相，一部分氣相從不凝氣體出口18流出，一部分氣相與液相的混合物從物料出口14流出，還有一部分氣相與液相的混合物經(jīng)過中心管返回下管程筒體4內(nèi)，進行加熱再循環(huán)，再向上流動。殘渣由管程排凈口l排出，中壓蒸汽由蒸汽入口20進入殼程，經(jīng)折流板折流降低溫度后從蒸汽出口26流出。原理殼程內(nèi)腔由換熱管和中心管形成加熱室，當加熱蒸汽(中壓蒸汽)在管間冷凝放熱時，由于換熱管內(nèi)單位體積溶液(醋酐等物料)的受熱面積遠大于中心管內(nèi)溶液(醋酐等物料)的受熱面積，因此，換熱管中溶液(醋酐等物料)的相對氣化率就大于中心管的氣化率，所以換熱管中的氣液混合物的密度遠小于中心管內(nèi)氣液混合物的密度。這樣5造成了氣液混合物在換熱管中向上，在中心管向下的自然循環(huán)流動。氣液混合物的循環(huán)速度與密度差和管長有關(guān)。密度差越大，加熱管越長，循環(huán)速度越大。溶液的循環(huán)流動提高了沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，強化了蒸發(fā)過程。權(quán)利要求蒸餾用換熱器，其特征在于由殼程和管程兩部分組成；所述的殼程是殼程上筒體(23)和殼程下筒體(8)通過膨脹節(jié)(24)連為一體，殼程上筒體(23)與上管板(19)連接，殼程下筒體(8)與下管板(5)連接，殼程內(nèi)設(shè)有定距管(7)、換熱管(22)、中心管(25)和折流板(9)，換熱管(22)及中心管(25)穿過折流板(9)，換熱管(22)及中心管(25)兩端分別與上管板(19)和下管板(5)連接，中心管(25)位于上管板(19)和下管板(5)的軸線上，折流板(9)由定距管(7)固定，在殼程下筒體(8)上設(shè)殼程放凈口(6)和蒸汽出口(26)，在殼程上筒體(23)上設(shè)殼程上排汽口(12)和蒸汽入口(20)，防沖板(21)置于殼程上筒體(23)內(nèi)，并與蒸汽入口(20)的位置相呼應(yīng)；所述的管程是由下管程和上管程組成；下管程為下管程筒體(4)一端通過下管程平蓋法蘭(3)與下平蓋(2)連接，另一端通過下管程法蘭(28)與下管板(5)連接，下管程平蓋法蘭(3)與下平蓋(2)之間設(shè)有墊片，下管程法蘭(28)與下管板(5)之間設(shè)有墊片(27)；管程放凈口(1)設(shè)置在下平蓋(2)上，物料入口(29)設(shè)置在下管程筒體(4)上；上管程為上管程筒體(15)一端通過上管程平蓋法蘭(16)與上平蓋(17)連接，另一端通過上管程法蘭(13)與上管板(19)連接，上管程平蓋法蘭(16)與上平蓋(17)之間設(shè)有墊片，上管程法蘭(13)與上管板(19)之間設(shè)有墊片(27)；物料出口(14)設(shè)置在上管程筒體(15)上，不凝氣出口(18)設(shè)在上平蓋(17)上；換熱管(22)及中心管(25)與上管程筒體(15)的內(nèi)腔和下管程筒體(4)的內(nèi)腔相通。全文摘要本發(fā)明創(chuàng)造涉及蒸餾用換熱器。技術(shù)方案是由殼程和管程兩部分組成；殼程是殼程上筒體和殼程下筒體經(jīng)膨脹節(jié)連為一體，殼程兩端與上、下管板連接，換熱管及中心管穿過折流板，其兩端分別與上、下管板連接，中心管位于上管板和下管板的軸線上，折流板由定距管固定，殼程下筒體上設(shè)殼程放凈口和蒸汽出口，殼程上筒體上設(shè)殼程排汽口和蒸汽入口，防沖板置于殼程上筒體內(nèi)；管程是下管程筒體兩端通過法蘭與下管程平蓋和下管板連接，下管程上設(shè)管程放凈口和物料入口；上管程筒體兩端通過法蘭與上平蓋和上管板連接，上管程上設(shè)物料出口和不凝氣出口；上管程法蘭與上管板之間和下管程法蘭與下管板之間設(shè)有墊片。本發(fā)明創(chuàng)造氣化率高、換熱效果好。文檔編號F28D7/00GK101696859SQ200910187970公開日2010年4月21日申請日期2009年10月20日優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日發(fā)明者丁輝,孟慶海,張以永,張洪軍,張海明,張玉芬,梁顯軍,陳建申請人:沈陽東方鈦業(yè)有限公司;