管內(nèi)降膜式再沸器起草人

王學(xué)生、曹洪海、寧靜、高莉萍、楊良瑾、梁琳、陳琴珠、劉建書、楊湖、周銘、張治軍。

華東理工大學(xué)、中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司、無錫化工裝備股份有限公司、中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院、中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司、中國(guó)石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司。

本文件規(guī)定了管內(nèi)降膜式再沸器（以下簡(jiǎn)稱再沸器）的結(jié)構(gòu)型號(hào)、技術(shù)要求、檢驗(yàn)、標(biāo)志、出廠文件及包裝運(yùn)輸。 本文件適用于石油化工、煤化工、輕工、食品、醫(yī)藥行業(yè)中使用的再沸器。

5.2.1 再沸器設(shè)計(jì)壓力不應(yīng)大于35MPa，設(shè)計(jì)溫度范圍：-70℃~600℃，公稱直徑不大于4000mm。

5.2.2 液體分布盤包括圍堰、分布板及支撐結(jié)構(gòu)。分布板應(yīng)設(shè)置布液孔，且應(yīng)明確孔徑及數(shù)量。

5.2.3 分布板上小孔數(shù)量宜與換熱管數(shù)量相同，或取2倍的換熱管數(shù)量。分布板上的小孔直徑可按下式計(jì)算：

（5-1）

（5-2）

式中：

S —分布板上小孔的總流通面積，單位為平方米（m2）；

Q—分布板上流量，單位為立方米每秒（m3/s）；

g—重力加速度，單位為米每平方秒（m/s2）；

h—分布板上液位高度，單位為米（m）；

d—小孔直徑，單位為毫米（mm）；

n—分布板上小孔的總數(shù)量。

5.2.4 DN≥2500mm的再沸器需設(shè)計(jì)多級(jí)液體分布盤。

5.2.5 布膜器流道形式應(yīng)根據(jù)介質(zhì)物性、換熱管內(nèi)流量進(jìn)行選擇，并通過單管冷模試驗(yàn)確定。

5.2.6 換熱管規(guī)格一般按GB/T 151的規(guī)定，換熱管長(zhǎng)度一般不小于1000mm。

5.2.7 液體分布板厚度一般為6~12mm，分布板應(yīng)平整，平面度公差為2mm，液體靜壓頭為150~200 mm。 2100433B

臥式熱虹吸再沸器是一種典型的水平放置的管殼式換熱器，蒸餾塔內(nèi)液體從再沸器殼側(cè)底部進(jìn)入，向上流過管柬，沸騰發(fā)生在換熱管外表面，汽液混合物自上升管返回蒸餾塔內(nèi)，如圖2所示。

臥式熱虹吸再沸器的流動(dòng)形式類似于釜式再沸器，但其循環(huán)性能良好，汽化分率較低，使得工藝流體結(jié)垢的可能性更小。因?yàn)榕P式熱虹吸再沸器的循環(huán)量比較大，所以通過它的工藝流體，尤其是寬沸程混合物所需溫升比釜式再沸器的低，因此臥式熱虹吸再沸器的局部沸騰溫差和傳熱速率較高。中等黏度的流體在臥式中的沸騰狀態(tài)比在立式中要好，當(dāng)流體黏度小于0.5cP時(shí)，可考慮采用立式熱虹吸；但當(dāng)黏度大于0.5cP時(shí)，則考慮采用臥式熱虹吸再沸器。臥式熱虹吸再沸器清洗方便，傳熱面積較大，但是占地面積也大而且造價(jià)也比較高，出口管線較長(zhǎng)，壓力降較大，不適于低壓和真空操作工況以及結(jié)垢較嚴(yán)重的場(chǎng)合。

再沸器（又稱為重沸器）常用于蒸餾塔底，對(duì)塔底流體加熱使一部分物料汽化返回塔內(nèi)，以提供分餾所需要的熱量。因此，設(shè)計(jì)再沸器時(shí)，必須同蒸餾塔的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來考慮。在石油化工廠中，再沸器多采用管殼式換熱器。

再沸器按循環(huán)方式可分為自然循環(huán)（熱虹吸）和強(qiáng)制循環(huán)兩種；按物料可分為管內(nèi)和管外蒸發(fā)兩種；按結(jié)構(gòu)可分釜式、立式、臥式及內(nèi)置式四種；按蒸發(fā)（汽化）程度可分為一次通過型和循環(huán)型兩種，此外還可按與塔的連接形式分類和按塔釜有無隔板分類。

常用的換熱器設(shè)備系列有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 28712.1—2012（浮頭式冷凝器型式與基本參數(shù)），適用于臥式熱虹吸再沸器；GB/T 28712.4—2012（立式熱虹吸式重沸器型式與基本參數(shù)），適用于立式熱虹吸再沸器；釜式再沸器和降膜蒸發(fā)器需要自行設(shè)計(jì)。

旋流閃蒸布料-薄膜再沸式熱管蒸餾器專利目的

針對(duì)專利背景中相關(guān)技術(shù)中的缺陷，《旋流閃蒸布料-薄膜再沸式熱管蒸餾器》提供了一種蒸發(fā)面膜層較薄、物料受熱時(shí)間短、溫度分布均衡、供熱能力提高、加工能力顯著增加的旋流閃蒸布料-薄膜再沸式熱管蒸餾器。

旋流閃蒸布料-薄膜再沸式熱管蒸餾器技術(shù)方案

《旋流閃蒸布料-薄膜再沸式熱管蒸餾器》所述的旋流閃蒸布料-薄膜再沸式熱管蒸餾器，包括一個(gè)密閉的圓筒，圓筒上端設(shè)有真空接口，圓筒下端設(shè)有蒸餾殘液出口；在圓筒內(nèi)真空接口的下方相間設(shè)有與圓筒內(nèi)徑相配合的兩塊帶孔隔板，兩塊隔板之間設(shè)有填料；在隔板下方的圓筒的側(cè)壁上設(shè)有一個(gè)輕餾分出口；在輕餾分出口下方圓筒的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有一個(gè)開口向上的環(huán)形集液槽，環(huán)形集液槽固定在圓筒內(nèi)側(cè)壁上；在環(huán)形集液槽下方圓筒的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有一個(gè)進(jìn)料噴嘴，進(jìn)料噴嘴設(shè)置的方向是圓筒內(nèi)側(cè)的切線方向；進(jìn)料噴嘴上方和內(nèi)側(cè)設(shè)有一塊環(huán)形擋板，環(huán)形擋板上部的外緣固定在圓筒內(nèi)側(cè)壁上，環(huán)形擋板下端向圓筒內(nèi)側(cè)壁方向傾斜并與圓筒內(nèi)側(cè)壁保留間隙；在環(huán)形擋板下端相間一段距離的圓筒1的外側(cè)設(shè)有環(huán)繞圓筒1的熱管加熱裝置。

旋流閃蒸布料-薄膜再沸式熱管蒸餾器改善效果

（1）采用切線進(jìn)料，氣液容易分離，而且夾帶的液體量較少，避免液態(tài)物料被蒸發(fā)氣體直接帶入輕餾份出口；物料迅速霧化并形成大量微細(xì)的小液滴，大幅度增加了物料的受熱面積，提高了蒸發(fā)效率。

（2）進(jìn)料口采用噴嘴結(jié)構(gòu)，加快了物料的運(yùn)動(dòng)速度，使物料沿蒸餾器內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)向下運(yùn)動(dòng)并呈很薄的膜狀布滿蒸餾器內(nèi)壁；物料流動(dòng)時(shí)容易形成湍流，提高了傳熱效率；物料分布均勻，避免了干壁現(xiàn)象；物料中易結(jié)垢的物質(zhì)因受剪切力作用而不會(huì)聚集，避免在蒸餾器內(nèi)壁產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。

（3）旋流閃蒸布料-薄膜再沸式熱管蒸餾器結(jié)合了閃蒸設(shè)備蒸發(fā)能力大和薄膜蒸發(fā)設(shè)備分離效果好的優(yōu)點(diǎn)，一次蒸餾即可完成原來需要閃蒸設(shè)備和降膜蒸發(fā)設(shè)備才能完成的蒸發(fā)任務(wù)，減少了設(shè)備投資，提高了生產(chǎn)能力。

（4）蒸餾過程中，物料受熱時(shí)間短，受熱均勻、蒸發(fā)速度快，避免了蒸發(fā)面上出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，特別適用于易分解、氧化的熱敏性物料的分離。

（5）蒸餾過程所需熱量由熱管加熱裝置提供，熱管是通過內(nèi)部工質(zhì)狀態(tài)變化（液-汽-液）引起的吸熱和放熱過程實(shí)現(xiàn)傳熱，即利用工質(zhì)的相變傳熱，屬潛熱供熱，熱流密度比顯熱供熱高1~2個(gè)數(shù)量級(jí)，供熱能力增加，溫度均衡、穩(wěn)定，可提高設(shè)備的蒸發(fā)能力1~2倍。