專利名稱：一種新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及低溫液態(tài)烴的加熱氣化領(lǐng)域，特別涉及一種新型結(jié)構(gòu)低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器。
背景技術(shù)：
烴類物質(zhì)(如乙烯等)是石油化學(xué)工業(yè)最重要的基礎(chǔ)原料之一。自上世紀(jì)50年代起，一些石油化學(xué)工業(yè)技術(shù)先進(jìn)的國家相繼發(fā)展烴類裂解技術(shù)，這大大促進(jìn)了合成材料工業(yè)的發(fā)展。目前，利用烴類物質(zhì)所生產(chǎn)的聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯等通用型塑料已遍布日常生活的每個角落。隨著我國石化工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，對烴類物質(zhì)的需求量在持續(xù)增加，國產(chǎn)烴類物質(zhì)已不能滿足生產(chǎn)的需要，因而需要大量進(jìn)口。烴類物質(zhì)的進(jìn)口通常采用常壓低溫槽船的方式，將液態(tài)烴船運回國。例如，常壓下等重量的_104°C液態(tài)乙烯的體積約為常壓下氣態(tài)乙烯的1/490，可見液化后乙烯的體積大大減小，對乙烯的貯運較為有利。液態(tài)烴從船上接卸，在罐區(qū)儲存、加壓及氣化氣化后送出至其用戶使用。低溫的液態(tài)烴要轉(zhuǎn)變成常溫的氣體，必須要提供相應(yīng)的熱量使其氣化，低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器是專門進(jìn)行低溫液態(tài)烴氣化的設(shè)備，其將輸入的低溫液態(tài)烴氣化為氣態(tài)烴輸出，如果采用蒸汽或者熱水直接加熱的換熱器，由于低溫液態(tài)烴的溫度通常遠(yuǎn)低于o°c，如果操作不當(dāng)，容易出現(xiàn)蒸汽或熱水等加熱介質(zhì)的凍結(jié)現(xiàn)象，進(jìn)而引起設(shè)備損壞、可燃物料泄漏等嚴(yán)重后果，因此低溫液態(tài)烴蒸發(fā)氣通常設(shè)計為中間介質(zhì)加熱的結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有技術(shù)采用兩臺串聯(lián)的管殼式換熱器，一個實現(xiàn)低溫液態(tài)烴的蒸發(fā)，另外一個實現(xiàn)蒸發(fā)后的低溫氣態(tài)烴加熱；或者采用兩臺外殼相連通的管殼式換熱器上下疊放布置(如附圖I所示)，下側(cè)的換熱器實現(xiàn)中間加熱介質(zhì)的蒸發(fā)，蒸發(fā)氣通過連通管到達(dá)上側(cè)的換熱器，上側(cè)的換熱器用蒸發(fā)后的中間加熱介質(zhì)對低溫液態(tài)烴進(jìn)行加熱，達(dá)到外輸要求的溫度后輸出蒸發(fā)器，送用戶使用，而中間加熱介質(zhì)蒸汽被冷凝后從連通管中流到下側(cè)的換熱器中，形成循環(huán)。但是，兩種結(jié)構(gòu)實際上都是設(shè)置了兩臺管殼式換熱器，存在需要增加輔助連接管線、設(shè)備尺寸加大、投資增加等技術(shù)缺陷，同時采用連通管或者連接管線，容易造成中間介質(zhì)回流不暢或者不能及時回流等問題，從而引發(fā)蒸發(fā)器工作不穩(wěn)定，氣化后的氣態(tài)烴溫度不穩(wěn)定，不能持續(xù)滿足下游用戶連續(xù)用氣的要求。因此，如何設(shè)計新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，即為本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究方向所在。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的主要目的是提供一種新型結(jié)構(gòu)低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題。為了達(dá)到上述目的，本實用新型公開一種新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，其包括一外殼，其具有上部、中部及下部，所述外殼中裝填有中間加熱介質(zhì)；兩套U型管束，其分別設(shè)置于 所述外殼的上部及下部，所述外殼的下部U型管束用來通過加熱介質(zhì)，其具有一加熱蒸汽入口及一冷凝液出口，所述外殼的上部U型管束用來通過低溫液態(tài)烴，其具有一低溫液態(tài)烴入口及一氣態(tài)烴出口。較佳的實施方式中，所述上下部U型管束的抽出方向采用上下不同側(cè)。較佳的實施方式中，所述上下部U型管束的抽出方向采用同一側(cè)。較佳的實施方式中，所述的上側(cè)U型管束為多個U型換熱管組成，所示多個U型換熱管采用三角形排列結(jié)構(gòu)。較佳的實施方式中，所述的低溫液態(tài)烴入口及所述的氣態(tài)烴出口之間采用隔板分開。較佳的實施方式中，所述加熱蒸汽入口與所述的冷凝液出口之間采用隔板分開。較佳的實施方式中，所述的外殼底部具有一組兩個支撐支座，其中一個支撐支座為固定結(jié)構(gòu)，另一個為滑動結(jié)構(gòu)。較佳的實施方式中，所述的外殼采用的材料為不銹鋼或者低溫碳鋼。較佳的實施方式中，所述的中間加熱介質(zhì)為丁烷或者乙二醇水溶液。較佳的實施方式中,所述外殼的下部U型管束用來通過的加熱介質(zhì)為蒸汽。本實用新型在運行過程中，蒸發(fā)器運行穩(wěn)定，氣態(tài)乙烯輸出溫度穩(wěn)定、殼側(cè)的中間加熱介質(zhì)壓力不波動、液位恒定，沒有中間加熱介質(zhì)損失，實際效果良好，達(dá)到了預(yù)期目的，同時實現(xiàn)低溫液態(tài)烴在同一臺設(shè)備中實現(xiàn)氣化和過熱，結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備投資低、保證低溫液態(tài)烴完全氣化和過熱，滿足用戶要求。

圖I為本現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器示意圖；圖3為本實用新型U型管束的抽出方向一實施例示意圖；圖4為本實用新型U型管束的抽出方向另一實施例示意圖；圖5為本實用新型低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器一實施例示意圖；圖6為本實用新型低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器另一實施例示意圖；圖7為本實用新型低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器再一實施例示意圖；圖8A、8B分別為本實用新型低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器上下U型管束管板示意圖。附圖標(biāo)記說明1_外殼；21_上部U型管束；211_低溫液態(tài)烴入口 ；212_氣態(tài)烴出口 ；22_下部U型管束；221-介質(zhì)入口 ；222_冷凝液出口 ；23_中間加熱介質(zhì)；24、25_隔板；26,27-支撐支座。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細(xì)的說明。如圖2所示，為本實用新型低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器示意圖；本實用新型公開一種低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，其包括一外殼1，其具有上部、中部及下部，所述外殼I內(nèi)設(shè)有兩套U型管束21、22 ;所述兩套U型管束21、22設(shè)置于所述外殼I的上部及下部，所述外殼I的下部U型管束22用來通過加熱介質(zhì)，例如蒸汽，其具有一介質(zhì)入口 221及一冷凝液出口 222，所述外殼的上部U型管束21用來通過低溫液態(tài)烴，并使其被加熱氣化，其具有一低溫液態(tài)烴入口 211及一氣態(tài)烴出口 212。所述的外殼I中裝填有中間加熱介質(zhì)23，如丁烷或者乙二醇水溶液。由于上下部分的兩個管束21、22安裝在同一個外殼I中，因此中間介質(zhì)的蒸發(fā)和冷凝自由通暢、效率高，完全可以在一臺設(shè)備中實現(xiàn)，并且非?？煽?，所述的外殼I采用的材料為不銹鋼或者低溫碳鋼。如圖3、4所示，為本實用新型U型管束的抽出方向一實施例及另一實施例示意圖；本實用新型的上下部U型管束21、22的抽出方向采用上下不同側(cè)，上下不同側(cè)的方式可以是上部的U型管束21可以從右側(cè)抽出，而下部的U型管束22則可以從左側(cè)抽出(參閱圖3);也可以是上部的U型管束21可以從左側(cè)抽出，而下部的U型管束22則可以從右側(cè)抽出(參閱圖4)。這樣可以有效避開U型管束在外殼上集中開口引起的應(yīng)力問題，從而進(jìn)一步縮小外殼的尺寸、降低設(shè)備投資。本實用新型的上下部U型管束21、22的抽出方向可采用同一側(cè)，即上下部U型管束21、22的抽出側(cè)全部設(shè)置在一側(cè)即可，可以在左側(cè)，也可以在右側(cè)(圖未示)，依據(jù)設(shè)備現(xiàn)場的安裝地點而異；抽出方向設(shè)置在一側(cè)的實施例中，外殼I的另一側(cè)就是一個簡單的臥式圓柱形設(shè)備的封頭機(jī)構(gòu)，與所提供的兩側(cè)抽出結(jié)構(gòu)不一樣。這樣的方式有利于節(jié)省設(shè)備檢修的空間，適合氣化能力較小的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器。本實用新型的所述的上側(cè)U型管束可采用多個，多個U型管束采用三角形排列結(jié)構(gòu)，即傳熱管之間排列的縱向截面為一個60度的等邊三角形。如圖5所示，為本實用新型低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器一實施例示意圖；本實用新型的所述的低溫液態(tài)烴入口 211及所述的氣態(tài)烴出口 212之間采用隔板24分開。由于液態(tài)烴和氣態(tài)烴都是從U型管的一側(cè)進(jìn)入的，所以中間必須要用隔板24分開，保證液態(tài)烴從U型管與管板相連的一側(cè)進(jìn)入，并到達(dá)與管板相連的另一側(cè)的氣態(tài)烴出口，形成一個U型，并實現(xiàn)傳熱；如果沒有隔板，將造成液態(tài)烴直接進(jìn)入氣態(tài)烴的出口，不能實現(xiàn)傳熱。如圖6所示，為本實用新型低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器另一實施例示意圖；所述加熱蒸汽A 口 221與所述的冷凝液出口 222之間也采用隔板25分開。由于加熱蒸汽和冷凝液出口都是從U型管的一側(cè)進(jìn)入的，所以中間必須要用隔板25分開，保證加熱蒸汽從U型管與管板相連的一側(cè)進(jìn)入，并到達(dá)與管板相連的另一側(cè)的冷凝液出口出口，形成一個U型，并實現(xiàn)傳熱；如果沒有隔板，將造成液態(tài)烴直接進(jìn)入氣態(tài)烴的出口，不能實現(xiàn)傳熱。如圖7所示，為本實用新型低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器再一實施例示意圖；所述的外殼I底部具有一組兩個支撐支座26、27，所述的支撐支座一個為固定結(jié)構(gòu)，另一個為滑動結(jié)構(gòu)。本實用新型中采用了一個的與地腳螺栓連接的開孔為圓形，連接后就形成了固定的結(jié)構(gòu)；而另外一個的連接孔采用橢圓型開孔(沿著設(shè)備長度方向)，這樣設(shè)備溫度變化時，沿其長度方向收縮時，地腳螺栓就可以在此橢圓孔中移動，從而形成設(shè)備的一定移動量，避免設(shè)備變形導(dǎo)致的地腳螺栓損壞。如圖8A、8B所示，分別為本實用新型低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器上下U型管束管板的示意圖；所述的上下U型管束開口的兩端與其上下管板焊接在一起，上部低溫液態(tài)烴U型管束與管板的排列方式為等邊三角形，下部的加熱蒸汽U型管束與其管板的排列方式為矩形；這種排列方式保證中間加熱介質(zhì)之間充分接觸，形成良好的傳熱效果，確保外殼內(nèi)底部的液態(tài)中間加熱介質(zhì)及時蒸發(fā)上升，而外殼上部的氣態(tài)中間加熱介質(zhì)與低溫液態(tài)烴換熱并及時被冷凝回流至外殼底部，形成循環(huán)，從而實現(xiàn)外殼下部U型內(nèi)的蒸汽的熱量傳遞至外殼上部的U型管束內(nèi)的低溫液態(tài)烴，并使其氣化。本實用新型在使用時，加熱蒸汽由蒸發(fā)器下部的管束的上側(cè)進(jìn)入，蒸汽通過U型管束流動，釋放熱量，將外殼中的中間介質(zhì)氣化，蒸汽被冷凝成為凝液，并從管束的下部出口離開外殼，進(jìn)入凝液收集系統(tǒng)；而被蒸汽加熱的中間介質(zhì)從外殼的下部上升至上部，加熱氣化位于上部的管束中的低溫液態(tài)烴氣態(tài)，達(dá)到外輸溫度的要求后，離開外殼，進(jìn)入氣態(tài)烴輸出系統(tǒng)，作為產(chǎn)品外輸；低溫液態(tài)烴從上部的U型管束的下側(cè)進(jìn)入外殼，被加熱氣化后從U型管束的上部離開外殼；中間介質(zhì)被低溫液態(tài)烴冷卻后形成凝液，并自行流向外殼下部，形成一個氣化和冷凝的循環(huán)，不斷重復(fù)上述過程，即可實現(xiàn)低溫液態(tài)烴的連續(xù)氣化，滿足下游用戶的要求。綜上所述，本實用新型在運行過程中，蒸發(fā)器運行穩(wěn)定，氣態(tài)乙烯輸出溫度穩(wěn)定、殼側(cè)的中間加熱介質(zhì)壓力不波動、液位恒定，沒有中間加熱介質(zhì)損失，實際效果良好，達(dá)到了預(yù)期目的，同時實現(xiàn)低溫液態(tài)烴在同一臺設(shè)備中實現(xiàn)氣化和過熱，結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備投資低、保證低溫液態(tài)烴完全氣化和過熱，滿足用戶要求。以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化，或等效，但都將落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，其特征在于，其包括 一外殼，其具有上部、中部及下部，所述外殼中裝填有中間加熱介質(zhì)； 兩套U型管束，其分別設(shè)置于所述外殼的上部及下部，所述外殼的下部U型管束用來通過加熱介質(zhì)，其具有一加熱蒸汽入口及一冷凝液出口，所述外殼的上部U型管束用來通過低溫液態(tài)烴，其具有一低溫液態(tài)烴入口及一氣態(tài)烴出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，其特征在于，所述上下部U型管束的抽出方向采用上下不同側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，其特征在于，所述上下部U型管束的抽出方向采用同一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，其特征在于，所述的上側(cè)U型管束為多個U型換熱管組成，所示多個U型換熱管采用三角形排列結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，其特征在于，所述的低溫液態(tài)烴入口及所述的氣態(tài)烴出口之間采用隔板分開。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，其特征在于，所述加熱蒸汽入口與所述的冷凝液出口之間采用隔板分開。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，其特征在于，所述的外殼底部具有一組兩個支撐支座，其中一個支撐支座為固定結(jié)構(gòu)，另一個為滑動結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，其特征在于，所述的外殼采用的材料為不銹鋼或者低溫碳鋼。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，其特征在于，所述的中間加熱介質(zhì)為丁烷或者乙二醇水溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，其特征在于，所述外殼的下部U型管束用來通過的加熱介質(zhì)為蒸汽。
專利摘要本實用新型公開一種新型結(jié)構(gòu)的低溫液態(tài)烴蒸發(fā)器，其包括一外殼，其具有上部、中部及下部，所述外殼中裝填有中間加熱介質(zhì)；兩套U型管束，其分別設(shè)置于所述外殼的上部及下部，所述外殼的下部U型管束用來通過加熱介質(zhì)，其具有一加熱蒸汽入口及一冷凝液出口，所述外殼的上部U型管束用來通過低溫液態(tài)烴，其具有一低溫液態(tài)烴入口及一氣態(tài)烴出口。本實用新型可實現(xiàn)低溫液態(tài)烴在同一臺設(shè)備中實現(xiàn)氣化和過熱，結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備投資低、保證低溫液態(tài)烴完全氣化和過熱，滿足用戶要求。
文檔編號F17C7/04GK202361071SQ201120500748
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月5日
發(fā)明者劉博 , 史慧娟, 周偉, 宋媛玲, 朱為明, 王紅, 白改玲, 謝昍, 趙敏 申請人:中國寰球工程公司