CN115523774A - 一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统 - Google Patents

Abstract

一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统，包括具有第一冷、热介质通道的第一换热器、具有第二冷、热介质通道的第二换热器、具有第三冷、热介质通道的第三换热器、空冷器，第一冷介质通道具有供氢气或者供原料油和氢气的混合料进入的第一冷介质入口以及第一冷介质出口；第二冷介质通道具有供低分油或汽提塔底液进入的第二冷介质入口以及第二冷介质出口；第三冷介质通道具有供水进入的第三冷介质入口以及第三冷介质出口；第一、第二、第三热介质通道依次相连通，空冷器的入口与第三换热器的第三热介质出口相连通，出口用于连接至加氢装置之冷高压分离罐的入口。与现有技术相比，本申请能进一步利用热高分气的热量，降低对空冷器的散热要求。

Description

一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统

技术领域

本发明属于热交换技术领域，具体涉及一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统。

背景技术

现有的加氢装置如申请号为CN202110477804.0的发明专利申请《采用多股流缠绕管式换热器的加氢换热系统及换热工艺》(申请公开号为CN113063309A)、申请号为CN202110477849.8的发明专利申请《采用多股流缠绕管式换热器的加氢换热系统及换热工艺》(申请公开号为CN113091498A)公开的方案，从热高压分离罐输出的热高分气一般与低分油、原料油与氢气的混合料换热后，输入空冷器进行散热冷却。传统工艺流程中，换热后的热高分气往往需要大量的空冷器才能满足工艺散热要求，增加了空冷器的设备投资、钢铁消耗及其运行过程中的能耗，增加了空冷器的泄漏风险；同时还造成了热高分气中一部分热量的浪费损失。

同时，空冷器按冷却方式不同一般分为干式空冷器和湿式空冷器，干式空冷器依靠风机连续送风来实现冷却，其存在阻力降大且设备尺寸大、需多台并联操作，从而会占据较大空间的缺陷，同时干式空冷器的换热效果不理想，金属等能源消耗大，配管复杂。湿式空冷器借助于冷却液(一般为水)的喷淋或雾化强化换热，其换热效果优于干式空冷器，但所承受的压力及大型化上受限，很难在加氢及加氢裂化等高压领域应用；加上高压的热高分气存在一定的腐蚀性，湿式空冷器中为防止铵盐腐蚀，通常采用价格昂贵的镍基合金材质，造价高。同时，湿式空冷器多为顶部喷水，存在喷水不均匀、喷水量大且未实现换热管的有效全蒸发，从而导致换热效率不高、且水量消耗大。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统，以进一步利用热高分气的热量，从而降低对空冷器的散热要求。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统，以降低泄漏的风险。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统，以提高空冷器的换热效果。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统，其特征在于包括有：

第一换热器，具有第一热介质通道和第一冷介质通道，所述第一热介质通道具有供加氢装置之热高压分离罐输出的热高分气输入的第一热介质入口以及供换热后的热高分气输出的第一热介质出口，所述第一冷介质通道具有供氢气或者供原料油和氢气的混合料进入的第一冷介质入口以及供换热后的氢气或混合料输出的第一冷介质出口；

第二换热器，具有第二热介质通道和第二冷介质通道，所述第二热介质通道具有第二热介质入口和第二热介质出口，所述第二热介质入口与上述第一换热器之第一热介质出口相连通；所述第二冷介质通道具有供低分油或汽提塔底液进入的第二冷介质入口以及供换热后的低分油或汽提塔底液输出的第二冷介质出口；

第三换热器，具有第三热介质通道和第三冷介质通道，所述第三热介质通道具有第三热介质入口和第三热介质出口，所述第三热介质入口与上述第二换热器的第二热介质出口相连通，所述第三冷介质通道具有供水进入的第三冷介质入口以及供换热后的水输出的第三冷介质出口；

空冷器，其入口与上述第三换热器的第三热介质出口相连通，其出口用于连接至加氢装置之冷高压分离罐的入口。

本申请中的“氢气”可为从加氢装置输出的循环氢(循环氢中可能带有杂质)，或者是直接从外部接入的氢气。

在上述方案中，进入第三换热器之第三冷介质入口的水可为低压水或高压水，为进一步解决上述第二个技术问题，优选地，所述第三换热器之第三冷介质入口连接有用于输送高压水的高压水管线，所述第三换热器之第三热介质出口与空冷器的入口之间通过第三管线相连通；

还包括有第四换热器，具有第四热介质通道和第四冷介质通道，所述第四热介质通道具有第四热介质入口和第四热介质出口，所述第四热介质入口与上述第三换热器之第三冷介质出口相连通，所述第四热介质出口和上述的第三管线相连通；所述第四冷介质通道具有供低压水输入的第四冷介质入口以及供换热后的低压水输出的第四冷介质出口。如此，高压水与第三热介质通道内的热高分气换热能使得第三换热器内压力平衡，降低因压力失衡、热高分气泄漏至水中而污染水的风险。且第四换热器的设置能实现加热低压水，加热后的低压水能用于家庭供热等；且第四换热器内即使高压水泄漏至低压水，因两者的介质一致均为水，故而也不存在污染的问题。

优选地，所述第二换热器之第二热介质出口与第三换热器之第三热介质入口之间通过第二管线相连通，且第二管线与上述高压水管线之间通过第一旁路管线相连通。

同样优选地，所述第二换热器之第二热介质出口与第三换热器之第三热介质入口之间通过第二管线相连通，所述第四换热器之第四热介质出口与上述第三管线之间通过第四管线相连通，且所述第四管线与第二管线之间通过第二旁路管线相连通。

在上述方案中，各换热器可为普通的列管式换热器，优选地，所述第一、第二、第三、第四换热器均为缠绕管式换热器，且第一、第二、第三换热器的管程为热介质通道，壳程为冷介质通道；第四换热器的管程为上述第四冷介质通道，壳程为上述第四热介质通道。

优选地，所述第一、第二、第三换热器组合成为一台具有一个管程以及三个壳程的多股流缠绕管式换热器，且所述第一换热器的第一热介质通道、第二换热器的第二热介质通道、第三换热器的第三热介质通道依次相连通并作为上述多股流缠绕管式换热器的管程，且第一热介质通道的第一热介质入口作为管程入口，第三热介质通道的第三热介质出口作为管程出口；

将多股流缠绕管式换热器的三个壳程分别记为第一壳程、第二壳程、第三壳程，所述第一换热器的第一冷介质通道作为多股流缠绕管式换热器的第一壳程，所述第二换热器的第二冷介质通道作为多股流缠绕管式换热器的第二壳程，所述第三换热器的第三冷介质通道作为上述多股流缠绕管式换热器的第三壳程，所述第一壳程、第二壳程、第三壳程沿管程入口至管程出口的方向依次布置。

优选地，所述第四换热器为具有单管程和单壳程的单股流缠绕管式换热器，且单管程为上述的热介质通道，单壳程为上述的冷介质通道。

优选地，所述第一换热器之第一热介质出口与第二换热器之第二热介质入口之间通过第一管线相连通，且所述第一管线上连通有第一注水管线；

所述第一换热器之第一热介质入口连接有用于输送热高分气的热高分气管线，且该热高分气管线上连通有第二注水管线。

为进一步解决上述第三个技术问题，优选地，所述空冷器包括有：

壳程筒体，竖向设置，其两个端部分别具有进风口、出风口；

两个管板，分别一上一下设于所述壳程筒体的侧壁上；

两个管箱，分别设于各自对应的管板上；

中心筒，竖向设于所述壳程筒体内；

多根换热管，沿轴向设于所述壳程筒体内，且由内而外螺旋缠绕在所述中心筒的外周而成多层螺旋管，所述换热管的两端分别支撑于各自对应的管板上并与对应的管箱相连通；

多根喷淋管，沿轴向设于所述壳程筒体内，且沿着换热管的螺旋方向缠绕在各层螺旋管中，各喷淋管下端的管口为进液口，各喷淋管上端的管口为开口朝下的出液口，且出液口位于所述螺旋管上方，并沿着壳程筒体的周向间隔布置；同时，各所述喷淋管的管壁上均设有多个喷淋孔，所述喷淋孔与相邻的换热管的管壁相对。

如此，当空冷器工作时，喷淋管内部通冷却液，冷却液从进液口进入喷淋管内，部分冷却液通过喷淋孔喷至相邻的换热管，部分冷却液从出液口向下喷出，实现对换热管内高温热介质的换热，且周向间隔布置的出液口能保证均匀喷水，且喷水量稳定，进而能有效提高换热效率。

优选地，各喷淋管上端的管口连接有能向下喷水的喷头。

在上述方案中，优选地，所述壳程筒体的底部设有集水箱，所述喷淋管的进液口通过水泵与集水箱相连通。

进一步地，所述进风口位于壳程筒体的下端部、所述出风口位于壳程筒体的上端部。

为提高集水箱内水的利用率，优选地，还包括有集水器，设于所述壳程筒体内并位于上述喷淋管之出液口的上方，且该集水器具有供气流向上通过、并能收集气流中水分的通道。如此能降低水的消耗。

较优选地，所述集水器包括有多个竖向设置并相连接的集水板，多个集水板沿水平方向间隔排列，相邻两个集水板的板面之间形成上述通道，同时，各集水板的板面上凸设有向上延伸的唇片，所述唇片与集水板的板面之间形成开口朝上并用于收集该唇片之上的板面上积存水分的集水沟。

为了能较好地回收集水沟内的水，进一步地，所述集水器还包括有位于集水器的中央并沿集水板的排列方向延伸而贯穿集水板的集水槽，所述集水沟沿集水板的板面由外至内向集水槽延伸并与集水槽相连通；

所述集水器套设在上述中心筒的外周，且集水槽供中心筒穿过，所述中心筒的内部中空，且其下端口与上述集水箱相连通，中心筒之与集水槽相对的筒壁上设有与集水槽相连通的入水口。

为了能保证气水分离效果的同时，还不影响空冷器的换热，优选地，相邻两个集水板之间的间隔距离为：20～50mm。

为了能较好地收集集水沟内的水，同样优选地，所述集水器包括有多个竖向设置并相连接的集水板，多个集水板沿周向间隔排列在中心筒的外围，相邻两个集水板的板面之间形成上述通道，各集水板的板面上凸设有向上延伸的唇片，所述唇片与集水板的板面之间形成开口朝上并用于收集气流中水分的集水沟，各集水沟沿集水板的板面由外至内向中心筒延伸，所述中心筒的内部中空，且其下端口与上述集水箱相连通，中心筒之与集水器相对的筒壁上设有入水口，该入水口与上述集水沟相连通。

为利于集水沟内的水能较好地流动至集水箱，优选地，所述集水沟由外至内向下倾斜。

为了提高气水分离效果，且能较好地收集水分，优选地，各集水板均自上而下制成波浪状的结构，各集水板的同一侧板面上设有至少一个上述集水沟，且各集水沟位于各集水板之板面的外突部位处。

在上述各方案中，换热管可为表面光滑的光管，为提高换热效果，优选地，所述换热管为波纹管，并具有表面光滑的光管段和表面具有波纹的波纹段，所述波纹段与光管段沿换热管的长度方向交替布置，且波纹段的长度大于光管段的长度；

或，所述换热管为翅片管，并具有表面光滑的光管段和表面具有翅片的翅片段，所述翅片段与光管段沿换热管的长度方向交替布置，且翅片段的长度大于光管段的长度。

优选地，以上述的两个管板以及两个管箱为一组，有至少两组并沿壳程筒体的周向间隔布置。当然也可仅有一组，具体根据换热管的数量进行设计。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置第一换热器、第二换热器、第三换热器、空冷器，从热高压分离罐输出的热高分气依次与第一换热器内的氢气或混合料、第二换热器内的低分油或汽提塔底液、第三换热器内的水换热降温后，再进入空冷器进一步冷却降温，使得进入空冷器之前的热高分气的温度较低，从而能降低对空冷器的散热要求；且本申请中第三换热器的设置能进一步利用热高分气的热量来加热水，加热后的水可用于居民生活供暖。

本申请中换热顺序依次为：热高分气先与氢气或混合料换热，然后与低分油或汽提塔底液换热，最后与水换热，该换热顺序带来如下效果：

1、利用高温的热高分气优先将氢气或混合料的温度提高，有助于提升混合进料的温度；2、相对氢气或混合料，低分油或汽提塔底液的温位较低，在氢气或混合料之后换热有利于热量的分级利用；3、水作为热量回收的冷媒，其出口温度根据热高分气的温度而定，可进一步降低热高分气的温度。综上，以上的换热顺序实现了热源温位的逐级利用，可有效利用热高分气的热量来加热物料，且换热设备的面积较小，能降低换热设备的投资。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例二的结构示意图；

图3为本发明实施例三的结构示意图；

图4为本发明实施例四的局部结构示意图(仅示出了图1中虚线框部分的内容)；

图5为本发明实施例四中空冷器的结构示意图；

图6为图5中换热管与喷淋管之间的结构示意图(剖面区域为喷水区域)；

图7为图5中A-A向的剖视图；

图8为图5中集水器与中心筒之间的结构示意图；

图9为图8的俯视图；

图10为图5中的中心筒的局部结构示意图；

图11为图9中B向的结构示意图；

图12为图5中换热管的局部结构示意图；

图13为本发明实施例五中空冷器之集水器与中心筒之间的俯视图。

图14为本发明实施例六的局部结构示意图；

图15为本发明实施例七的局部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：

如图1所示，为本发明的一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统的优选实施例一，该热回收系统包括有第一换热器100、第二换热器200、第三换热器300、空冷器400。

其中，第一换热器100为具有一个壳程、一个管程的单股流缠绕管式换热器，并具有第一热介质通道110(为管程)和第一冷介质通道120(为壳程)，第一热介质通道110具有供加氢装置之热高压分离罐输出的热高分气输入的第一热介质入口111以及供换热后的热高分气输出的第一热介质出口112，第一热介质入口111连接有用于输送热高分气的热高分气管线150，且该热高分气管线150上连通有第二注水管线160。第一冷介质通道120具有供原料油和氢气的混合料进入的第一冷介质入口121以及供换热后的混合料输出的第一冷介质出口122。

第二换热器200为具有一个壳程、一个管程的单股流缠绕管式换热器，并具有第二热介质通道210(为管程)和第二冷介质通道220(为壳程)，第二热介质通道210具有第二热介质入口211和第二热介质出口212，第二热介质入口211与上述第一换热器100之第一热介质出口112之间通过第一管线130相连通，第一管线130上连通有第一注水管线140。第二冷介质通道220具有供低分油或汽提塔底液进入的第二冷介质入口221以及供换热后的低分油或汽提塔底液输出的第二冷介质出口222。

第三换热器300为具有一个壳程、一个管程的单股流缠绕管式换热器，并具有第三热介质通道310(为管程)和第三冷介质通道320(为壳程)，第三热介质通道310具有第三热介质入口311和第三热介质出口312，第三热介质入口311与上述第二换热器200的第二热介质出口212之间通过第二管线230相连通，第二管线230上连通有第三注水管线250。第三冷介质通道320具有供水进入的第三冷介质入口321以及供换热后的水输出的第三冷介质出口322。

空冷器400为现有结构，其入口与上述第三换热器300的第三热介质出口312之间通过第三管线340相连通，第三管线340上连通有第四注水管线350。空冷器400的出口用于连接至加氢装置之冷高压分离罐的入口。

本实施例的热回收系统用于加氢装置，该加氢装置具有热高压分离罐700、热低压分离罐710、冷高压分离罐720、冷低压分离罐730。其中热高压分离罐700的顶部出口通过热高分气管线150与上述第一换热器100之第一热介质入口(111)相连通，热高压分离罐700的底部出口通过管线(管线上设有减压装置)与热低压分离罐710的入口相连通，热低压分离罐710的顶部出口通过管线(管线上设有低温水换热器和热低分气空冷器)与冷低压分离罐730的入口相连通。冷高压分离罐720的入口与热回收系统中空冷器400的出口相连通，冷高压分离罐720的底部出口通过管线(管线上设有减压装置)与冷低压分离罐730的入口相连通。

本实施例的加氢工艺如下：

加氢反应流出物经换热冷却后进入热高压分离罐700，气相(热高分气)从热高压分离罐700的顶部出口引出，依次经与原料油和氢气的混合料、冷低分油或汽提塔底液换热后，再经过低温热水取热后，最后进入空冷器400进行冷却，然后进入冷高压分离罐720。冷高压分离罐720中的气体从冷高压分离罐720的顶部出口引出作为循环气(氢气)经压缩机加压、换热器加热后进入反应系统参与反应，冷高压分离罐720内的底部液体经减压后进入冷低压分离罐730。热高分油从热高压分离罐700的底部出口抽出，经热高分液透平减压后进入热低压分离罐710，热低分气从热低压分离罐710的顶部出口引出并经低温水取热后再进入热低分气空冷器冷却，然后进入冷低压分离罐730，冷低压分离罐730的罐底液相进入分离部分(主汽提塔)进行进一步的分离提纯，具体可参见现有技术，在此不做赘述。

实施例二：

如图2所示，为本发明的一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统的优选实施例二，本实施例与实施例一基本相同，区别在于本实施例中第三换热器300之第三冷介质入口321连接有用于输送高压水的高压水管线330，高压水管线330与上述第二管线230之间通过第一旁路管线240相连通。还包括有第四换热器500，该第四换热器500为具有一个壳程、一个管程的缠绕管式换热器，并具有第四热介质通道510(为壳程)和第四冷介质通道520(为管程)，第四热介质通道510具有第四热介质入口511和第四热介质出口512，第四热介质入口511与上述第三换热器之第三冷介质出口322相连通，第四热介质出口512和上述的第三管线340之间通过第四管线530相连通；第四冷介质通道520具有供低压水输入的第四冷介质入口521以及供换热后的低压水输出的第四冷介质出口522。如此，本实施例先采用高压水与热高分气进行换热，高压水与热高分气均处于高压状态，能使得第三换热器300内的压力保持平衡，降低第三换热器300内管程介质泄漏而污染水的风险。且换热后的高压水与低压水在第四换热器500进行换热，从而加热低压水，低压水可用于居民生活供水、供暖，且即使第四换热器500内的介质存在泄漏，由于均为水，也不存在污染的问题。

同时，由于第一旁路管线240、第四管线530的存在，使得本实施例无需再另外设置第三注水管线250、第四注水管线350。

实施例三：

如图3所示，为本发明的一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统的优选实施例三，本实施例与实施例二基本相同，区别在于本实施例中无需设置第一旁路管线240，第四管线530与第二管线230之间通过第二旁路管线540相连通。

实施例四：

如图4～12所示，为本发明的一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统的优选实施例四，本实施例与实施例一基本相同，区别在于本实施例中第一、第二、第三换热器组合成为一台具有一个管程以及三个壳程的多股流缠绕管式换热器，且第一换热器100的第一热介质通道110、第二换热器200的第二热介质通道210、第三换热器300的第三热介质通道310依次相连通并作为上述多股流缠绕管式换热器的管程，第一热介质通道110的第一热介质入口111作为管程入口，第三热介质通道310的第三热介质出口312作为管程出口；

将多股流缠绕管式换热器的三个壳程分别记为第一壳程、第二壳程、第三壳程，第一换热器100的第一冷介质通道120作为多股流缠绕管式换热器的第一壳程，第二换热器200的第二冷介质通道220作为多股流缠绕管式换热器的第二壳程，第三换热器300的第三冷介质通道320作为多股流缠绕管式换热器的第三壳程，第一壳程、第二壳程、第三壳程沿管程入口至管程出口的方向依次布置。

同时，如图5～12所示，本实施例的空冷器为缠绕管式复合空冷器，其包括有壳程筒体1、两个管板、两个管箱2、中心筒3、多根换热管4、多根喷淋管5、集水箱6、水泵7、集水器8。

其中，壳程筒体1竖向设置，其下端部具有进风口11、上端部具有出风口12，且出风口12处设有风机，以使气流从进风口11进入壳程筒体1内，然后从出风口12排出。壳程筒体1的底部设有集水箱6。

两个管板分别一上一下设于壳程筒体1的侧壁上；两个管箱2分别设于各自对应的管板上。

中心筒3竖向设于壳程筒体1内。且中心筒3的内部中空，其下端口31伸入上述集水箱6内。

多根换热管4沿轴向设于壳程筒体1内，且由内而外螺旋缠绕在中心筒3的外周而成多层螺旋管，相邻层螺旋管之间的间距不小于4mm，换热管4的两端分别支撑于各自对应的管板上并与对应的管箱2相连通。本实施例中，换热管4为波纹管，并具有表面光滑的光管段41和表面具有波纹的波纹段42，波纹段42与光管段41沿换热管4的长度方向交替布置，且波纹段42的长度大于光管段41的长度；具体地，波纹段42的长度为200mm，光管段41的长度为50mm。光管段41用于与固定件(如换热器用垫条)进行配合，以固定换热管。

多根喷淋管5沿轴向设于壳程筒体1内，且沿着换热管4的螺旋方向缠绕在各层螺旋管中(各层螺旋管中有至少一根喷淋管5，这一根喷淋管5与该层的多根换热管4同步绕制，请参见图2)，各喷淋管5下端的管口为进液口51，并通过水泵7与集水箱6相连通。各喷淋管5上端的管口为开口朝下的出液口52，且出液口52位于螺旋管上方，并沿着壳程筒体1的周向等间隔布置。为了使各出液口52喷出的水流更加均匀，进一步的，各喷淋管5上端的管口连接有能向下喷水的喷头54，本实施例中，相邻3个喷头54之间以正三角形的三个端点分布，以确保每个喷头54的喷淋半径不小于150mm。各喷淋管5的管壁上还均设有多个喷淋孔53，喷淋孔53与相邻的换热管4的管壁相对，以喷淋相邻换热管。具体请参见图2，其中，多层螺旋管由内至外依次记为第一层、第二层、···、第N层，第一层中喷淋管的多个喷淋孔分别朝向第二层中换热管以及第一层中相邻布置的换热管(位于第一层中喷淋管的下方)的上表面；第N层中喷淋管的多个喷淋孔分别朝向第N-1层中换热管以及第N层中相邻布置的换热管(位于第N层中喷淋管的下方)的上表面；位于第一层、第N层之间的中间层中的喷淋管的多个喷淋孔分别朝向相邻层的换热管和同层相邻布置换热管的上表面。

上述集水器8设于壳程筒体1内并位于上述喷淋管5之出液口52的上方，且集水器8具有供气流向上通过、并能收集气流中水分的通道80。本实施例中，集水器8套设在中心筒3的外周，包括有多个竖向设置并相连的集水板81。多个集水板81之间可通过上基板或/和下基板(上下基板可以制成格栅状，也可以用带有孔的板)相连接；也可通过连接杆相连，各连接杆依次穿过各集水板81从而连接各集水板81。多个集水板81沿水平方向间隔排列，优选地，相邻两个集水板之间的间隔距离为20～50mm(间隔距离可为20mm、50mm或者两者之间的任意值)，如此设计，既能保证气水分离效果，又不影响空冷器的换热，使得相邻两个集水板81的板面之间形成上述通道80，同时，各集水板81的板面上凸设有向上延伸的唇片811，唇片811与集水板81的板面之间形成开口朝上并用于收集该唇片811之上的板面上积存水分的集水沟82，具体请参见图5、7(图5中各集水板81通过基线a来表示，基线a的数量不限于图中所示的数量，图中通过若干条基线a来表示集水板81的安装位置以及排列方向)。本实施例中，集水器8还包括有位于集水器8的中央并沿集水板81的排列方向延伸而贯穿集水板81的集水槽83，集水槽83为具有底板以及位于底板两侧的侧板的结构，底板与两个侧板之间围成截面呈U形的集水槽83。集水沟82沿集水板81的板面由外至内向集水槽83延伸并与集水槽83相连通，且集水沟82由外至内向下倾斜，以使得集水沟82内的水在自身重力作用下能流到集水槽83。上述中心筒3穿过集水槽83，中心筒3之与集水槽83相对的筒壁上设有入水口32，该入水口32与上述集水槽83相连通。如此，集水沟82内收集的水能通过集水槽83、入水口32进入中心筒3内，然后回流至集水箱6，进而实现冷却水的重复利用。

本实施例中，为了具有更好的集水效果，上述各集水板81均自上而下制成波浪状的结构，请参见图7，各集水板81的同一侧板面上按需可以设计一个或多个集水沟82，且各集水沟82位于各集水板81的板面的外突部位处，以利于各集水板81的板面上积存的水气在下流时能完全被集水沟82所收集。

实施例五：

如图13所示，为本发明的一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统的优选实施例五，本实施例与实施例四基本相同，区别在于本实施例中空冷器400之集水器8的结构略有不同，具体如下：本实施例的集水器8包括有多个竖向设置并相连接的集水板81，多个集水板81沿周向间隔排列在中心筒3的外围，相邻两个集水板81的板面之间形成供气流向上通过的通道80，且各集水板81的板面上凸设有向上延伸的唇片811，唇片811与集水板81的板面之间形成开口朝上并用于收集该唇片811之上的板面积存水分的集水沟82，各集水沟82沿集水板81的板面由外至内向中心筒3延伸，且集水沟82由外至内向下倾斜。中心筒3的内部中空，且其下端口31与上述集水箱6相连通，中心筒3之与集水器8相对的筒壁上设有入水口32，该入水口32与集水沟82相连通。

如此，气流向上通过通道80时，气流中的水分会积聚在集水板81的板面上，并沿着集水板81的板面向下流到集水沟82内，集水沟82内的水在重力作用下沿着集水沟82流动至中心筒3的入水口32处，然后通过中心筒3回流至集水箱6，实现水的循环重复利用。

实施例六：

如图14所示，为本发明的一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统的优选实施例六，本实施例与实施例四基本相同，区别在于本实施例中第三壳程之第三冷介质入口321连接有用于输送高压水的高压水管线330，高压水管线330与多股流缠绕管式换热器上的接管之间通过第一旁路管线240相连通，该接管与多股流缠绕管式换热器的管程之位于第二壳程、第三壳程之间的部分相连通。还包括有第四换热器500，该第四换热器500为具有一个壳程、一个管程的缠绕管式换热器，并具有第四热介质通道510(为管程)和第四冷介质通道520(为壳程)，第四热介质通道510具有第四热介质入口511和第四热介质出口512，第四热介质入口511与上述第三壳程之第三冷介质出口322相连通，第四热介质出口512和上述的第三管线340之间通过第四管线530相连通；第四冷介质通道520具有供低压水输入的第四冷介质入口521以及供换热后的低压水输出的第四冷介质出口522。

实施例七：

如图15所示，为本发明的一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统的优选实施例七，本实施例与实施例六基本相同，区别在于本实施例中无需设置第一旁路管线240，第四管线530与多股流缠绕管式换热器上的接管通过第二旁路管线540相连通，该接管与多股流缠绕管式换热器的管程之位于第二壳程、第三壳程之间的部分相连通。

Claims (21)

1.一种用于加氢装置中热高分气的热回收系统，其特征在于包括有：

第一换热器(100)，具有第一热介质通道(110)和第一冷介质通道(120)，所述第一热介质通道(110)具有供加氢装置之热高压分离罐输出的热高分气输入的第一热介质入口(111)以及供换热后的热高分气输出的第一热介质出口(112)，所述第一冷介质通道(120)具有供氢气或者供原料油和氢气的混合料进入的第一冷介质入口(121)以及供换热后的氢气或混合料输出的第一冷介质出口(122)；

第二换热器(200)，具有第二热介质通道(210)和第二冷介质通道(220)，所述第二热介质通道(210)具有第二热介质入口(211)和第二热介质出口(212)，所述第二热介质入口(211)与上述第一换热器(100)之第一热介质出口(112)相连通；所述第二冷介质通道(220)具有供低分油或汽提塔底液进入的第二冷介质入口(221)以及供换热后的低分油或汽提塔底液输出的第二冷介质出口(222)；

第三换热器(300)，具有第三热介质通道(310)和第三冷介质通道(320)，所述第三热介质通道(310)具有第三热介质入口(311)和第三热介质出口(312)，所述第三热介质入口(311)与上述第二换热器(200)的第二热介质出口(212)相连通，所述第三冷介质通道(320)具有供水进入的第三冷介质入口(321)以及供换热后的水输出的第三冷介质出口(322)；

空冷器(400)，其入口与上述第三换热器(300)的第三热介质出口(312)相连通，其出口用于连接至加氢装置之冷高压分离罐的入口。

2.根据权利要求1所述的热回收系统，其特征在于：所述第三换热器(300)之第三冷介质入口(321)连接有用于输送高压水的高压水管线(330)，所述第三换热器(300)之第三热介质出口(312)与空冷器(400)的入口之间通过第三管线(340)相连通；

还包括有第四换热器(500)，具有第四热介质通道(510)和第四冷介质通道(520)，所述第四热介质通道(510)具有第四热介质入口(511)和第四热介质出口(512)，所述第四热介质入口(511)与上述第三换热器之第三冷介质出口(322)相连通，所述第四热介质出口(512)和上述的第三管线(340)相连通；所述第四冷介质通道(520)具有供低压水输入的第四冷介质入口(521)以及供换热后的低压水输出的第四冷介质出口(522)。

3.根据权利要求2所述的热回收系统，其特征在于：所述第二换热器(200)之第二热介质出口(212)与第三换热器(300)之第三热介质入口(311)之间通过第二管线(230)相连通，且第二管线(230)与上述高压水管线(330)之间通过第一旁路管线(240)相连通。

4.根据权利要求2所述的热回收系统，其特征在于：所述第二换热器(200)之第二热介质出口(212)与第三换热器(300)之第三热介质入口(311)之间通过第二管线(230)相连通，所述第四换热器(500)之第四热介质出口(512)与上述第三管线(340)之间通过第四管线(530)相连通，且所述第四管线(530)与第二管线(230)之间通过第二旁路管线(540)相连通。

5.根据权利要求2所述的热回收系统，其特征在于：第一、第二、第三、第四换热器均为具有一个壳程、一个管程的单股流缠绕管式换热器，且第一、第二、第三换热器的管程为热介质通道，壳程为冷介质通道；第四换热器(500)的管程为上述第四冷介质通道(520)，壳程为上述第四热介质通道(510)。

6.根据权利要求2所述的热回收系统，其特征在于：所述第一、第二、第三换热器组合成为一台具有一个管程以及三个壳程的多股流缠绕管式换热器，且所述第一换热器(100)的第一热介质通道(110)、第二换热器(200)的第二热介质通道(210)、第三换热器(300)的第三热介质通道(310)依次相连通并作为上述多股流缠绕管式换热器的管程，且第一热介质通道(110)的第一热介质入口(111)作为管程入口，第三热介质通道(310)的第三热介质出口(312)作为管程出口；

将多股流缠绕管式换热器的三个壳程分别记为第一壳程、第二壳程、第三壳程，所述第一换热器(100)的第一冷介质通道(120)作为多股流缠绕管式换热器的第一壳程，所述第二换热器(200)的第二冷介质通道(220)作为多股流缠绕管式换热器的第二壳程，所述第三换热器(300)的第三冷介质通道(320)作为上述多股流缠绕管式换热器的第三壳程，所述第一壳程、第二壳程、第三壳程沿管程入口至管程出口的方向依次布置。

7.根据权利要求6所述的热回收系统，其特征在于：所述第四换热器(500)为具有单管程和单壳程的单股流缠绕管式换热器，且单管程为上述的热介质通道，单壳程为上述的冷介质通道。

8.根据权利要求1所述的热回收系统，其特征在于：所述第一换热器(100)之第一热介质出口(112)与第二换热器(200)之第二热介质入口(211)之间通过第一管线(130)相连通，且所述第一管线(130)上连通有第一注水管线(140)；

所述第一换热器(100)之第一热介质入口(111)连接有用于输送热高分气的热高分气管线(150)，且该热高分气管线(150)上连通有第二注水管线(160)。

9.根据权利要求1～8中任一权项所述的热回收系统，其特征在于：所述空冷器(400)包括有：

壳程筒体(1)，竖向设置，其两个端部分别具有进风口(11)、出风口(12)；

两个管板，分别一上一下设于所述壳程筒体(1)的侧壁上；

两个管箱(2)，分别设于各自对应的管板上；

中心筒(3)，竖向设于所述壳程筒体(1)内；

多根换热管(4)，沿轴向设于所述壳程筒体(1)内，且由内而外螺旋缠绕在所述中心筒(3)的外周而成多层螺旋管，所述换热管(4)的两端分别支撑于各自对应的管板上并与对应的管箱(2)相连通；

多根喷淋管(5)，沿轴向设于所述壳程筒体(1)内，且沿着换热管(4)的螺旋方向缠绕在各层螺旋管中，各喷淋管(5)下端的管口为进液口(51)，各喷淋管(5)上端的管口为开口朝下的出液口(52)，且出液口(52)位于所述螺旋管上方，并沿着壳程筒体(1)的周向间隔布置；同时，各所述喷淋管(5)的管壁上均设有多个喷淋孔(53)，所述喷淋孔(53)与相邻的换热管(4)的管壁相对。

10.根据权利要求9所述的热回收系统，其特征在于：各喷淋管(5)上端的管口连接有能向下喷水的喷头(54)。

11.根据权利要求9所述的热回收系统，其特征在于：所述壳程筒体(1)的底部设有集水箱(6)，所述喷淋管(5)的进液口(51)通过水泵(7)与集水箱(6)相连通。

12.根据权利要求11所述的热回收系统，其特征在于：所述进风口(11)位于壳程筒体(1)的下端部、所述出风口(12)位于壳程筒体(1)的上端部。

13.根据权利要求12所述的热回收系统，其特征在于：还包括有集水器(8)，设于所述壳程筒体(1)内并位于上述喷淋管(5)之出液口(52)的上方，且该集水器(8)具有供气流向上通过、并能收集气流中水分的通道(80)。

14.根据权利要求13所述的热回收系统，其特征在于：所述集水器(8)包括有多个竖向设置并相连接的集水板(81)，多个集水板(81)沿水平方向间隔排列，相邻两个集水板(81)的板面之间形成上述通道(80)，同时，各集水板(81)的板面上凸设有向上延伸的唇片(811)，所述唇片(811)与集水板(81)的板面之间形成开口朝上并用于收集该唇片之上的板面上积存水分的集水沟(82)。

15.根据权利要求14所述的热回收系统，其特征在于：所述集水器(8)还包括有位于集水器(8)的中央并沿集水板(81)的排列方向延伸而贯穿集水板(81)的集水槽(83)，所述集水沟(82)沿集水板(81)的板面由外至内向集水槽(83)延伸并与集水槽(83)相连通；

所述集水器(8)套设在上述中心筒(3)的外周，且集水槽(83)供中心筒(3)穿过，所述中心筒(3)的内部中空，且其下端口(31)与上述集水箱(6)相连通，中心筒(3)之与集水槽(83)相对的筒壁上设有与集水槽(83)相连通的入水口(32)。

16.根据权利要求14所述的热回收系统，其特征在于：相邻两个集水板(81)之间的间隔距离为：20～50mm。

17.根据权利要求13所述的热回收系统，其特征在于：所述集水器(8)包括有多个竖向设置并相互连接的集水板(81)，多个集水板(81)沿周向间隔排列在中心筒(3)的外围，相邻两个集水板(81)的板面之间形成上述通道(80)，各集水板(81)的板面上凸设有向上延伸的唇片(811)，所述唇片(811)与集水板(81)的板面之间形成开口朝上并用于收集气流中水分的集水沟(82)，各集水沟(82)沿集水板(81)的板面由外至内向中心筒(3)延伸，所述中心筒(3)的内部中空，且其下端口(31)与上述集水箱(6)相连通，中心筒(3)之与集水器(8)相对的筒壁上设有入水口(32)，该入水口(32)与上述集水沟(82)相连通。

18.根据权利要求15所述的热回收系统，其特征在于：所述集水沟(82)由外至内向下倾斜。

19.根据权利要求15所述的热回收系统，其特征在于：各集水板(81)均自上而下制成波浪状的结构，各集水板(81)的同一侧板面上设有至少一个上述集水沟(82)，且各集水沟(82)位于各集水板(81)之板面的外突部位处。

20.根据权利要求9所述的热回收系统，其特征在于：所述换热管(4)为波纹管，并具有表面光滑的光管段(41)和表面具有波纹的波纹段(42)，所述波纹段(42)与光管段(41)沿换热管(4)的长度方向交替布置，且波纹段(42)的长度大于光管段(41)的长度；

或，所述换热管(4)为翅片管，并具有表面光滑的光管段和表面具有翅片的翅片段，所述翅片段与光管段沿换热管(4)的长度方向交替布置，且翅片段的长度大于光管段的长度。

21.根据权利要求9所述的热回收系统，其特征在于：以上述的两个管板以及两个管箱(2)为一组，有至少两组并沿壳程筒体(1)的周向间隔布置。

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