CN203595426U

CN203595426U - 新型分馏塔顶油气冷凝冷却器

Info

Publication number: CN203595426U
Application number: CN201320806787.1U
Authority: CN
Inventors: 姬玉林; 吴振; 刘一总; 许山; 谢宗仁
Original assignee: SHANDONG LANXING WASHING AND ANTI-CORROSION Co
Current assignee: SHANDONG LANXING WASHING AND ANTI-CORROSION Co
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2023-12-10

Abstract

新型分馏塔顶油气冷凝冷却器，其浮头盖板部分呈凹槽形；折流板呈D字型且其残缺部分的径向长度为壳体内径的25%，相邻两折流板之间的间距为0.3倍壳体内径；浮头管板与浮头法兰、钩圈配合面采用梯形槽密封配合。凹槽形结构的浮头盖板能够增加弧形深度，使管程内介质在浮头处换向时，有足够的折流空间，使管程介质流通顺畅；折流板结构及间距的设置能够进一步增强壳程内流体介质的流速，增强流体的湍流程度，提高换热效果；梯形槽密封能够有效避免管程介质与壳程介质之间的相互渗漏、混合，进而增加腐蚀环境的复杂性，导致腐蚀泄露，造成环境污染。此外，LX-05涂层结构的设置能提高耐腐蚀、耐冲刷性能，降低了由于维修和更换造成的经济损失。

Description

新型分馏塔顶油气冷凝冷却器

技术领域

本实用新型涉及石油、化工领域，具体为一种新型分馏塔顶油气冷凝冷却器，属于冷换设备的技术领域。

背景技术

现代化工与石油化工装置具有大型化，连续性强，腐蚀性大，高温、高压，易燃易爆等特点。对冷换设备可靠性、稳定性、安全性提出了更高要求。冷凝器是用冷流体对热流体部分进行降温的换热设备，其冷流体与热流体的流体温差较大。冷凝器是石化生产中重要的工艺设备，也是重要的节能设备，冷凝器的运行状态对整个装置的安全、产品质量、节能减排起着至关重要的作用。

目前，炼油厂催化装置中的分馏塔顶油气冷凝冷却器一般采用如图1所示的浮头式换热器，其包括管箱1、壳体2、传热管3、折流板4、浮头管板5、固定管板6、浮头7及分程隔板9。分程隔板9设置在设固定管板6一端的管箱1内。浮头端的管箱法兰11与浮头端壳体法兰21的配合面之间设密封垫片Ⅱ，浮头的盖板部分呈球冠形，沿盖板的一周圈设浮头法兰71，浮头法兰71通过双头螺柱10与设置在浮头管板5外圈的钩圈8连接。浮头管板5的左端周面与浮头法兰71的右端周面通过密封垫密封配合，浮头管板5安装在钩圈8的内环中，其外周面与钩圈8的内环面通过密封垫密封配合。折流板4分布在壳体2内，传热管3穿过折流板4。折流板4的作用是，用来确保壳程内介质的流速，迫使流体介质按规定的路程多次横向通过管束外表面，增强壳程内流体介质的湍流程度。对于该换热器其它部分结构，及各部件的组装关系，因为均属现有技术，所以不再赘述。

该冷凝冷却器的换热管基材材质是10号碳钢。分馏塔顶油气冷凝冷却器壳程通过的是分馏蒸气，介质中含有NH₃和HCN。当从分馏塔中流出来的物料经过冷却器，温度下降后，在换热器壳程形成HCN-H₂S-H₂O系统的腐蚀.其反应如下：

Fe＋H₂S→FeS↓＋H₂↑

FeS＋6CN-→Fe(CN)₆₄-＋S₂-

2Fe＋Fe(CN)₆₄-→Fe₂[Fe(CN)₆]↓

2Fe＋Fe(CN)₆₄-＋6H₂O＋3O₂→2Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓＋4Fe(OH)₃

在露点温度范围内，H₂S和Fe生成的FeS保护膜会与CN发生络合反应，产生络合离子Fe(CN)₆₄-，加速腐蚀反应的进行；络合离子Fe(CN)₆₄-继续与Fe₂+反应生成亚铁氰化亚铁白色沉淀。当物料中含有NH₃和HCN时，产生腐蚀现象。

因为炼厂炼制原油硫、酸值含量较高，二次加工催化装置中原料中的硫化物和氰化物在裂解过程中形成H₂S、HCN、NH₃等，在分馏塔顶挥发冷却系统内形成HCN-H₂S-H₂O型的电化学腐蚀介质。腐蚀现象主要在壳程侧，须在壳程侧做防腐处理。根据其操作参数，壳程所走介质工作温度较高，且是油气混合物料，即处于集热（150－300℃）和油（原油、汽油、柴油等）于一体的复杂介质条件下，因为油在热的条件下，本身就是很强的脱漆剂。因而长期以来，热油介质下的防腐一直依靠金属材料本身来解决，存在防腐时间短，防腐工艺复杂，成本高等缺陷。此外，因为浮头管板与浮头、钩圈密封配合形式过于简单，所以会存在介质泄露问题，造成环境污染。

实用新型内容

针对上述存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种具有更好的密封结构和防腐结构的新型分馏塔顶油气冷凝冷却器。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：新型分馏塔顶油气冷凝冷却器，包括管箱、壳体、传热管、折流板、浮头管板、固定管板、浮头、钩圈及分程隔板，浮头端的管箱法兰与浮头端壳体法兰的配合面之间设密封垫片，浮头法兰通过双头螺柱与钩圈连接，浮头管板与浮头法兰及钩圈接触配合，所述浮头的盖板部分呈凹槽形，所述折流板为圆盘状结构切去一部分，而呈D字型且其残缺部分的径向长度为壳体内径的四分之一，相邻两折流板之间的间距为0.3倍壳体内径。

现有浮头的盖板部分呈球冠形，因为其曲率半径大，所以弧形深度浅，容易造成管程介质流通不畅，产生噪音，改为凹槽形后能够增加弧形深度，使管程内介质在浮头处换向时，有足够的折流空间，使管程介质流通顺畅。对折流板结构及间距的设置能够进一步增强壳程内流体介质的流速，增强流体的湍流程度，提高换热效果。

进一步，在所述浮头法兰与浮头管板配合的端面上设有环状的梯形槽，在梯形槽内设密封环A，相对应的浮头管板的端面上设梯形凸台；在浮头管板的外周面上设环状的梯形槽，在梯形槽内设密封环B，在钩圈的内周面上设与浮头管板的梯形槽配合的凸台。

进一步，至少在壳程表面涂置LX-05防腐涂层，LX-05防腐涂层包括两层底漆涂层、三层或四层面漆涂层。

进一步，所述LX-05防腐涂层的涂层的总厚度为150-350μm。

通过在浮头法兰与浮头管板、浮头管板与钩圈的配合面设置梯形槽，且在梯形槽内设置密封环，增加了浮头管板与浮头法兰、钩圈之间的密封效果，能够有效避免管程介质与壳程介质之间的相互渗漏、混合，进而增加腐蚀环境的复杂性，导致腐蚀泄露，造成环境污染问题。

LX-05防腐涂层适用于冷换设备的防腐及油水换热设备的防护，特别是150℃至300℃范围的换热或者水冷设备的防护。无论油/水或油/油换热器内、内外防腐，水侧相无论是海水冷却、还是中水、循环水水冷器均适用，油气侧可用于油气、汽油、煤油、柴油、中间原料油以及长期使用温度小于300℃的塔顶、塔底含硫、含环烷酸塔底换热器内外防腐。冷却器通过采用LX-05生漆改性树脂防腐涂层的管程和/或壳程，可大大提高冷却器的耐腐蚀、耐冲刷性能，有效地提高冷却器的使用寿命，减少了金属耗材，降低冷却器的工业使用成本，显著降低了由于维修和更换等原因造成经济损失，提高生产效率，并降低由于冷却器泄漏造成的环境污染等，具有良好的社会效益。

附图说明

图1为目前使用的分馏塔顶油气冷凝冷却器的结构示意图；

图2为本实用新型的浮头端的组成部件的结构示意图；

图3本实用新型中浮头、浮头管板及钩圈配合的结构示意图；

图中：1管箱，11管箱法兰，2壳体，21浮头端壳体法兰，3传热管，4折流板，5浮头管板，，6固定管板，7浮头，71浮头法兰，8钩圈，9分程隔板，10双头螺柱，Ⅰ密封环A，Ⅱ密封垫片，Ⅲ密封环B。

具体实施方式

为了便于说明、理解本实用新型的技术内容，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图2和图3所示的新型分馏塔顶油气冷凝冷却器，其在图1的基础上对浮头部分的结构进行了改进。该种新型分馏塔顶油气冷凝冷却器对其浮头端结构进行改进，将浮头7的盖板部分由球冠形改进为凹槽形，也可以说使盖板部分看起来像一脸盆，即增加了盖板的凹陷深度。该修整使管程内介质在浮头处换向时，能够有足够的折流空间，使管程介质流通顺畅，减少了噪音。所述折流板4呈D字型（即为切去一部分的圆盘）且其残缺部分的径向长度为壳体2内径的四分之一。且相邻两折流板4的残缺端上下方向上相间分布设置，即某一折流板4的残缺端向上，则与其相邻的折流板4的残缺端向下，依次类推。同时，相邻两折流板4之间的间距为0.3倍壳体2内径。对折流板4结构及间距的设置能够进一步增强壳程内流体介质的流速，增强流体的湍流程度，提高换热效果。

此外，在浮头法兰71的右端面上设置环状的梯形凹槽，与浮头法兰71的右端面相对应的浮头管板5的左端面上设环状的凸台，在所述梯形槽内设密封环AⅠ，浮头管板5的左端面上的凸台与浮头法兰71右端面上的梯形凹槽配合；同时，在浮头管板5的外周面上设环状的梯形槽，在该梯形槽内设密封环BⅢ，在钩圈8的内周面上设与所述浮头管板5的梯形槽配合的凸台，浮头管板5上的梯形槽的槽宽最好大于钩圈内周面上的梯形状凸台的宽度。

分馏塔顶油气冷凝冷却器的管程内介质为循环水，温度为79℃左右；壳程内的介质为分馏塔顶油气混合物，温度为132℃左右，管程与壳程内温度相差较多＞50℃。为了增强防腐性能，至少在壳程表面涂置LX-05防腐涂层，LX-05防腐涂层包括两层底漆涂层、三层或四层面漆涂层。且所述LX-05防腐涂层的涂层的总厚度为150-350μm。

管程表面包括固定管板6端的管箱1内表面，及其内分程隔板9的表面、传热管3内表面、浮头7内表面等与管程介质接触的表面。壳程表面包括换热器的壳体2内表面、传热管3外表面、折流板4外表面等与壳程介质接触的表面。

LX-05涂料为现有涂料品种，其主要成分（按质量百分数）为：环氧树脂：40％；改性酚醛树脂：30％；呋喃树脂：40％；填料：20％；固化剂：5％；邻苯二甲酸二丁酯：10％；无水乙醇：适量；乙二胺：5％。即是以中国生漆为主要原料经化学改性而得树脂基料，调配以多种颜料而制成的单组分常温固化涂料，其除具有耐酸、碱、水、海水的腐蚀性外，还具备突出的耐热耐油特性。特别适于炼油行业的热交换器处于集热（150-300℃）和油（原油、汽油、柴油等）于一体的复杂介质条件下使用。其应用于石油、化工、化肥、农药、化纤、海洋化工等工业的大型设备的防腐，油－水冷换设备防护，特别是150－300℃范围的换热器防护。

冷却器通过采用LX-05生漆改性树脂防腐的管束，可大大提高冷却器的耐腐蚀、耐冲刷性能，有效地提高冷却器的使用寿命；热油介质下的防腐不再依靠采用金属材料本身解决，减少了金属耗材，降低冷却器的工业使用成本；此外，显著降低了由于维修和更换等原因造成经济损失，提高生产效率，并降低由于冷却器泄漏造成的环境污染等，具有良好的社会效益。

涂层施工要求：

①表面准备和处理：对金属表面应采用喷砂（丸）或其它机械方法除锈，使表面呈金属灰白色，采用化学处理时，需经除油、除锈、磷化、钝化、风干等步骤，务必提供良好表面；对水泥和混凝土表面，应加以认真的表面处理，其中包括机械打磨，轻度喷砂（丸），机械或手工钢丝刷或稀酸清洗，上述处理后应充分除尘，然后用腻子填充表面孔洞，提供可施涂的物面；

②涂层厚度参考范围值：一般环境防腐涂层120－200μm；海洋环境防腐涂层200－250μm；耐化学腐蚀设备涂层250－350μm；

③涂装方法：刷涂、喷涂、滚涂和灌涂方法均可，传热管3内宜采用灌涂法；传热管3外宜采用淋涂或喷涂法；管板5（6）、管箱1、壳体2表面宜采用刷涂或喷涂法；

漆液粘度是按喷涂方法设计的，其它施工方法，只要根据经验用稀释剂调整粘度后即可使用；

④涂层固化为常温固化：干燥时间25℃/h，表干≤1，实干≤24。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.新型分馏塔顶油气冷凝冷却器，包括管箱、壳体、传热管、折流板、浮头管板、固定管板、浮头、钩圈及分程隔板，浮头端的管箱法兰与浮头端壳体法兰的配合面之间设密封垫片，浮头法兰通过双头螺柱与钩圈连接，浮头管板与浮头法兰及钩圈接触配合，其特征是：所述浮头的盖板部分呈凹槽形；所述折流板为圆盘状结构切去一部分，而呈D字型且其残缺部分的径向长度为壳体内径的四分之一，相邻两折流板之间的间距为0.3倍壳体内径。

2.根据权利要求1所述的新型分馏塔顶油气冷凝冷却器，其特征是：

在所述浮头法兰与浮头管板配合的端面上设有环状的梯形槽，在梯形槽内设密封环A，相对应的浮头管板的端面上设梯形凸台；同时，

在浮头管板的外周面上设环状的梯形槽，在梯形槽内设密封环B，在钩圈的内周面上设与浮头管板的梯形槽配合的凸台。

3.根据权利要求1或2所述的新型分馏塔顶油气冷凝冷却器，其特征是：至少在壳程表面涂置LX-05防腐涂层，LX-05防腐涂层包括两层底漆涂层、三层或四层面漆涂层。

4.根据权利要求3所述的新型分馏塔顶油气冷凝冷却器，其特征是：所述LX-05防腐涂层的涂层的总厚度为150-350μm。