CN204142061U - 一种催化剂外取热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种催化剂外取热器，其特征在于由进水单元、汽水单元、取热单元、管板、进水管及汽水混合物套管等组成，设置一个进水口、一个水汽出口、一个催化剂进入口、流化气体进入口和分布器等，以解决现有外取热器管线和阀门使用量大及热量流失等问题。

Description

一种催化剂外取热器

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域的一种催化剂外取热器，特别是适用于石油化工、甲醇制烃类产品流化床放热反应过程中取出气固流化床过剩热量的催化剂外取热器。

背景技术

在气固相催化放热反应如催化裂化以及甲醇制烯烃或芳烃的反应和催化剂再生过程中，要放出大量的热量，当该热量超过了催化反应所需要的热量时，就需要设置外取热器来吸收这部分过量的热量，保证工艺操作的平稳进行。同时，外取热器也利用这部分过剩热量发生蒸汽，成为装置中的一项重要节能措施。外取热器由于取热量大、操作灵便，在工业上的应用十分广泛。

外取热器系统由换热部分即外取热器和汽水分离器及水汽循环部分组成。现有的外取热器有多种型式，国内广泛使用的一种换热管外取热器，包括一个垂直设置的圆筒形壳体，壳体内垂直设置有多根换热管。每一根或几根换热管为一组封闭式结构，每组经管线与水汽分离器连接，构成一个具有独立的水-汽回路的换热单元。

已有技术中，外取热器需要大量的管线和阀门与距离较远的汽包相连，浪费钢材，热量也会流失，尤其是取热量大、管束多的外取热器，将会占大量的空间布置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种催化剂外取热器，以解决现有外取热器与水汽分离器间管线、阀门及布置困难及浪费大量的管线、阀门、空间等问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种催化剂外取热器，在现有外取热器的中上部设置两个管板，将容器分成三个单元：上部为进水单元，中部为汽水出口单元，下部为取热单元。上管板至上封头为进水单元，封头顶部设置进水口；上下管板之间为汽水单元，在汽水单元壳体上设置汽水出口，上管板布置一定数量的进水管；下管板焊接换热管，下管板至下封头之间为取热单元，在取热单元上部设置一个催化剂进入口、下部设置流化气体进入口和分布器上管板上的进水管设置在下管板换热管的内部，使进水管与换热管形成套管形式；取热单元壳体内设置催化剂输送管，该管下端在取热单元壳体内，上端在取热单元壳体内或催化剂进口内或反应器或再生器内。

具体的方案为：进水管与换热管分别焊接在上下管板上，竖直安装于管板的下部；进水管与汽水混合物套管即换热管布置数量和方位一致，上下管板安装后，进水管装进汽水混合物套管即换热管内，汽水混合物套管则竖直设置在下部的取热单元内，对催化剂进行换热。进水管底端与换热管留有间隙。再生器或反应器中有多余热量的催化剂由催化剂进入口进入下部的取热单元；同时，冷却介质由封头顶部的进水口进入上部的进水单元，流入上管板布置的进水管中，然后进入下部换热单元的换热管内，从间隙进入进水管和换热管间的套管间隙，通过换热管与由催化剂进入口进入的多余热量的催化剂进行热交换；热交换吸收热量后，部分水被汽化，水和蒸汽同时向上流动，进入下管板上方的汽水单元，然后从汽水出口流出，经管线进入汽水分离器。外取热器内的催化剂同时被冷却，冷却后的催化剂经过催化剂进口内的催化剂与反应器或再生器内的催化剂换热，实现对反应器或再生器的取热；冷却后的催化剂也可以通过取热单元壳体内的催化剂输送管返回反应器或再生器实现取热。

本实用新型的换热管个数及流化气体进入口个数由对催化剂的取热量和冷却程度计算而得。

本实用新型的催化剂外取热器与现有技术相比，具有如下的有益效果：

仅设置一个进水口和一个水汽出口即可，可免去现有外取热器大量的水汽进出口管线和阀门，减少钢材浪费，节省空间布置，减少热量流失，提高收益。

附图说明

图1-图4均为催化剂外取热器结构，具体地：

图1  催化剂外取热器结构示意图。

图2  水汽混合物套管结构示意图。

图3  图2中A-A剖视图的一种结构。

图4  图2中A-A剖视图的另一种结构。

图5　设有内部催化剂输送管的催化剂外取热器结构示意图。

图中：1、进水单元，2、汽水单元，3、取热单元，4、进水口，5、水汽出口，6、上管板，7、下管板，8、进水管，9、汽水混合物套管，10、流化气体进入口，11、分布器，12、催化剂进入口，13、光管，14、翅片管，15催化剂输送管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，旨在帮助读者理解本实用新型的特点和实质，但附图和具体实施方式内容并不限制本实用新型的可实施范围。

如图1所示，一种实用新型催化剂外取热器，由进水单元1、汽水单元2及取热单元3组成，每两个单元由管板隔开，上管板6布置一定数量的进水管8，下管板7布置一定数量的汽水混合物套管9，且布置的进水管8与汽水混合物套管9数量和方位均一致，上管板6与下管板7按方位安装后，形成一个个独立的水-汽回路换热单元。在进水单元1封头顶部设置一个进水口4，汽水单元2壳体上设置一个汽水出口5，换热单元3上部设置一个催化剂进入口12，下部设置流化气体进入口10和分布器11。

再生器或反应器中有多余热量的催化剂由催化剂进入口12进入下部的取热单元3；同时，冷却介质由封头顶部的进水口4进入上部的进水单元1，流入上管板6布置的进水管8中，然后进入下部取热单元3的换热管内，与由催化剂进入口12进入的多余热量的催化剂进行热交换；热交换后，生成的水汽混合物经水汽混合物套管9进入中部的汽水单元2内，再通过汽水单元2设置的水汽出口5引出待用；冷却后的催化剂通过催化剂入口12实现与再生器或反应器的换热，实现对再生器或反应器的取热。流化气体进入口10和分布器11可调节催化剂的冷却程度。

如图2、3、4所示，一种实用新型催化剂外取热器的汽水混合物套管9，可设置为光管13，也可设置为翅片管14，具体由取热量而定。

如图5所示，取热单元3壳体内设置催化剂输送管15，该管下端在取热单元3壳体内，上端在取热单元3壳体内或催化剂进口12内或反应器或再生器内。

本实用新型的催化剂外取热器，主要用于石油加工行业的催化裂化装置，以及与其工艺过程类似的其它催化转化装置，例如MTO（甲醇转化制烯烃）装置；还可应用于具有相似要求的其它热传递场所。  

Claims (6)

1.一种实用新型催化剂外取热器，其特征在于由进水单元、汽水单元、及取热单元组成。

2.如权利要求1所述的催化剂外取热器，其特征在于，在进水单元的顶部设置进水口，汽水单元的壳体上设置1~4个水汽出口，取热单元的上部设置一个催化剂进入口。

3.如权利要求1、2所述的催化剂外取热器，其特征在于，进水单元和汽水单元由上管板隔开，汽水单元和取热单元由下管板隔开，且两个单元与管板之间均设为可拆分式。

4.如权利要求1、2、3所述的催化剂外取热器，其特征在于，取热单元包括壳体、催化剂入口和内部换热管束，换热管束为内外套管式；内部为进水管，外部为换热管，进水管焊接在上管板上，换热管即水汽混合物套管焊接在下管板上；进水管设置在换热管内与水汽混合物套管即换热管设置数量及方位均一致。

5.如权利要求1、2、3、4所述的催化剂外取热器，其特征在于，汽水混合物套管即换热管可设置为光管、也可设置为翅片管。

6.如权利要求1所述的催化剂外取热器，其特征在于，取热单元壳体内设置催化剂输送管，该输送管下端为催化剂进口，上端为催化剂出口；输送管催化剂入口位置在取热单元壳体内，输送管催化剂出口在催化剂取热单元内，或在催化剂入口内，或在反应器或再生器内。