CN207317586U - 一种应用于mtbe装置的冷却器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于MTBE装置的冷却器，包括高温罐、缓冲箱和低温罐，高温罐通过缓冲箱与低温罐连通。高温罐和低温罐串联后通过两次冷却对物料进行有效降温，相较于单次冷却，能够更好地降低物料的温度；与缓冲箱连通的高温罐出料口的口径小于缓冲箱的内壁高度，物料流入缓冲箱后降低物料压力，不会使低温罐进料口因长期压力过大，而造成损坏；高温管束采用螺旋形，低温管束采用U形，这种形状的管束可延长管路在高温罐和低温罐通过的路程，提高管路内物料与管路外冷却介质的热交换程度，提高冷却效率，冷却效果优异，MTBE纯度增加，质量提高。

Description

一种应用于MTBE装置的冷却器

技术领域

本实用新型涉及化工领域，尤其涉及一种应用于MTBE装置的冷却器。

背景技术

MTBE(methyl tert-butyl ether，甲基叔丁基醚)，是一种高辛烷值汽油添加剂，常用于无铅汽油和低铅油的调合，也可以重新裂解为异丁烯，作为橡胶及其它化工产品的原料，质量最好的MTBE，可以作为医药中间体。在制备MTBE的装置中，经催化醚化反应后得到的物料中，除包括产物MTBE之外，还有未反应的甲醇，以及除异丁烯以外的其他C4组分。需要经过多次精馏提纯，才能将MTBE与它的副产物分离出来。因此，为了产品的分离和贮存，需要在制备MTBE的装置中使用冷却器，以使处于沸腾状态的物料冷却为温度较低的物料，便于后续工序进行。

目前，最常见的冷却器是管式冷却器。管式冷却器包括罐体，以及设置在罐体内的数个管束，管束用于运输物料。管式冷却器的工作原理为：待冷却的物料经管束，从管式冷却器的进料口被输送至出料口，罐体内、管束外的空间填充有冷却介质，管束外温度低于管束内温度，通过管束外冷却介质和管束内物料的温度差，对管束内物料降温。管式冷却器内部用于运输物料的管束，一般由数个直管组成，物料在管式冷却器内部所走的路程，取决于直管的长度，而直管的长度基本与罐体长度一致。

从上述冷却器可以看出，现有的管式冷却器，管束的长度直接影响管式冷却器的冷却效率。管式冷却器罐体长度有限，导致直管的长度有限，进而使冷却器的冷却效率低。且由于MTBE的沸点较高，现有的管式冷却器对MTBE的降温效果较差，致使MTBE的纯度降低，质量下降。

实用新型内容

本实用新型提供了一种应用于MTBE装置的冷却器，以解决传统的管式冷却器冷却效率低，冷却效果差的问题。

本实用新型提供了一种应用于MTBE装置的冷却器，包括：高温罐、缓冲箱和低温罐，其中，

所述高温罐的一端设有高温罐进料口，所述高温罐的另一端设有高温罐出料口；所述高温罐进料口的轴线与高温罐出料口的轴线重合；

所述高温罐的上侧设有第一出液口，所述第一出液口靠近高温罐进料口；

所述高温罐的下侧设有第一进液口，所述第一进液口靠近高温罐出料口；

所述高温罐内设有高温管束，所述高温管束的进料口与高温罐进料口连通，所述高温管束的出料口与高温罐出料口连通；

所述高温罐出料口口径小于所述缓冲箱内壁高度；

所述高温管束的轴向中心线与所述高温罐进料口的轴线和高温罐出料口的轴线重合；所述高温管束的形状为螺旋形；

所述低温罐的一端设有低温罐进料口，所述低温罐的另一端设有低温罐出料口；所述低温罐进料口的轴线与低温罐出料口的轴线重合；

所述低温罐的低温罐进料口通过所述缓冲箱与所述高温罐出料口连通；

所述低温罐的上侧设有第二出液口，所述第二出液口靠近低温罐进料口；所述低温罐的下侧设有第二进液口，所述第二进液口靠近低温罐出料口；

所述低温罐内设有低温管束，所述低温管束的进料口与低温罐进料口连通，所述低温管束的出料口与低温罐出料口连通；

所述低温管束的轴向中心线与所述低温罐进料口的轴线和低温罐出料口的轴线重合；所述低温管束的形状为U形。

可选地，所述冷却器还包括多个高温管板和多个低温管板；所述高温管板设置于所述高温罐内，所述低温管板设置于所述低温罐内；

所述高温管束通过多个高温管板固定于所述高温罐的内壁上；

所述低温管束通过多个低温管板固定于所述低温罐的内壁上。

可选地，所述冷却器还包括高温罐辅助出料口和低温罐辅助出料口；所述高温罐辅助出料口设置于所述高温罐出料口的下侧，所述低温罐辅助出料口设置于所述低温罐出料口的下侧；

所述高温管束的出料口与所述高温罐辅助出料口连通；

所述低温管束的出料口与所述低温罐辅助出料口连通。

可选地，所述冷却器还包括高温罐排气阀和低温罐排气阀；

所述高温罐排气阀设置于所述高温罐的上侧；所述低温罐排气阀设置于所述低温罐的上侧。

可选地，所述冷却器还包括高温罐支架和低温罐支架；

所述高温罐支架设置于所述高温罐的下方；

所述低温罐支架设置于所述低温罐的下方。

可选地，所述冷却器还包括多个折流板，所述折流板等间距地固定于所述低温罐的内壁上。

可选地，所述高温管束包括数个高温管，每个所述高温管的直径逐渐减小，大直径对应的高温管套设于小直径对应的高温管的外侧。

可选地，所述低温管束包括数个低温管，每个所述低温管沿低温罐的轴线均布。

由以上技术方案可知，本实用新型实施例提供了一种应用于MTBE装置的冷却器，包括高温罐、缓冲箱和低温罐，高温罐通过缓冲箱与低温罐连通。高温罐和低温罐串联后通过两次冷却对物料进行有效的降温，相较于单次冷却，能够更好地降低物料的温度；与缓冲箱连通的高温罐出料口的口径小于缓冲箱的内壁高度，物料流入缓冲箱后降低物料压力，不会使低温罐进料口因长期压力过大，而造成损坏；高温管束采用螺旋形，低温管束采用U形，这种形状的管束延长管路在高温罐和低温罐通过的路程，提高管路内物料与管路外冷却介质的热交换程度，提高冷却效率，冷却效果优异，MTBE纯度增加，质量提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例示出的应用于MTBE装置的冷却器的结构剖视图；

图2为本实用新型实施例示出的高温管束的剖面图；

图3为本实用新型实施例示出的低温管束的剖面图。

图示说明：

其中，1-高温罐，2-缓冲箱，3-低温罐，11-高温罐进料口，12-高温管束，13-高温罐出料口，14-第一进液口，15-第二进液口，16-高温管板，17-高温罐排气阀，18-高温罐支架，19-高温罐辅助出料口，31-低温罐进料口，32-低温管束，33-低温罐出料口，34-第二进液口，35-第二出液口，36-低温管板，37-低温罐排气阀，38-低温罐支架，39-低温罐辅助出料口，310-折流板，121-第一高温管，122-第二高温管，123-第三高温管，321-第一低温管，322-第二低温管，323-第三低温管，324-第四低温管，325-第五低温管。

具体实施方式

在制备MTBE的装置中，经催化醚化反应后得到的物料中，除包括产物MTBE之外，还有未反应的甲醇，以及除异丁烯以外的其他C4组分。需要经过多次精馏提纯，才能将MTBE与它的副产物分离出来。因此，为了产品的分离和贮存，需要在制备MTBE的装置中使用冷却器，以使处于沸腾状态的物料冷却为温度较低的物料，便于后续反应进行。

参见图1，为本实用新型实施例示出的应用于MTBE装置的冷却器的结构剖视图。

本实用新型实施例提供了一种应用于MTBE装置的冷却器，包括：高温罐1、缓冲箱2和低温罐3，其中，

所述高温罐1的一端设有高温罐进料口11，所述高温罐1的另一端设有高温罐出料口13；所述高温罐进料口11的轴线与高温罐出料口13的轴线重合；

所述低温罐3的一端设有低温罐进料口31，所述低温罐3的另一端设有低温罐出料口33；所述低温罐进料口31的轴线与低温罐出料口33的轴线重合；

高温罐1的作用是将物料进行一次冷却，缓冲箱2的作用是使高温罐出料口输送来的物料混合均匀，缓冲物料压力，防止物料对低温罐进料口造成压力破坏，低温罐3的作用是将物料进行二次冷却。物料依次通过高温罐1、缓冲箱2、低温罐3，经过两次降温达到良好的冷却效果。

在利用MTBE装置制备MTBE的过程中，原料选用异丁烯与甲醇，由于异丁烯具有较高的反应活性，在催化剂的作用下，异丁烯与甲醇进行反应生成MTBE。因此上述所提及的物料包括未反应的甲醇以及除异丁烯以外的其他C4组分。

所述高温罐1内设有高温管束12，所述高温管束12的进料口与高温罐进料口11连通，所述高温管束12的出料口与高温罐出料口13连通；

所述低温罐3内设有低温管束32，所述低温管束32的进料口与低温罐进料口31连通，所述低温管束32的出料口与低温罐出料口33连通；

所述高温管束12的轴向中心线与所述高温罐进料口11的轴线和高温罐出料口13的轴线重合；所述高温管束12的形状为螺旋形；

所述低温管束32的轴向中心线与所述低温罐进料口31的轴线和低温罐出料口33的轴线重合；所述低温管束32的形状为U形。

具体地，高温管束12的作用是实现物料与冷却介质的第一次热交换。高温管束12为螺旋形，与直管相比，管程被很大程度地延长，低温管束32的作用是实现物料与冷却介质的第二低热交换。低温管束32为U形，与高温管束类似，同样延长管程，增加冷却效率，提高冷却效果。在分离产物中，改进设计，有利于纯度提升。

所述高温罐1的上侧设有第一出液口15，所述第一出液口15靠近高温罐进料口11；

所述高温罐1的下侧设有第一进液口14，所述第一进液口14靠近高温罐出料口13；

所述低温罐3的上侧设有第二出液口35，所述第二出液口35靠近低温罐进料口31；

所述低温罐3的下侧设有第二进液口34，所述第二进液口34靠近低温罐出料口33；

具体地，高温罐1和低温罐3的冷却介质都是从罐体的右下方进入，从左上方流出，与物料在高温管束12和低温管束32的流动方向相反，这种逆向流动的方式能够促进热交换的进行。

催化蒸馏塔底部MTBE产品经催化蒸馏塔进料MTBE产品换热器换热至85℃，再经MTBE冷却器冷却至40℃，换言之，在得到MTBE产品的过程中初始温度较高为85℃，冷却器需将MTBE产品的温度降至40℃，若冷却器内构造有更多的管束，对实现这一功能有利。

可选地，所述高温管束12包括数个高温管，每个所述高温管的直径逐渐减小，大直径对应的高温管套设于小直径对应的高温管的外侧。

可选地，所述低温管束32包括数个低温管，每个所述低温管沿低温罐3的轴线均布。

参见图2和图3，图2为本实用新型实施例示出的应用于MTBE装置的冷却器高温管束的剖面图；图3为本实用新型实施例示出的应用于MTBE装置的冷却器低温管束的剖面图；

由图2可知，高温管束包括第一高温管121，第二高温管122，第三高温管123，此处仅为示意图，仅表示管束的分布情况，并不仅限于三组管路，依罐体大小可设计多组管路。高温管束12由外至内多层布置，直径逐渐减小，大直径高温管套设于小直径对应的高温管的外侧，这样的布置不仅能增加管束的数量，也能留有足够的孔隙，便于冷却介质在高温罐1内的流动，保证较好的实现热交换过程。

由图3可知，低温管束包括第一低温管321，第二低温管322，第三低温管323，第四低温管324，第五低温管325，此处仅为示意图，仅表示管束的分布情况，并不仅限于五组管路，依罐体大小可设计多组管路。低温管束32沿低温罐3的轴线均匀分布，类似树枝的分布形式，可以排布更多的管束，节省空间，提高冷却效率。

MTBE作为主产品流量很大，流经管道，管道需承受较大压力，同理流经冷却器时，对冷却器也有不小的压力冲击。

所述高温罐出料口13口径小于所述缓冲箱2内壁高度；

热的物料通过高温罐进料口11进入高温管束12，在高温管束12内与管束外的冷却介质实现热交换，由高温罐出料口13被输送至缓冲箱2，由于高温管束12的管程不同，各管输送的物料温度有差异，进入缓冲箱2，可以对物料进行再次混合，使物料温度均匀。由于高温罐出料口13口径小于缓冲箱2的内壁高度，进入缓冲箱2的物料压力变小，再进入低温罐进料口31时，不会对低温罐进料口31造成过大的压力，长期使用不易损坏，节约维修更换成本，也能避免物料泄露，MTBE产品及其副产物一旦泄露，容易发生严重事故。

经过高温罐1冷却后的物料由低温罐进料口31进入低温管束32，低温管束32经过一次冷却的物料再进行一次冷却，由于低温管束32的管程相同，同等地对物料进行降温，保证同时冷却至所需温度。

可选地，所述冷却器还包括多个高温管板16和多个低温管板36；所述高温管板16设置于所述高温罐1内，所述低温管板36设置于所述低温罐3内；

所述高温管束12通过多个高温管板16固定于所述高温罐1的内壁上；

所述低温管束32通过多个低温管板36固定于所述低温罐3的内壁上。

具体地，高温管板16的作用是固定高温管束12，一方面使高温管束12不从高温罐1滑落，另一方面高温管束12的物料与管外的冷却介质存在温度差，容易导致高温管束12变形，高温管板16能够防止这种变形产生，防止高温管束12过早损坏。另外，高温管板16上设有多个透孔，所述数个管板上的透孔位置不对应，使罐体内的冷却介质能够自由通过，不会对管内物料与冷却介质的热交换造成阻碍。

低温管板36的作用是固定低温管束32，具体作用与高温管板16相似，区别在于作用位置不同，低温管板36作用于低温罐3内的低温管束上。

根据MTBE的工艺流程来看，冷却器分别设置成醚化外循环冷却器、MTBE产品冷却器、催化精馏塔顶冷却器、回收塔顶冷却器等。这就需要针对不同的工艺调整冷却的程度和冷却的方式。

可选地，所述冷却器还包括高温罐辅助出料口19和低温罐辅助出料口39；所述高温罐辅助出料口19设置于所述高温罐出料口13的下侧，所述低温罐辅助出料口39设置于所述低温罐出料口33的下侧；

所述高温管束12的出料口与所述高温罐辅助出料口19连通；

所述低温管束32的出料口与所述低温罐辅助出料口39连通。

具体地，高温罐辅助出料口19的作用是辅助出料。如果物料对于冷却的要求较低时，不需要进行二次冷却，此时不必卸下缓冲箱2和低温罐3，只需关闭高温罐出料口13，直接将物料通过高温罐辅助出料口19排出即可，避免更换元件的繁琐，提高生产效率。

低温罐辅助出料口39的作用也是辅助出料。所不同的是，低温罐辅助出料口39可以将从低温管束32过来的物料分流，更快的进入下一工序或多个工序。

因此，通过增设的辅助出料口，达到对冷却程度的控制，以及为后一个工序提供设备上的优化，有利于产品的多样化和纯化。

可选地，所述冷却器还包括高温罐排气阀17和低温罐排气阀37；

所述高温罐排气阀17设置于所述高温罐1的上侧；所述低温罐排气阀37设置于所述低温罐3的上侧。

具体地，高温罐排气阀17和低温罐排气阀37的作用都是排出高温罐1和低温罐3内多余气体，卸除压力，使冷却介质更好的与高温管束12以及低温管束32内的物料进行热交换。

可选地，所述冷却器还包括高温罐支架18和低温罐支架38；

所述高温罐支架18设置于所述高温罐1的下方；

所述低温罐支架38设置于所述低温罐3的下方。

具体地，高温罐支架18和低温罐支架38的作用是增加高温罐1和低温罐3的稳定性，防止安装过程的滚动滑移，安装后也可以起到固定作用。

可选地，所述冷却器还包括多个折流板310，所述折流板310等间距地固定于所述低温罐3的内壁上。

具体地，折流板310的作用是一定程度对冷却介质的流动造成阻挡，改变冷却介质在低温罐3中的流动方向，增加冷却介质与低温管束32的热交换次数，提高冷却效率。

由以上技术方案可知，本实用新型实施例提供了一种应用于MTBE装置的冷却器，包括高温罐1、缓冲箱2和低温罐3，高温罐1通过缓冲箱2与低温罐3连通。高温罐1和低温罐3串联后通过两次冷却对物料进行有效的降温，相较于单次冷却，能够更好地降低物料的温度；与缓冲箱2连通的高温罐出料口13的口径小于缓冲箱2的内壁高度，物料流入缓冲箱2后降低物料压力，不会使低温罐进料口31因长期压力过大，而造成损坏；高温管束12采用螺旋形，低温管束32采用U形，这种形状的管束延长管路在高温罐1和低温罐3通过的路程，提高管路内物料与管路外冷却介质的热交换程度，提高冷却效率，冷却效果优异。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种应用于MTBE装置的冷却器，其特征在于，包括：高温罐(1)、缓冲箱(2)和低温罐(3)，其中，

所述高温罐(1)的一端设有高温罐进料口(11)，所述高温罐(1)的另一端设有高温罐出料口(13)；所述高温罐进料口(11)的轴线与高温罐出料口(13)的轴线重合；

所述高温罐(1)的上侧设有第一出液口(15)，所述第一出液口(15)靠近高温罐进料口(11)；

所述高温罐(1)的下侧设有第一进液口(14)，所述第一进液口(14)靠近高温罐出料口(13)；

所述高温罐(1)内设有高温管束(12)，所述高温管束(12)的进料口与高温罐进料口(11)连通，所述高温管束(12)的出料口与高温罐出料口(13)连通；

所述高温罐出料口(13)口径小于所述缓冲箱(2)内壁高度；

所述高温管束(12)的轴向中心线与所述高温罐进料口(11)的轴线和高温罐出料口(13)的轴线重合；所述高温管束(12)的形状为螺旋形；

所述低温罐(3)的一端设有低温罐进料口(31)，所述低温罐(3)的另一端设有低温罐出料口(33)；所述低温罐进料口(31)的轴线与低温罐出料口(33)的轴线重合；

所述低温罐(3)的低温罐进料口(31)通过所述缓冲箱(2)与所述高温罐出料口(13)连通；

所述低温罐(3)的上侧设有第二出液口(35)，所述第二出液口(35)靠近低温罐进料口(31)；所述低温罐(3)的下侧设有第二进液口(34)，所述第二进液口(34)靠近低温罐出料口(33)；

所述低温罐(3)内设有低温管束(32)，所述低温管束(32)的进料口与低温罐进料口(31)连通，所述低温管束(32)的出料口与低温罐出料口(33)连通；

所述低温管束(32)的轴向中心线与所述低温罐进料口(31)的轴线和低温罐出料口(33)的轴线重合；所述低温管束(32)的形状为U形。

2.根据权利要求1所述的冷却器，其特征在于，还包括多个高温管板(16)和多个低温管板(36)；所述高温管板(16)设置于所述高温罐(1)内，所述低温管板(36)设置于所述低温罐(3)内；

所述高温管束(12)通过多个高温管板(16)固定于所述高温罐(1)的内壁上；

所述低温管束(32)通过多个低温管板(36)固定于所述低温罐(3)的内壁上。

3.根据权利要求1所述的冷却器，其特征在于，还包括高温罐辅助出料口(19)和低温罐辅助出料口(39)；所述高温罐辅助出料口(19)设置于所述高温罐出料口(13)的下侧，所述低温罐辅助出料口(39)设置于所述低温罐出料口(33)的下侧；

所述高温管束(12)的出料口与所述高温罐辅助出料口(19)连通；

所述低温管束(32)的出料口与所述低温罐辅助出料口(39)连通。

4.根据权利要求1所述的冷却器，其特征在于，还包括高温罐排气阀(17)和低温罐排气阀(37)；

所述高温罐排气阀(17)设置于所述高温罐(1)的上侧；所述低温罐排气阀(37)设置于所述低温罐(3)的上侧。

5.根据权利要求1所述的冷却器，其特征在于，还包括高温罐支架(18)和低温罐支架(38)；

所述高温罐支架(18)设置于所述高温罐(1)的下方；

所述低温罐支架(38)设置于所述低温罐(3)的下方。

6.根据权利要求1所述的冷却器，其特征在于，还包括多个折流板(310)，所述折流板(310)等间距地固定于所述低温罐(3)的内壁上。

7.根据权利要求1所述的冷却器，其特征在于，所述高温管束(12)包括数个高温管，每个所述高温管的直径逐渐减小，大直径对应的高温管套设于小直径对应的高温管的外侧。

8.根据权利要求1所述的冷却器，其特征在于，所述低温管束(32)包括数个低温管，每个所述低温管沿低温罐(3)的轴线均布。