CN209060583U - 一种环己醇自回热精馏塔用再沸器 - Google Patents

Abstract

一种环己醇自回热精馏塔用再沸器，其特征在于：所述再沸器包括再沸器壳程和管程（2），所述管程（2）是由横向均匀分布的金属管构成的再沸器内换热管簇，在管程（2）的一端设置有与来自压缩机的环己醇蒸汽进口（1），在管程（2）的另一端设置有与再沸器外环己醇收集系统相连的管程蒸汽出口（3），在再沸器壳程一端的上方设置有与精馏塔回流液体相连的再沸器壳程回流液进料口（4），在再沸器壳程另一端的上方设置有与精馏塔相连的壳程蒸汽出口（5），位于再沸器底部的气液分离器（6）与蒸馏釜相连。

Description

一种环己醇自回热精馏塔用再沸器

技术领域

本实用新型属于化工精馏领域，涉及一种适用于环己醇自回热精馏塔用再沸器。

背景技术

环己醇，分子式C₆H₁₂O，分子量100.16，熔点25.2℃，沸点161℃，密度（20/4℃）0.9624g/cm³，折光率1。4641，无色晶体或液体，有樟脑和杂醇油的气味，有吸湿性，易燃烧，稍溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯、二硫化碳、乙酸乙酯和松节油等。主要用作有机合成原料和溶剂等。

传统环己醇生产中精馏过程为：精馏塔塔顶采出的精环己醇蒸汽，需用大量冷却水经换热器冷凝变为液体精环己醇成品，此时的精环己醇蒸汽热焓值很高，经冷却水换热后这部分热能也白白损失掉了。将精馏塔塔顶采出的精环己醇蒸汽经压缩机压缩后提高热焓值，可以用作再沸器的热源，大大地减少中压蒸汽的消耗量，具有显著的经济效益。原精馏塔用再沸器采用的是竖管降膜蒸发，所用热源为中压蒸汽，蒸汽自上而下进入再沸器管程，加热换热管簇后变为低压蒸汽排出；精馏塔回流液沿再沸器换热管簇外壁自上而下降膜蒸发，由于重力作用使得液膜在管壁停留时间较短，阻碍了环己醇物料的传质传热过程，使物料的汽化率降低，对环己醇精馏塔的精馏效果产生影响。

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种适用于环己醇自回热精馏塔用再沸器。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的适用于环己醇自回热精馏塔用再沸器包括再沸器壳程和管程，所述管程是由横向均匀分布的金属管构成的再沸器内换热管簇，在管程的一端设置有与来自压缩机的环己醇蒸汽进口，在管程的另一端设置有与再沸器外环己醇收集系统相连的管程蒸汽出口，在再沸器壳程一端的上方设置有与精馏塔回流液体相连的再沸器壳程回流液进料口，在再沸器壳程另一端的上方设置有与精馏塔相连的壳程蒸汽出口，位于再沸器底部的气液分离器与蒸馏釜相连。

本实用新型中所述再沸器内换热管簇为水平设置的横管降膜式结构（横管降膜的传热系数大于竖管降膜，结构紧凑，减少占地面积和设备高度；横管降膜传热管两侧均为相变换热区，具有优良换热性能；回流液在蒸发管外壁形成的液膜作圆周降膜流动，可有效降低再沸器内水平管的分布空间），再沸器材质均为304型不锈钢，再沸器直径800mm，长度1200mm，换热管直径20mm，管间距10mm均布，进出口管径80mm。

本实用新型的工作原理如下：

来自压缩机的环己醇蒸汽作为热源通过进入再沸器的管程，将横管排列的换热管簇加热后经出口去往环己醇收集系统；精馏塔回流液体通过壳程进料口进入再沸器，再沸后产生的蒸汽经出口进入精馏塔，少量未汽化的液体经再沸器底部的气液分离器回到蒸馏釜继续汽化。

本实用新型中所述横管降膜再沸系统是物料分子由液相向汽相转移的传热传质过程，其热传递主要依赖导热和对流换热，质传递主要依赖分子扩散和对流扩散。溶液通过布液器均匀地喷淋在横管外壁面，形成液膜沿圆周做降膜流动。管内用蒸汽进行加热，通过管壁与液膜进行热交换，使液膜升温。随着液膜温度的升高，物料蒸汽分子首先进入紧贴液膜表面的边界层，当该边界层物料蒸汽层的分压力大于周围的蒸汽分压力时，边界层的物料蒸汽分子就会向周围空间扩散，而液膜中的物料分子也不断地脱离液膜表面进入边界层；随着与液膜接触的壁面温度的持续升高，传递给液膜的热流密度不断增加，膜层的物料分子不断脱离液膜表面变成蒸汽分子，蒸发过程便不断进行。其优势为：横管降膜的传热系数大于竖管降膜蒸发；传热管两侧均为相变换热区；物料形成的液膜在水平蒸发管的外壁面作圆周降膜流动；再沸器换热性能优越，结构紧凑，有效减少分布空间。

本实用新型的有益效果如下：

采用本实用新型的装置可以增加管簇的传热系数，有效提高再沸器的换热效率，且装置结构紧凑，减少了占地面积和设备高度；由于横管降膜传热管两侧均为相变换热区，使其具有优良换热性能，回流液在蒸发管外壁形成的液膜作圆周降膜流动，可降低再沸器内水平管的分布空间。

附图说明

图1 是本实用新型的主视图。

图2是图1的横剖视图。

图中序号名称:1是环己醇蒸汽进口，2是管程，3是管程蒸汽出口，4是再沸器壳程回流液进料口，5是壳程蒸汽出口，6是再沸器底部的气液分离器。

具体实施方式

本实用新型以下将结合实施例（附图）作进一步描述：

如图1、2所示，本实用新型的适用于环己醇自回热精馏塔用再沸器包括再沸器壳程和管程2，所述管程2是由横向均匀分布的金属管构成的再沸器内换热管簇，在管程2的一端设置有与来自压缩机的环己醇蒸汽进口1，在管程2的另一端设置有与再沸器外环己醇收集系统相连的管程蒸汽出口3，在再沸器壳程一端的上方设置有与精馏塔回流液体相连的再沸器壳程回流液进料口4，在再沸器壳程另一端的上方设置有与精馏塔相连的壳程蒸汽出口5，位于再沸器底部的气液分离器6与蒸馏釜相连。

本实用新型中所述再沸器内换热管簇为水平设置的横管降膜式结构（横管降膜的传热系数大于竖管降膜，结构紧凑，减少占地面积和设备高度；横管降膜传热管两侧均为相变换热区，具有优良换热性能；回流液在蒸发管外壁形成的液膜作圆周降膜流动，可有效降低再沸器内水平管的分布空间），再沸器材质均为304型不锈钢，再沸器直径800mm，长度1200mm，换热管直径20mm，管间距10mm均布，进出口管径80mm。

本实用新型工作原理如下及工艺如下：

在横管降膜再沸系统中，物料分子由液相向汽相转移的传热传质过程，其热传递主要依赖导热和对流换热，质传递主要依赖分子扩散和对流扩散。溶液通过布液器均匀地喷淋在横管外壁面，形成液膜沿圆周做降膜流动。管内用蒸汽进行加热，通过管壁与液膜进行热交换，使液膜升温。随着液膜温度的升高，物料蒸汽分子首先进入紧贴液膜表面的边界层，当该边界层物料蒸汽层的分压力大于周围的蒸汽分压力时，边界层的物料蒸汽分子就会向周围空间扩散，而液膜中的物料分子也不断地脱离液膜表面进入边界层；随着与液膜接触的壁面温度的持续升高，传递给液膜的热流密度不断增加，膜层的物料分子不断脱离液膜表面变成蒸汽分子，蒸发过程便不断进行。

来自压缩机的环己醇蒸汽作为热源通过环己醇蒸汽进口1进入再沸器的管程2，将横管排列的换热管簇加热后经管程蒸汽出口3去往环己醇收集系统；精馏塔回流液体通过再沸器壳程回流液进料口4进入再沸器，再沸后产生的蒸汽经壳程蒸汽出口5进入精馏塔，少量未汽化的液体经再沸器底部的气液分离器6回到蒸馏釜继续汽化。

本实用新型的经济效益分析如下：

与传统装置、工艺过程相比较，采用本实用新型的一种环己醇自回热精馏塔用再沸器。原精馏塔用再沸器采用的是竖管降膜蒸发，所用热源为中压蒸汽，蒸汽自上而下进入再沸器管程，加热换热管簇后变为低压蒸汽排出；精馏塔回流液沿再沸器换热管簇外壁自上而下降膜蒸发，由于重力作用使得液膜在管壁停留时间较短，阻碍了环己醇物料的传质传热过程，使物料的汽化率降低，对环己醇精馏塔的精馏效果产生影响。采用本实用新型有效提高了再沸器传热系数，使精馏塔效率增加10%以上，可节约中压蒸汽0.3t/h，每年运行时间按8000h、中压蒸汽175元/t计算，每年操作费用节约42万元，降低了能耗和生产成本。

Claims (2)

1.一种环己醇自回热精馏塔用再沸器，其特征在于：所述再沸器包括再沸器壳程和管程（2），所述管程（2）是由横向均匀分布的金属管构成的再沸器内换热管簇，在管程（2）的一端设置有与来自压缩机的环己醇蒸汽进口（1），在管程（2）的另一端设置有与再沸器外环己醇收集系统相连的管程蒸汽出口（3），在再沸器壳程一端的上方设置有与精馏塔回流液体相连的再沸器壳程回流液进料口（4），在再沸器壳程另一端的上方设置有与精馏塔相连的壳程蒸汽出口（5），位于再沸器底部的气液分离器（6）与蒸馏釜相连。

2.根据权利要求1所述的环己醇自回热精馏塔用再沸器，其特征在于：所述再沸器内换热管簇为水平设置的横管降膜式结构，再沸器材质均为304型不锈钢，再沸器直径800mm，长度1200mm，换热管直径20mm，管间距10mm均布，进出口管径80mm。