[发明专利]一种设有壳程短路进口的管壳式换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种设有壳程短路进口的管壳式换热器，特别地本发明涉及一种设有壳程短路进口的管壳式高压换热器，更特别地本发明涉及一种设有壳程短路进口的烃类加氢装置用管壳式高压换热器。

背景技术

烃类加氢装置，通常反应流出物进入冷高压分离器分离出冷高分气、冷高分油，冷高分油降低压力进入低压分离器分离为低分气、低分油物流，低分油经过分离和或分馏的过程分离为常规气体产品、石脑油馏分、柴油馏分、重油等产品。

对于烃类加氢装置用高压换热器而言，加氢反应流出物通常一般流经管程，原料油或循环氢或混合反应进料或低分油等低温物流流经壳程，由于设计不可能绝对精确，其换热面积一般有富余。由于加氢反应流出物通常为气、液混相物流，不便设置旁路以控制传热量。通常设置壳程物流(单相或气相含量少的液相)旁路以控制传热量。当装置降低负荷率即降低处理量时，管、壳两侧物料量和预期传热量同时下降，换热面积过剩很大，为了控制传热量，必须将工艺物流分流为通过壳程的部分和通过壳程旁路的部分，从而降低了壳程内物流的相对量(壳程内物流量与管程内物流量的比值)，在管程物流入口温度、出口温度不变的条件下，壳程内物流的温度差大幅度增加，在壳程物流入口温度不变的条件下，壳程物流出口温度大幅度增加，对于现有设备而言，由于壳程物流的温升超过设计值将导致增大腐蚀速度或超过设备许可强度带来破坏；对于新设备而言，由于壳程物流的出口温度高，必须提高壳体厚度增加设备强度或更换高等级耐腐蚀材料；更有甚者，对于含有水、硫化氢的低分油或循环氢而言，单个壳程不宜同时出现低温硫化氢应力腐蚀条件和高温硫化氢腐蚀条件，由于目前缺乏能同时抵抗低温硫化氢应力腐蚀和高温硫化氢腐蚀的优良钢种，不得不设置两台换热器。

关于设有壳程短路进口的管壳式换热器，未见报道。

关于设有壳程短路进口的烃类加氢装置用管壳式高压换热器，未见报道。

本发明的目的在于提出一种设有壳程短路进口的烃类加氢装置用管壳式高压换热器；本发明的目的还在于提出一种设有壳程短路进口的管壳式高压换热器；本发明的目的还在于提出一种设有壳程短路进口的换热器。

本发明涉及一种设有壳程短路进口的换热器，通过控制换热物流通过短路进口的流量，控制壳程出口温度，特别适合于壳程物流升温的换热器，可以防止装置低负荷工况下，由于壳程物流的温升超过设计值而带来增大腐蚀速度或超过设备强度许可带来破坏。其特征在于换热器壳程除设置正常的进口和出口外，还设有一个短路进口。

发明内容

本发明一种管壳式换热器，管程设有管程进口、管程出口，壳程设有壳程进口、壳程出口，其特征在于：换热器壳体设有一个短路进口，短路进口位于壳程进口与管板之间。

本发明的特征进一步在于：通常短路进口与管板之间距离(A)，与壳程进口与管板之间距离(B)之比值(A/B)为0.05～0.75、最好为0.3～0.6。

具体实施方式

本发明一种管壳式换热器，管程设有管程进口、管程出口，壳程设有壳程进口、壳程出口，其特征在于：换热器壳体设有一个短路进口，短路进口位于壳程进口与管板之间，通常短路进口与管板之间距离(A)，与壳程进口与管板之间距离(B)之比值(A/B)为0.05～0.75、最好为0.3～0.6。

管板用于安装换热管。

与常规管壳式换热器相比，本发明管壳式换热器优点在于：

①对于烃类加氢装置用高压换热器而言，当装置降低负荷率时，为了控制传热量，工艺物流的一部分从短路进口以短路方式通过，从而调整了有效换热面积，在管程物流入口温度、出口温度不变、壳程物流入口温度不变的条件下，控制壳程物流出口温度基本不变。

②对于现有设备而言，由于壳程物流的温升超过设计值将导致增大腐蚀速度或超过设备强度许可带来破坏，采用本发明增加一个短路进口改造现有设备壳体，即可解决问题；

③采用本发明设计的设备，可以优化设备厚度、节省材料，或采用低等级耐腐蚀材料；

④采用本发明设计的设备，对于含有水、硫化氢的低分油或循环氢而言，可以控制单个壳程不会同时出现低温硫化氢应力腐蚀条件和高温硫化氢腐蚀条件，可减少换热器台数；

⑤本发明用于常规标准管壳式换热器，在增加极少造价的前提下，可增加传热调节能力，延长使用寿命。