[发明专利]壳管式热交换器

说明书

优先权声明

本申请要求2015年3月2日提交的美国申请No.14/635446的优先权，该美国申请的内容在此通过引用整体并入。

背景技术

通常，在诸如煤油、柴油、汽油、渣油的加氢处理装置和加氢裂化装置的加氢处理装置中，富氢再循环气体和新鲜烃进料在利用可从反应器流出物获得的热的一系列热交换器中被预热。热的烃进料和再循环气体在进料加热器的入口处混合在一起以形成组合的进料流。进料加热器向该组合流提供必要的热以获得期望的反应器入口温度。该特定流动方案被称为分离式热交换器方案。分离式热交换器流动方案(separate heat exchangerslow scheme)用于这样的单元，所述单元需要两个以上用于进料加热器的分程(pass)。这种流动方案增加了设备数量和所需的占用空间。

图1是用于使用反应器流出物预热新鲜烃进料和富氢再循环气体的布置结构的一个实施例的图示。

烃进料105在第一反应器流出物-进料热交换器110和第二反应器流出物-进料热交换器115中被预热而形成经预热的烃进料流120。

富氢再循环气体125在第一反应器流出物-再循环气体热交换器130、第二反应器流出物-再循环气体热交换器135和第三反应器流出物-再循环气体热交换器140中被预热而形成经预热的再循环气体流145。

经预热的烃进料流120和经预热的再循环气体流145组合而形成经预热的组合进料流150。经预热的组合进料流150在进料加热器155中被加热而形成经加热的进料流160。

经加热的进料流160被送至反应器165。来自反应器165的反应器流出物流170被相继送至第三反应器流出物-再循环气体热交换器140、第二反应器流出物-进料热交换器115、第二反应器流出物-再循环气体热交换器135、第一反应器流出物-进料热交换器110和第一反应器流出物-再循环气体热交换器130。

经冷却的反应器流出物流175然后可以被送出以进行气液分离(未示出)。

多个热交换器(在本例中为五个)增加了设备成本和所需的空间。因此，需要这样一种热交换器设计，其允许针对需要两个以上加热器分程的方案而使用一个交换器机构(train)。

发明内容

本发明的一方面是一种显著降低了设备成本、资金成本和占用空间需求的壳管式热交换器。在一个实施例中，所述壳管式热交换器包括：壳程，该壳程具有将壳体分隔成至少两个隔室的隔板，每个所述隔室都具有进料入口和进料出口；和管程，所述管程包括在所述壳体中的多个管，每个所述隔室中有至少一个管，并且所述管程具有流出物入口和流出物出口。

本发明的另一方面是一种使用反应器流出物来加热用于反应区的进料和气体流的方法。在一个实施例中，该方法包括提供如上所述的壳管式热交换器。所述进料流被分流成至少两个部分。所述进料流的所述两个部分从每个隔室的所述进料入口来到进料出口，并且所述反应器流出物从所述流出物入口来到所述流出物出口以预热所述进料流的所述两个部分。在进料加热器中加热所述进料流的这两个经预热的部分。将来自进料加热器的进料流的两个经加热的部分导入所述反应区中。

附图说明

图1是用于使用反应器流出物来预热进料和富氢再循环气体的现有技术分离式热交换器构型的图示。

图2是本发明的壳管式热交换器的一个实施例的图示。

图3是用于使用反应器流出物来预热组合进料流并且将本发明的壳管式热交换器用于双进料加热器分程(pass)构型的构型的一个实施例的图示。

图4是用于使用反应器流出物来预热组合进料流并且将本发明的壳管式热交换器用于四进料加热器分程(pass)构型的构型的另一实施例的图示。

具体实施方式

壳管式热交换器具有分流式壳体(split shell)设计。壳程/壳侧(shellside)具有将壳体分隔成至少两个单独的隔室的隔板。每个隔室都具有进料入口和进料出口。管程/管侧(tube side)具有多个管，并且在每个隔室中存在至少一个管。管程具有流出物入口和流出物出口。进料入口、进料出口、流出物入口和流出物出口通常是喷嘴/管口。

通常，隔室的大小基本上相等(例如，在±10％以内)。