本发明专利技术涉及一种热交换器(1)，其包括：至少两根热交换器管(3)的束，其中热交换器管(3)的束垂直定向，并由热交换器管板(31)封端；热交换器壳体(5)，其包围热交换器管(3)的束，其中在热交换器壳体(5)中，液体传热介质(7)在热交换器管(3)的束周围穿过；热交换器罩(9)，其在上面封端热交换器壳体(5)；热交换器底部(11)，其在下面封端热交换器壳体(5)底部；传热介质(7)的给料点(13)，其在热交换器壳体(5)上通入热交换器(1)；传热介质(7)的出口(15)，其在热交换器壳体(5)上从热交换器(1)导出；以及紧急泄放口(17)，其在接近热交换器罩(9)处布置。热交换器(1)的特征在于，热交换器(1)包括在接近热交换器底部(11)处布置的安全装置(19)。本发明专利技术还涉及一种反应器设备(101)，其包括：反应器(27)；本发明专利技术的热交换器(1)，其连接至反应器(27)；以及泵(29)，其连接至反应器(27)和/或热交换器(1)，用于使液体传热介质(7)中的至少一些循环的。最后，本发明专利技术涉及用于控制反应器(27)的温度的方法以及本发明专利技术的热交换器(1)的用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及热交换器、涉及包括反应器和该热交换器的反应器设备(arrangement)以及涉及控制反应器温度的方法。用于反应器及类似装置的热交换器原则上由现有技术已知。例如，DE 22 07 166 A1记载了包含环流传热介质的用于反应装置的冷却组件，其中在用于传热介质的反应容器外部布置循环泵和冷却器。其中，循环泵和冷却器容置在两个并排设置的壳体中。此外，用于传热介质的膨胀容器布置在泵壳体上方并与泵壳体连通，并且用于冷却剂的蒸汽分离器直接布置在冷却器壳体上方并与冷却器管连通。在膨胀容器的盖中可以布置防爆盘。关于改变管壳式反应器(shell-and-tube reactor)的温度的方法，DE 10 2006 034 811 A1记载了对冷却介质无特殊限制的盐浴冷却器。该冷却器具有均衡容器，其中布置有填充液位计。当达到预定的填充液位时，过量的传热介质经溢出泄放口和/或紧急泄放口流走。除了在传热介质过度膨胀时使用外，紧急泄放口还在例如倘若蒸发冷却器管破裂时发挥作用。当将所讨论类型的热交换器作为冷却器运行时，泄漏的时刻极其危险。冷却器管含有压力为50巴以上的水/水蒸汽。这些冷却器管之一的破裂则会迫使水以此压力进入传热介质中。由于液体传热介质在例如约280℃的温度下循环，所以水立即汽化，并因此产生高压的自发积累。如上所述，现有技术因而包括预防措施，以便在过压的情况下从热交换器(即，冷却器)释放压力。然而，这些装置尚未在实践中得到充分证明。所讨论类型的热交换器，特别是盐浴冷却器，能够计量4m至8m之间的高度。尽管极度小心并进行良好的设备维护，现有技术中所描述的冷却器管破裂这种不大可能发生的情况在实践中却仍一再发生。就此而言，已注意到这种管破裂主要发生在冷却器管的下部区域，即，仅距冷却器管板的短距离处。当使用的冷却介质为水(其被传热介质汽化)时，它通常以液体形式存在，直到冷却器管下部区域的一定高度。实践中，在此特定区域中屡次观察到管破裂，并且这些管破裂尤其可归因于不正确的冷却器操作。管破裂的另一个原因可能是给水品质不足，导致原因不明的应力和/或腐蚀。当发生管破裂时，则蒸汽需要穿过其上方的传热介质柱或移动传热介质，以便经由现有技术已知的紧急泄放口或经防爆盘而释放积累的压力。这种穿过或移动可行，只是难度极大，特别是在常规使用的密度相对高的传热介质(例如密度为2的盐浴)的情况下。结果是，冷却器夹套暴露于通常并非为其设计的压力下。所讨论类型的热交换器(即，特别是包含液体传热介质的冷却器)通常为无增压设计。在最坏的情况下，由管破裂引起的压力积累能够导致冷却器夹套本身撕裂以及传热介质向外溢出。这对人体健康和环境造成了严重危险。鉴于现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供改进的热交换器，其确保特别是发生泄漏情况下的迅速而安全地卸压。另一目的是提供相应的反应器设备以及详述控制反应器温度的方法，其中所述设备和所述方法不具有现有技术的缺点。在本专利技术的第一方面，上文提及的目的通过热交换器(1)实现，其包括：-至少两根的热交换器管(3)的束，其中热交换器管(3)的束已经垂直定向，并在底部由热交换器管板(31)封端，-热交换器壳体(5)，其包围热交换器管(3)的束，其中在热交换器壳体(5)中，液体传热介质(7)围绕热交换器管(3)的束穿过，-热交换器罩(9)，其密封热交换器壳体(5)的顶部，-热交换器底部(11)，其密封热交换器壳体(5)的底部，-传热介质(7)的给料点(13)，其中所述给料点提供在热交换器壳体(5)上，并导入热交换器(1)，-传热介质(7)的出口(15)，其中所述出口提供在热交换器壳体(5)上，并从热交换器(1)导出，-紧急泄放口(17)，其布置在接近热交换器罩(9)处。热交换器(1)包括布置在接近热交换器底部(11)处的安全装置(19)。在本专利技术的第二方面，将上文所述的热交换器(1)集成至反应器设备(101)中。该反应器设备(101)包括：-反应器(27)，-热交换器(1)，其如上文所定义，连接至反应器(27)，-泵(29)，其用于使液体传热介质(7)中的至少一些循环，其中所述泵连接至反应器(27)和/或热交换器(1)。在本专利技术的第三方面，本专利技术的控制反应器(27)温度的方法可以使用本专利技术的热交换器(1)或本专利技术的反应器设备(101)实施。该方法包括如下步骤：a)将由反应器(27)在第一温度T1下排出的液体传热介质(7)中的至少一些经由给料点引入至上文所定义的热交换器(1)中，b)使液体传热介质(7)在围绕热交换器(1)的热交换器管(3)穿过，以在传热介质(7)与热交换器管(3)之间交换热量，c)由热交换器(1)在第二温度T2下排出液体传热介质(7)，并将液体传热介质(7)供给至反应器(27)，其中，在热交换器(1)中的压力升高的情况下，产生的过压通过至少一个安全装置(19)降低。如果关于本专利技术的热交换器(1)和/或本专利技术的反应器设备(101)，以下描述也列出了方法特征，则它们优选与下文所更具体限定的本专利技术的方法有关。本专利技术的热交换器(1)具有如下优点：由于安全装置(19)设置在接近热交换器底部(11)处，因而液体传热介质(7)侧的过压可以快速并安全地降低，而无需使热交换器(1)中的传热介质(7)移动或使其通过热交换器(1)的大部分高度。因此，提供了基本上防止所有压力升高的热交换器(1)。此外，提供安全装置(19)意味着热交换器壳体(5)可以是无增压设计，并且这体现在热交换器(1)和设备整体的成本上。在这种情况下，无增压意指对于大于5巴的压力无需采取预防措施。当然，热交换器壳体(5)连同热交换器罩(9)和热交换器底部(11)针对最高达3巴的压力来设计，所述压力由传热介质(7)流体静力学地施加，并且由用于传热介质(7)的循环泵产生。与热交换器罩(9)和热交换器底部(11)相关的措词“接近”，意指将紧急泄放口(17)布置在热交换器壳体(5)的上三分之一处，特别是上四分之一处；以及将安全装置(19)布置在热交换器壳体(5)的下三分之一处，特别是下四分之一处，并且非常特别优选为下五分之一处。下文中，更详细地描述本专利技术。本专利技术首先提供一种热交换器(1)，其包括至少两根的热交换器管(3)的束、热交换器壳体(5)、热交换器罩(9)、热交换器底部(11)、给料点(13)和出口(15)以及紧急泄放口(17)。本专利技术的热交换器(1)值得注意之处在于，其包括在接近热交换器底部(11)处布置的安全装置(19)。在具体实施方案中，本专利技术的热交换器(1)为冷却器。在本专利技术的热交换器(1)的一个改进中，安全装置(19)为紧急减压装置。出于本专利技术的目的，“紧急减压装置”应理解为意指基本上这样的管：其在接近热交换器底部(11)处从热交换器壳体(5)导出，并且基本垂直向上引导，使得紧急减压装置达到至少高于液体传热介质(7)在热交换器壳体(5)中的液位。这可用于补偿在灌注通过热交换器管的束时产生的压力下降。在正确的操作中，将安全装置(19)用液体传热介质(7)填充至特定液位。安全装置(19)优选提供有伴随加热(trace heating)，以便使液体传热介质(7)保持与热交换器(1)内部的传热介质(7)基本相同的粘度。此刻情况下，当压力在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热交换器(1)，其包括：‑至少两根的热交换器管(3)的束，其中热交换器管(3)的束已经垂直定向，并在底部由热交换器管板(31)封端，‑热交换器壳体(5)，其包围热交换器管(3)的束，其中在热交换器壳体(5)中，液体传热介质(7)围绕热交换器管(3)的束穿过，‑热交换器罩(9)，其密封热交换器壳体(5)的顶部，‑热交换器底部(11)，其密封热交换器壳体(5)的底部，‑传热介质(7)的给料点(13)，其中所述给料点提供在热交换器壳体(5)上，并导入热交换器(1)，‑传热介质(7)的出口(15)，其中所述出口提供在热交换器壳体(5)上，并从热交换器(1)导出，‑紧急泄放口(17)，其布置在接近热交换器罩(9)处，其中热交换器(1)包括布置在接近热交换器底部(11)处的安全装置(19)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.18 DE 102014103691.3;2014.03.18 US 61/954,1.一种热交换器(1)，其包括：-至少两根的热交换器管(3)的束，其中热交换器管(3)的束已经垂直定向，并在底部由热交换器管板(31)封端，-热交换器壳体(5)，其包围热交换器管(3)的束，其中在热交换器壳体(5)中，液体传热介质(7)围绕热交换器管(3)的束穿过，-热交换器罩(9)，其密封热交换器壳体(5)的顶部，-热交换器底部(11)，其密封热交换器壳体(5)的底部，-传热介质(7)的给料点(13)，其中所述给料点提供在热交换器壳体(5)上，并导入热交换器(1)，-传热介质(7)的出口(15)，其中所述出口提供在热交换器壳体(5)上，并从热交换器(1)导出，-紧急泄放口(17)，其布置在接近热交换器罩(9)处，其中热交换器(1)包括布置在接近热交换器底部(11)处的安全装置(19)。2.根据权利要求1所述的热交换器(1)，其中第二安全装置(19)为紧急减压装置。3.根据权利要求1或2所述的热交换器(1)，其中安全装置(19)的自由横截面积与热交换器管(3)的自由横截面积之比在15与1600之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器(1)，其中热交换器(1)包括：传热介质(7)的容纳装置(21)，其中所述容纳装置在安全装置(19)和/或紧急泄放口(17)的下游处连接。5.根据权利要求1至4中任一项所述的热交换器(1)，其中热交换器(1)包括用于将液体传热介质(7)从气相中移出的装置。6.根据权利要求1至5中任一项所述的热交换器(1)，其中热交换器(1)在安全装置(19)与容纳装置(21)之间包括用于部分液体传热介质(7)的分离器(23)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的热交换器(1)，其中热交换器(1)包括内部构件(25)，其用于使液体传热介质(7)转向，并且内部构...
【专利技术属性】
技术研发人员：U·汉孟恩，T·沃尔特，A·施劳特，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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