换热分离器组合设备制造技术

一种换热分离器组合设备，换热分离器组合设备包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体通过变径段相连；上壳体内设有换热器，换热器与开设在上壳体顶部的热侧流体入口连通，上壳体上还开设有冷侧流体入口以及冷侧流体出口；下壳体内设有集气锥和分离器，且下壳体上开设有热侧气相出口、热侧轻液相出口以及热侧重液相出口；分离器包括进料集气室、出料集气室以及旋风分离内件；集气锥用于连通上壳体内的换热器和进料集气室。本实用新型专利技术可以满足处理大气量的要求，可实现热流体在换热降温的同时进行气‑液、气‑液‑液分离，以及分离出原料气中含有的固体杂质，减小易凝介质及固体颗粒堵塞换热管的风险。

【技术实现步骤摘要】
换热分离器组合设备
本技术涉及一种适用于煤化工、石油化工、天然气化工等需要换热分离工艺领域的换热分离器组合设备，尤其适合于换热介质流量大、介质含固的场合，属于换热、气-液、气-液-液分离

技术介绍
在煤化工、石油化工、天然气化工等工业生产过程中，换热、分离是必不可少的化工单元过程。气体换热降温过程中，当温度低于其露点温度时就会有冷凝液析出，而且析出的冷凝液可能为两个液相。为了后续生产，需要将换热后的气相和冷凝液进行分离，当冷凝液有两个液相时，还要进行液-液分离。一般情况下，换热、分离的整个过程分别通过换热器、气液分离器、液液分离器来完成，其中，换热器、气液分离器、液液分离器是完全独立的三套系统，通过工艺流程分别发挥各自的功能，尽管三套独立的系统可以独立的进行操作和控制，但是设备数量多，关联的管系多，工艺流程复杂，设备布置困难，增大结构负荷，设备及管道的安装工作量剧增，同时众多的设备导致占地面积大，并且换热器、气液分离器、液液分离器要分别进行调试运行，增加工厂的管理难度，因此设备投资费和运行费都很大。针对上述提到的分别配置换热器、气液分离器、液液分离器存在的缺陷，现有技术中也提出了将换热和分离的功能集于一体的换热分离器，目前这种设备的结构也有很多，但均存在不足，如处理气量能力有限，或是设备结构复杂，或是只进行气液分离，或是处理不了易堵塞的介质。在煤制油、石油炼制等行业中，高温油气处理量大，且含有重烃、水及固体颗粒，高温油气需要经过逐级冷却、分离得到合格的中间产品，同时气液分离能保护下游管线及压缩机等动力设备。现有煤制油的工艺装置规模一般都是百万吨级的，石油炼制更是千万吨级规模，高温油气处理气量大，使得换热、分离设备尺寸较大，所以大尺寸的换热分离器设计难度较大。与此同时，高温油气处理过程中，不可避免的会存在易凝介质或固体颗粒，采用传统的重力分离器、丝网除沫器，不仅设备尺寸巨大，而且重力式分离器精度差，丝网除沫器易出现堵塞。采用高效叶片分离器，尽管设备尺寸小，但是同样存在堵塞的问题。国内大型煤制油项目中，从费托反应器顶部出来的高温油气不仅处理的气量大，而且高温油气冷凝之后的油、水，不可避免夹带一些费托蜡或固体颗粒，冷却后蜡的粘度增加，它容易和析出的油、催化剂颗粒形成糊状物，增加了下游设备堵塞的风险，这给下游设备的换热和分离提出了苛刻的要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种换热分离器组合设备，其可以满足处理大气量的要求，可实现热流体在换热降温的同时进行气-液、气-液-液分离，以及分离出原料气中含有的固体杂质，减小易凝介质及固体颗粒堵塞换热管的风险。本技术所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：本技术提供一种换热分离器组合设备，所述换热分离器组合设备包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体通过变径段相连；所述上壳体内设有换热器，所述换热器与开设在所述上壳体顶部的热侧流体入口连通，所述上壳体上还开设有冷侧流体入口以及冷侧流体出口；所述下壳体内设有集气锥和分离器，且所述下壳体上开设有热侧气相出口、热侧轻液相出口以及热侧重液相出口；所述分离器包括进料集气室、出料集气室以及旋风分离内件；所述集气锥用于连通所述上壳体内的所述换热器和所述进料集气室。为避免因热侧高温油气造成的管子拉伸位移而损坏设备结构，所述热侧流体入口侧管箱为浮头式的内浮头；所述热侧流体入口与所述内浮头之间设有膨胀节。为了方便维修更换膨胀节，所述膨胀节通过法兰固定。为了减少污垢积存，所述换热器为单程直通管。为了解决换热器的壳侧流体的横向流易诱发的换热器的振动问题，所述换热器为窗口不布管式换热器，所述窗口不布管式换热器包括换热管、折流板、支持板和消声板，所述支持板之间的间距为200mm-600mm，所述消声板贯穿整个壳侧，与所述折流板的缺口方向垂直；或者，所述换热器为折流栅式换热器，所述冷侧流体入口以及冷侧流体出口处增设导流筒，所述导流筒内壁的开孔面积为壳侧管嘴面积的5-10倍。尤其在大型设备靠近边界处介质流速降低的情况下更容易堆积甚至堵塞，因此换热器和分离器相连的所述集气锥12做成斜角，所述集气锥为倒置的圆台形，所述集气锥的侧面与集气锥中心轴之间的夹角为30°-60°。优选地，所述进料集气室的直径为1000mm-2000mm。由于液相分层区下部的重相液体夹带较多固体颗粒，所述分离器底部排液设置抗堵塞破涡器。为了实现液-液分离，所述分离器下部还设有聚结板。优选地，所述聚结板与水平方向的夹角为30°-60°，板间距为10mm-40mm。综上所述，本技术可以满足处理大气量的要求，可实现热流体在换热降温的同时进行气-液、气-液-液分离，以及分离出原料气中含有的固体杂质，减小易凝介质及固体颗粒堵塞换热管的风险。下面结合附图和具体实施例，对本技术的技术方案进行详细地说明。附图说明图1为本技术换热分离器组合设备的结构示意图；图2A为窗口不布管式换热器的结构示意图；图2B为图2A的A-A截面剖视图；图3A为折流栅式换热器的结构示意图；图3B为图3A的B-B截面剖视图；图4A为第一旋风分离内件的分布剖视图；图4B为第一旋风分离内件的结构示意图；图5A为第二旋风分离内件的分布剖视图；图5B为第二旋风分离内件的结构示意图；图6A为聚结板的纵向剖视图；图6B为聚结板的横向剖视图。【附图标记说明】1-热侧流体入口；2-热侧气相出口；3—热侧轻液相出口；4-热侧重液相出口；5-冷侧流体入口；6-冷侧流体出口；7-膨胀节；8-检查孔；9-内浮头；10-上壳体；11-换热器；12-集气锥；13-进料集气室；14-检修人孔；15-旋风分离内件；151-第一旋风分离内件；152-第二旋风分离内件；16-上密封板；17-出料集气室；18-变径段；19-下壳体；20-聚结板；21-上隔板；22-排气管；23-下隔板；24-静液板；25-破涡器；26-装卸孔；27-分离器；28-上法兰对；29-下法兰对；111-换热管；112-折流板；113-消声板；114-支持板；115-折流栅；116-导流筒。具体实施方式下面结合附图进一步说明本技术。图1为本技术换热分离器组合设备的结构示意图。如图1所示，本技术实施例所述的换热分离器组合设备，包括上壳体10和下壳体19，所述上壳体10和下壳体19通过变径段18相连，通过设置变径段18，使得所述换热分离器组合设备能够适用于不同流量大小的介质，例如，当上壳体10的筒径小于下壳体19的筒径时，可以使所述上壳体10的结构更为紧凑，而使下壳体19内的分离效果更高，当然，本技术并不以此为限，所述上壳体10和下壳体19的筒径也可以相同。所述上壳体10内设有换热器11，所述换热器11与开设在所述上壳体10顶部的热侧流体入口1连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换热分离器组合设备，其特征在于，所述换热分离器组合设备包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体通过变径段相连；/n所述上壳体内设有换热器，所述换热器与开设在所述上壳体顶部的热侧流体入口连通，所述上壳体上还开设有冷侧流体入口以及冷侧流体出口；/n所述下壳体内设有集气锥和分离器，且所述下壳体上开设有热侧气相出口、热侧轻液相出口以及热侧重液相出口；/n所述分离器包括进料集气室、出料集气室以及旋风分离内件；所述集气锥用于连通所述上壳体内的所述换热器和所述进料集气室。/n

【技术特征摘要】
1.一种换热分离器组合设备，其特征在于，所述换热分离器组合设备包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体通过变径段相连；
所述上壳体内设有换热器，所述换热器与开设在所述上壳体顶部的热侧流体入口连通，所述上壳体上还开设有冷侧流体入口以及冷侧流体出口；
所述下壳体内设有集气锥和分离器，且所述下壳体上开设有热侧气相出口、热侧轻液相出口以及热侧重液相出口；
所述分离器包括进料集气室、出料集气室以及旋风分离内件；所述集气锥用于连通所述上壳体内的所述换热器和所述进料集气室。


2.如权利要求1所述的换热分离器组合设备，其特征在于，所述热侧流体入口侧管箱为浮头式的内浮头；所述热侧流体入口与所述内浮头之间设有膨胀节。


3.如权利要求2所述的换热分离器组合设备，其特征在于，所述膨胀节通过法兰固定。


4.如权利要求1所述的换热分离器组合设备，其特征在于，所述换热器为单程直通管。


5.如权利要求4所述的换热分离器组合设备，其特征在于，所述换热器为窗口不布管式换热器，所述窗口...

【专利技术属性】
技术研发人员：马林玉，周文贵，武秀丽，余晓忠，白亮，杨勇，李永旺，
申请(专利权)人：中科合成油工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11