一种换热分离一体化设备制造技术

一种换热分离一体化设备，由上部的换热模块和下部的分离模块贯通连接构成的一体化结构；分离模块由下降管和分离内件组成；下降管上端通过分离模块入口筒体和换热模块热侧介质出口贯通连接，分离模块筒体上端和分离模块入口筒体外壁密封连接；下降管下端安装有气体扩散器，在气体扩散器上方的下降管上间隙套装分离组件支撑框架，该分离组件支撑框架内安装分离内件，所述分离组件支撑框架的底框上设有过孔，该过孔和降液管贯通连接，降液管的另一端延伸至分离模块筒体下端的最低液位以下。本发明专利技术降低了气体温度，提高了气体干度，对下游处理设备起到了有效的保护。处理设备起到了有效的保护。处理设备起到了有效的保护。

【技术实现步骤摘要】
一种换热分离一体化设备


[0001]本专利技术涉及换热分离
，特别是涉及化工行业的正丁烷氧化法制顺酐工艺中使用的一种换热分离一体化设备。

技术介绍

[0002]换热分离是正丁烷氧化法制顺酐技术重要组成部分，得到低温、纯净的反应气是正丁烷氧化法制顺酐的重要过程之一，而换热分离器是该技术的关键设备，其性能直接影响顺酐生产系统的的安全、稳定运行。
[0003]换热分离装置在顺酐生产系统中的主要作用是：降低反应气温度、分离反应气中的液体和催化剂固体颗粒。基本工艺流程为：高温反应气进入换热模块与冷媒进行换热；被降温后的高温反应气进入分离模块完成气、液固分离。工业中常见的换热分离装置由换热模块和分离模块组成。其中，换热模块结构采用管壳式等换热器；分离模块的主要分离元件为旋流分离元件和液体聚结元件。
[0004]常见的旋流分离元件，如中国专利202110522996.2公开了一种高效换热分离器，该设备用旋风管分离气体中的液体和固体微粒，降低了气体温度，提高了气体干度，对后续的处理设备起到了有效的保护。但该设备只有一次分离，分离效率低，且设备压降大，能耗高。
[0005]常见的液体聚结元件，如鲍尔环，存在分离器易堵塞、下游溶剂污染等问题，导致设备频繁切换，劳动强度大，不安全因素增加，生产废料增加。上述换热分离装置占地面积大，分离方法单一，分离效率低。为达到较高分离效率，通常需要较高的能耗。
[0006]中国专利201821864709.6公开了循环换热分离器的分离器内件，该设备利用旋流分离原理对气体夹带的重质油和催化剂颗粒进行分离，再利用聚结板对含液气体进行聚结分离，从而保障循环换热分离器分离功能段的安全、稳定运行用。该设备虽然组合了旋流分离与聚结分离两种方法，但设备结构不太合理，不能充分发挥旋流分离原件的性能，能耗依然较高。
[0007]此外，正丁烷氧化法制顺酐，反应气成分复杂，腐蚀性大，易粘结生焦，严重影响换热分离装置的运行周期和使用寿命。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种换热分离一体化设备，以解决传统的气液换热分离工艺装置存在的占地面积大、效率低、易堵塞、使用寿命短和维护复杂等技术问题。
[0009]本专利技术所采用的技术方案为：一种换热分离一体化设备，该设备是由上部的换热模块和下部的分离模块贯通连接构成的一体化结构；该分离模块由分离模块筒体内的下降管和分离内件组成；该下降管上端通过分离模块入口筒体和换热模块热侧介质出口贯通连接，所述分离模块筒体上端和分离模块入口筒体外壁密封连接；下降管下端安装有气体扩散器，在气体扩散器上方的下
降管上间隙套装分离组件支撑框架，该分离组件支撑框架内安装分离内件，所述分离组件支撑框架上端被支撑框架顶部密封板密封，下端的底框外缘与分离模块筒体内壁之间由支撑框架下部环状密封隔板密封，所述分离组件支撑框架的底框上设有过孔，该过孔和降液管贯通连接，降液管的另一端延伸至分离模块筒体下端的最低液位以下。
[0010]所述下降管下端十字对称径向连接气体扩散器。
[0011]所述气体扩散器从中心向外呈整体下斜安装，下斜角度10
°
~15
°
。
[0012]所述分离模块筒体上部的分离模块气体出口处设有气体破涡器。
[0013]所述分离内件为聚结波纹板，该聚结波纹板是圆环形且具有径向通道的聚结板片，径向通道入口至出口的方向上流体通道窄入宽出。
[0014]所述换热模块的热侧介质出口至聚结波纹板前的通道内设有至少一组喷淋组件。
[0015]本专利技术的优点是：降低了气体的温度，提高了气体干度，对下游处理设备起到了有效的保护。而且结构简单、紧凑、处理量大、占地面积小，操作方便，性能可靠，单台设备连续使用时间12个月以上。换热和分离效率高，分离器出口反应气中固体粉尘去除率99.999 %，焦油含量小于0.1PPm, 粒径＞5μm的液滴脱除率大于99.5％。本专利技术特别适合化工领域正丁烷氧化法制顺酐等相关气液处理工艺使用。
附图说明
[0016]图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术分离模块的俯视图；图3为本专利技术分离组件支撑框架示意图；图4为本专利技术聚结波纹板布置示意图；图5为本专利技术所采用的气体扩散器示意图；图中编号：1—裙座 2—分离模块、3—换热模块、4—换热模块筒体、5—热侧介质入口、 6—热侧介质出口、7—分离模块气体出口、8—分离器排污口、9—喷淋口、10—冷侧介质出口、11—冷侧介质入口、12—喷淋组件、13—聚结波纹板、14—气体扩散器、15—降液管、16—液体破涡器、17
‑
1,17
‑
2—第一、第二设备连接法兰 18—下降管、19—气体破涡器、 20—人孔、 21—分离组件支撑框架、 22
‑
支撑框架顶部密封板、23
‑
分离模块筒体、 24
‑
分离模块入口筒壁、25
‑
支撑框架下部环状密封隔板。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本专利技术进一步说明。
[0018]参见图1，一种换热分离一体化设备，该设备是由上部的换热模块3和下部的分离模块2贯通连接构成的一体化结构，由裙座1支撑；换热模块3包含但不限于管壳式换热器,换热模块3上端通过第一设备法兰17
‑
1和换热模块筒体4连接，而换热模块筒体4顶部设有热侧介质入口5；换热模块3下端通过第二设备法兰17
‑
2和分离模块入口筒体24连通；在换热模块3下部设有冷侧介质入口11，换热模块3上部设有冷侧介质出口10；所述分离模块2由分离模块筒体内的下降管18和分离内件组成；该下降管18上端通过分离模块入口筒体24和换热模块3的热侧介质出口6贯通连接，所述分离模块筒体上端和分离模块入口筒体24外壁密封连接；所述下降管18下端安装有气体扩散器14，在气体扩散器14上方的下降管18上间
隙套装分离组件支撑框架21，该分离组件支撑框架21内安装分离内件，所述分离组件支撑框架21上端被支撑框架顶部密封板22密封，下端的底框外缘与分离模块筒体内壁之间由支撑框架下部环状密封隔板25密封，所述分离组件支撑框架21的底框上设有过孔，该过孔和降液管15贯通连接，降液管15的另一端延伸至分离模块筒体下端的最低液位以下。分离模块筒体底部设有排污口8，侧底部设有人孔20。
[0019]上述各元件的尺寸需根据上游换热气体处理量及特性确定。
[0020]所述下降管18下端十字对称径向连接气体扩散器14。
[0021]所述气体扩散器14从中心向外呈整体下斜安装，下斜角度10
°
~15
°
，有助于固体颗粒或者粘度大的液体下滑至排污区。
[0022]所述分离模块筒体上部的分离模块气体出口7处设有气体破涡器19，防止气体偏流夹带雾沫。
[0023]本专利技术采用的气体扩散器14如图5所示，由顶板、底板和若干弯曲叶片组成，叶片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换热分离一体化设备，其特征在于，该设备是由上部的换热模块（3）和下部的分离模块（2）贯通连接构成的一体化结构；该分离模块（2）由分离模块筒体内的下降管（18）和分离内件组成；该下降管（18）上端通过分离模块入口筒体（24）和换热模块（3）热侧介质出口（6）贯通连接，所述分离模块筒体上端和分离模块入口筒体（24）外壁密封连接；下降管（18）下端安装有气体扩散器（14），在气体扩散器（14）上方的下降管（18）上间隙套装分离组件支撑框架（21），该分离组件支撑框架（21）内安装分离内件，所述分离组件支撑框架（21）上端被支撑框架顶部密封板（22）密封，下端的底框外缘与分离模块筒体内壁之间由支撑框架下部环状密封隔板（25）密封，所述分离组件支撑框架（21）的底框上设有过孔，该过孔和降液管（15）贯通连接，降液管（15）的另一端延伸至分离模块筒体下端的最低液位以下。2.根据权利要求1所述的一种换...

【专利技术属性】
技术研发人员：文晓龙，张尚文，张韩，冯森森，许涵，何义明，杨善升，周少斌，钟小萍，谢腾腾，孙冬来，李轩昂，李金波，
申请(专利权)人：上海蓝滨石化设备有限责任公司上海河图工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：