新型分餾塔頂油氣冷凝冷卻器的制造方法
【專利摘要】新型分餾塔頂油氣冷凝冷卻器，其浮頭蓋板部分呈凹槽形；折流板呈D字型且其殘缺部分的徑向長度為殼體內(nèi)徑的25%，相鄰兩折流板之間的間距為0.3倍殼體內(nèi)徑；浮頭管板與浮頭法蘭、鉤圈配合面采用梯形槽密封配合。凹槽形結(jié)構(gòu)的浮頭蓋板能夠增加弧形深度，使管程內(nèi)介質(zhì)在浮頭處換向時，有足夠的折流空間，使管程介質(zhì)流通順暢；折流板結(jié)構(gòu)及間距的設置能夠進一步增強殼程內(nèi)流體介質(zhì)的流速，增強流體的湍流程度，提高換熱效果；梯形槽密封能夠有效避免管程介質(zhì)與殼程介質(zhì)之間的相互滲漏、混合，進而增加腐蝕環(huán)境的復雜性，導致腐蝕泄露，造成環(huán)境污染。此外，LX-05涂層結(jié)構(gòu)的設置能提高耐腐蝕、耐沖刷性能，降低了由于維修和更換造成的經(jīng)濟損失。
【專利說明】新型分餾塔頂油氣冷凝冷卻器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油、化工領(lǐng)域，具體為一種新型分餾塔頂油氣冷凝冷卻器，屬于冷換設備的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代化工與石油化工裝置具有大型化，連續(xù)性強，腐蝕性大，高溫、高壓，易燃易爆等特點。對冷換設備可靠性、穩(wěn)定性、安全性提出了更高要求。冷凝器是用冷流體對熱流體部分進行降溫的換熱設備，其冷流體與熱流體的流體溫差較大。冷凝器是石化生產(chǎn)中重要的工藝設備，也是重要的節(jié)能設備，冷凝器的運行狀態(tài)對整個裝置的安全、產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能減排起著至關(guān)重要的作用。
[0003]目前，煉油廠催化裝置中的分餾塔頂油氣冷凝冷卻器一般采用如圖1所示的浮頭式換熱器，其包括管箱1、殼體2、傳熱管3、折流板4、浮頭管板5、固定管板6、浮頭7及分程隔板9。分程隔板9 設置在設固定管板6 —端的管箱I內(nèi)。浮頭端的管箱法蘭11與浮頭端殼體法蘭21的配合面之間設密封墊片II，浮頭的蓋板部分呈球冠形，沿蓋板的一周圈設浮頭法蘭71，浮頭法蘭71通過雙頭螺柱10與設置在浮頭管板5外圈的鉤圈8連接。浮頭管板5的左端周面與浮頭法蘭71的右端周面通過密封墊密封配合，浮頭管板5安裝在鉤圈8的內(nèi)環(huán)中，其外周面與鉤圈8的內(nèi)環(huán)面通過密封墊密封配合。折流板4分布在殼體2內(nèi)，傳熱管3穿過折流板4。折流板4的作用是，用來確保殼程內(nèi)介質(zhì)的流速，迫使流體介質(zhì)按規(guī)定的路程多次橫向通過管束外表面，增強殼程內(nèi)流體介質(zhì)的湍流程度。對于該換熱器其它部分結(jié)構(gòu)，及各部件的組裝關(guān)系，因為均屬現(xiàn)有技術(shù)，所以不再贅述。
[0004]該冷凝冷卻器的換熱管基材材質(zhì)是10號碳鋼。分餾塔頂油氣冷凝冷卻器殼程通過的是分餾蒸氣，介質(zhì)中含有NH3和HCN。當從分餾塔中流出來的物料經(jīng)過冷卻器，溫度下降后，在換熱器殼程形成HCN-H2S-H2O系統(tǒng)的腐蝕.其反應如下:
[0005]Fe + H2S — FeS I + H2 ?
[0006]FeS + 6CN- — Fe (CN)64_ + S2-
[0007]2Fe + Fe (CN)64_ — Fe2 [Fe (CN) 6] I
[0008]2Fe + Fe (CN)64_ + 6H20 + 302 — 2Fe4[Fe (CN) 6]3 I + 4Fe (OH) 3
[0009]在零點溫度范圍內(nèi)，H2S和Fe生成的FeS保護膜會與CN發(fā)生絡合反應，產(chǎn)生絡合離子Fe (CN) 64_，加速腐蝕反應的進行；絡合離子Fe (CN) 64_繼續(xù)與Fe2+反應生成亞鐵氰化亞鐵白色沉淀。當物料中含有NH3和HCN時，產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。
[0010]因為煉廠煉制原油硫、酸值含量較高，二次加工催化裝置中原料中的硫化物和氰化物在裂解過程中形成H2S、HCN、NH3等，在分餾塔頂揮發(fā)冷卻系統(tǒng)內(nèi)形成HCN-H2S-H2O型的電化學腐蝕介質(zhì)。腐蝕現(xiàn)象主要在殼程側(cè)，須在殼程側(cè)做防腐處理。根據(jù)其操作參數(shù)，殼程所走介質(zhì)工作溫度較高，且是油氣混合物料，即處于集熱(150 - 300°C)和油(原油、汽油、柴油等)于一體的復雜介質(zhì)條件下，因為油在熱的條件下，本身就是很強的脫漆劑。因而長期以來，熱油介質(zhì)下的防腐一直依靠金屬材料本身來解決，存在防腐時間短，防腐工藝復雜，成本高等缺陷。此外，因為浮頭管板與浮頭、鉤圈密封配合形式過于簡單，所以會存在介質(zhì)泄露問題，造成環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對上述存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種具有更好的密封結(jié)構(gòu)和防腐結(jié)構(gòu)的新型分餾塔頂油氣冷凝冷卻器。
[0012]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:新型分餾塔頂油氣冷凝冷卻器，包括管箱、殼體、傳熱管、折流板、浮頭管板、固定管板、浮頭、鉤圈及分程隔板，浮頭端的管箱法蘭與浮頭端殼體法蘭的配合面之間設密封墊片，浮頭法蘭通過雙頭螺柱與鉤圈連接，浮頭管板與浮頭法蘭及鉤圈接觸配合，所述浮頭的蓋板部分呈凹槽形，所述折流板為圓盤狀結(jié)構(gòu)切去一部分，而呈D字型且其殘缺部分的徑向長度為殼體內(nèi)徑的四分之一，相鄰兩折流板之間的間距為0.3倍殼體內(nèi)徑。
[0013]現(xiàn)有浮頭的蓋板部分呈球冠形，因為其曲率半徑大，所以弧形深度淺，容易造成管程介質(zhì)流通不暢，產(chǎn)生噪音，改為凹槽形后能夠增加弧形深度，使管程內(nèi)介質(zhì)在浮頭處換向時，有足夠的折流空間，使管程介質(zhì)流通順暢。對折流板結(jié)構(gòu)及間距的設置能夠進一步增強殼程內(nèi)流體介質(zhì)的流速，增強流體的湍流程度，提高換熱效果。
[0014]進一步，在所述浮頭法蘭與浮頭管板配合的端面上設有環(huán)狀的梯形槽，在梯形槽內(nèi)設密封環(huán)A，相對應的浮頭管板的端面上設梯形凸臺；在浮頭管板的外周面上設環(huán)狀的梯形槽，在梯形槽內(nèi)設密封環(huán)B，在鉤圈的內(nèi)周面上設與浮頭管板的梯形槽配合的凸臺。
[0015]進一步，至少在殼程表面涂置LX-05防腐涂層，LX-05防腐涂層包括兩層底漆涂層、三層或四層面漆涂層。
[0016]進一步，所述LX-05防腐涂層的涂層的總厚度為150-350 μ m。
[0017]通過在浮頭法蘭與浮頭管板、浮頭管板與鉤圈的配合面設置梯形槽，且在梯形槽內(nèi)設置密封環(huán)，增加了浮頭管板與浮頭法蘭、鉤圈之間的密封效果，能夠有效避免管程介質(zhì)與殼程介質(zhì)之間的相互滲漏、混合，進而增加腐蝕環(huán)境的復雜性，導致腐蝕泄露，造成環(huán)境污染問題。
[0018]LX-05防腐涂層適用于冷換設備的防腐及油水換熱設備的防護，特別是150°C至300°C范圍的換熱或者水冷設備的防護。無論油/水或油/油換熱器內(nèi)、內(nèi)外防腐，水側(cè)相無論是海水冷卻、還是中水、循環(huán)水水冷器均適用，油氣側(cè)可用于油氣、汽油、煤油、柴油、中間原料油以及長期使用溫度小于300°C的塔頂、塔底含硫、含環(huán)烷酸塔底換熱器內(nèi)外防腐。冷卻器通過采用LX-05生漆改性樹脂防腐涂層的管程和/或殼程，可大大提高冷卻器的耐腐蝕、耐沖刷性能，有效地提高冷卻器的使用壽命，減少了金屬耗材，降低冷卻器的工業(yè)使用成本，顯著降低了由于維修和更換等原因造成經(jīng)濟損失，提高生產(chǎn)效率，并降低由于冷卻器泄漏造成的環(huán)境污染等，具有良好的社會效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為目前使用的分餾塔頂油氣冷凝冷卻器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的浮頭端的組成部件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3本發(fā)明中浮頭、浮頭管板及鉤圈配合的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖中:1管箱，11管箱法蘭，2殼體，21浮頭端殼體法蘭，3傳熱管，4折流板，5浮頭管板，，6固定管板，7浮頭，71浮頭法蘭，8鉤圈，9分程隔板，10雙頭螺柱，I密封環(huán)A，II密封墊片，III密封環(huán)B。
【具體實施方式】
[0023]為了便于說明、理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0024]如圖2和圖3所示的新型分餾塔頂油氣冷凝冷卻器，其在圖1的基礎上對浮頭部分的結(jié)構(gòu)進行了改進。該種新型分餾塔頂油氣冷凝冷卻器對其浮頭端結(jié)構(gòu)進行改進，將浮頭7的蓋板部分由球冠形改進為凹槽形，也可以說使蓋板部分看起來像一臉盆，即增加了蓋板的凹陷深度。該修整使管程內(nèi)介質(zhì)在浮頭處換向時，能夠有足夠的折流空間，使管程介質(zhì)流通順暢，減少了噪音。所述折流板4呈D字型(即為切去一部分的圓盤)且其殘缺部分的徑向長度為殼體2內(nèi)徑的四分之一。且相鄰兩折流板4的殘缺端上下方向上相間分布設置，即某一折流板4的殘缺端向上，則與其相鄰的折流板4的殘缺端向下，依次類推。同時，相鄰兩折流板4之間的間距為0.3倍殼體2內(nèi)徑。對折流板4結(jié)構(gòu)及間距的設置能夠進一步增強殼程內(nèi)流體介質(zhì)的流速，增強流體的湍流程度，提高換熱效果。
[0025]此外，在浮頭法蘭71的右端面上設置環(huán)狀的梯形凹槽，與浮頭法蘭71的右端面相對應的浮頭管板5的左端面上設環(huán)狀的凸臺，在所述梯形槽內(nèi)設密封環(huán)A I，浮頭管板5的左端面上的凸臺與浮頭法蘭71右端面上的梯形凹槽配合；同時，在浮頭管板5的外周面上設環(huán)狀的梯形槽，在該梯形槽內(nèi)設密封環(huán)BIII，在鉤圈8的內(nèi)周面上設與所述浮頭管板5的梯形槽配合的凸臺，浮頭管板5上的梯形槽的槽寬最好大于鉤圈內(nèi)周面上的梯形狀凸臺的覽度。
[0026]分餾塔頂油氣冷凝冷卻器的管程內(nèi)介質(zhì)為循環(huán)水，溫度為79°C左右；殼程內(nèi)的介質(zhì)為分餾塔頂油氣混合物，溫度為132°C左右，管程與殼程內(nèi)溫度相差較多>50°C。為了增強防腐性能，至少在殼程表面涂置LX-05防腐涂層，LX-05防腐涂層包括兩層底漆涂層、三層或四層面漆涂層。且所述LX-05防腐涂層的涂層的總厚度為150-350μπι。
[0027]管程表面包括固定管板6端的管箱I內(nèi)表面，及其內(nèi)分程隔板9的表面、傳熱管3內(nèi)表面、浮頭7內(nèi)表面等與管程介質(zhì)接觸的表面。殼程表面包括換熱器的殼體2內(nèi)表面、傳熱管3外表面、折流板4外表面等與殼程介質(zhì)接觸的表面。
[0028]LX-05涂料為現(xiàn)有涂料品種，其主要成分(按質(zhì)量百分數(shù))為:環(huán)氧樹脂:40%;改性酚醛樹脂:30% ;呋喃樹脂:40% ;填料:20% ;固化劑:5% ;鄰苯二甲酸二丁酯:10% ;無水乙醇:適量；乙二胺:5%。即是以中國生漆為主要原料經(jīng)化學改性而得樹脂基料，調(diào)配以多種顏料而制成的單組分常溫固化涂料，其除具有耐酸、堿、水、海水的腐蝕性外，還具備突出的耐熱耐油特性。特別適于煉油行業(yè)的熱交換器處于集熱(150-300°C)和油(原油、汽油、柴油等)于一體的復雜介質(zhì)條件下使用。其應用于石油、化工、化肥、農(nóng)藥、化纖、海洋化工等工業(yè)的大型設備的防腐，油一水冷換設備防護，特別是150 - 300°C范圍的換熱器防護。
[0029]冷卻器通過采用LX-05生漆改性樹脂防腐的管束，可大大提高冷卻器的耐腐蝕、耐沖刷性能，有效地提高冷卻器的使用壽命；熱油介質(zhì)下的防腐不再依靠采用金屬材料本身解決，減少了金屬耗材，降低冷卻器的工業(yè)使用成本；此外，顯著降低了由于維修和更換等原因造成經(jīng)濟損失，提高生產(chǎn)效率，并降低由于冷卻器泄漏造成的環(huán)境污染等，具有良好的社會效益。
[0030]涂層施工要求:
[0031]①表面準備和處理:對金屬表面應采用噴砂(丸)或其它機械方法除銹，使表面呈金屬灰白色，采用化學處理時，需經(jīng)除油、除銹、磷化、鈍化、風干等步驟，務必提供良好表面；對水泥和混凝土表面，應加以認真的表面處理，其中包括機械打磨，輕度噴砂(丸)，機械或手工鋼絲刷或稀酸清洗，上述處理后應充分除塵，然后用膩子填充表面孔洞，提供可施涂的物面；
[0032]②涂層厚度參考范圍值:一般環(huán)境防腐涂層120 - 200 μ m ;海洋環(huán)境防腐涂層200 一 250 μ m ;耐化學腐蝕設備涂層250 - 350 μ m ；
[0033]③涂裝方法:刷涂、噴涂、滾涂和灌涂方法均可，傳熱管3內(nèi)宜采用灌涂法；傳熱管3外宜采用淋涂或噴涂法；管板5 (6)、管箱1、殼體2表面宜采用刷涂或噴涂法；
[0034]漆液粘度是按噴涂方法設計的，其它施工方法，只要根據(jù)經(jīng)驗用稀釋劑調(diào)整粘度后即可使用；
[0035]④涂層固化為常溫固化:干燥時間25°C /h，表干≤1，實干≤24。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.新型分餾塔頂油氣冷凝冷卻器，包括管箱、殼體、傳熱管、折流板、浮頭管板、固定管板、浮頭、鉤圈及分程隔板，浮頭端的管箱法蘭與浮頭端殼體法蘭的配合面之間設密封墊片，浮頭法蘭通過雙頭螺柱與鉤圈連接，浮頭管板與浮頭法蘭及鉤圈接觸配合，其特征是:所述浮頭的蓋板部分呈凹槽形；所述折流板為圓盤狀結(jié)構(gòu)切去一部分，而呈D字型且其殘缺部分的徑向長度為殼體內(nèi)徑的四分之一，相鄰兩折流板之間的間距為0.3倍殼體內(nèi)徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型分餾塔頂油氣冷凝冷卻器，其特征是: 在所述浮頭法蘭與浮頭管板配合的端面上設有環(huán)狀的梯形槽，在梯形槽內(nèi)設密封環(huán)A，相對應的浮頭管板的端面上設梯形凸臺；同時， 在浮頭管板的外周面上設環(huán)狀的梯形槽，在梯形槽內(nèi)設密封環(huán)B，在鉤圈的內(nèi)周面上設與浮頭管板的梯形槽配合的凸臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型分餾塔頂油氣冷凝冷卻器，其特征是:至少在殼程表面涂置LX-05防腐涂層，LX-05防腐涂層包括兩層底漆涂層、三層或四層面漆涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型分餾塔頂油氣冷凝冷卻器，其特征是:所述LX-05防腐涂層的涂層的總厚度為150-350 μ m。
【文檔編號】F28F9/12GK103712483SQ201310664548
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】姬玉林, 吳振, 劉一總, 許山, 謝宗仁 申請人:山東藍星清洗防腐公司