CN101881566A - 一种空气冷却器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空气冷却器，在整个管程物流流动方向上，具有前置管束和后置管束，前置管束和后置管束为串联关系。该空冷器，前置管束和后置管束处于不同工作环境，可以选用不同材料。特别地，本发明空气冷却器用作烃类加氢装置加氢反应流出物空气冷却器时，在前置管束与后置管束之间的通道部件上加入冲洗水，使前置管束内介质中水含量降低，可以减缓前置管束内介质形成的硫化氢-氨-氢气-水腐蚀，同时提高前置管束传热效率。

Description

一种空气冷却器
技术领域
本发明涉及一种空气冷却器，在整个管程物流流动方向上，具有前置管束和后置管束，前置管束和后置管束为串联关系。特别地，本发明空气冷却器用作烃类加氢装置加氢反应流出物空气冷却器时，在前置管束与后置管束之间的通道部件上设置冲洗水加入口。
背景技术
加氢反应流出物注入洗涤水，目的是吸收加氢反应流出物中的氨，防止氨浓度太高，在反应***积聚，降低催化剂活性，通常循环氢中的氨浓度控制的越低越好，一般不大于200PPm，最好不大于50PPm；而吸收氨后的水溶液必然吸收硫化氢，可以防止加氢反应流出物冷却降温过程形成硫氢化氨或多硫氨结晶堵塞换热器通道增加***压力降，这是使用洗涤水的第二目的。
加氢反应流出物洗涤水注入量需要满足以下要求：洗涤水注入加氢反应流出物后形成为汽相水和液相水，液相水量必须大于零、最好为洗涤水总量的30％或更多，以防止水全汽化，在后续的冷凝过程形成酸雾。
就烃类加氢装置加氢反应流出物空气冷却器而言，通常操作条件为：压力为1.0～22MPa，管程入口温度为90～220℃(反应***紧急卸压时可达250～350℃)，管程出口温度为30～60℃(反应***紧急卸压时可达150～250℃)，加氢反应流出物含有硫化氢--氨--氢气，通常加氢反应流出物空气冷却器入口已经加入冲洗水，且加入的冲洗水的汽化率一般不小于80％、通常小于60％，此时，加氢反应流出物空气冷却器管束内形成了硫化氢--氨--氢气--水腐蚀环境。上述的烃类加氢装置加氢反应流出物空气冷却器目前采用的配置方案为单片或多片(通常为偶数片)并联方案，
对于上述的烃类加氢装置加氢反应流出物空气冷却器而言，多数情况下，烃类加氢装置加氢反应流出物中含有氨、硫化氢、氢气，加氢反应流出物进入空气冷却器前，通常注入冲洗水，由于多数情况下，空气冷却器入口温度远远高于铵盐结晶温度，目前应用的在空气冷却器管束入口前注冲洗水的技术方案，对加氢装置加氢反应流出物空气冷却器造成如下有害或不利影响：
①降低了“不会发生铵盐结晶的空冷器的前置管束”内介质的温度，降低了传热温差；
②使“不会发生铵盐结晶的空冷器的前置管束”内的介质提前形成硫化氢--氨--氢气--水腐蚀环境，加速了腐蚀；
③对加氢反应流出物中水含量少的场合，使“不会发生铵盐结晶的空冷器的前置管束”内的介质提前形成气--油--水三相腐蚀环境，加速了腐蚀；
④加氢反应流出物空冷器，当加氢反应部分紧急卸压时，管程出入口温差较大，管子产生的热膨胀伸长量较大，且不同管排管子产生的热膨胀伸长量差值较大，因此对设备的制作提出更高的要求；
⑤现有加氢反应流出物空冷器，在前部的换热管区域，发生许多腐蚀性故障，当前部大量换热管区域发生许多腐蚀性故障时，通常将整片(整个)独立管束从换热流程中摘除，使后部的正常的换热管无法发挥换热作用，可能导致装置降低处理量。如果维持正常处理量，则使用中的空冷器管束内介质的流速将会增大，对于管束个数较少的场合，则使用中的空冷器管束内介质的流速将会大幅度增大甚至处于高腐蚀速度流速范围，缩短空冷器管束寿命，威胁装置运行安全。
上述问题，在加氢反应流出物中硫化氢浓度高的场合，更为明显。
本发明的目的在于提出一种空气冷却器，解决上述问题，类似的技术未见报道。
发明内容
本发明一种空气冷却器，其特征在于：在整个管程物流流动方向上，具有前置管束和后置管束，前置管束和后置管束为串联关系。
本发明特征进一步在于：前置管束和后置管束并列布置或上下布置。
本发明特征进一步在于：前置管束和后置管束上下布置，前置管束位于上方。
本发明特征进一步在于：前置管束和后置管束重叠布置，通常前置管束位于上方。
本发明特征进一步在于：前置管束换热面积A(以管束基管换热面积计)和后置管束换热面积B(以管束基管换热面积计)之比值(A/B)一般为0.1～0.9、通常为0.15～0.45。
本发明特征进一步在于：后置管束设置冲洗水加入口。
本发明特征进一步在于：在前置管束与后置管束之间的通道部件上设置冲洗水加入口，最好冲洗水加入口与后置管束之间的通道上设置混合器。
本发明空气冷却器，特别适合于烃类加氢装置用加氢反应流出物空气冷却器，比如基于煤焦油的烃类加氢装置用加氢反应流出物空气冷却器。
具体实施方式
本发明所述空气冷却器，是工业装置使用的空气冷却器或空冷式换热器或空冷器，是用空气为冷却介质与换热管内放热物流进行换热的热交换装置。
本发明所述空气冷却器，基本部件为管束、风机、构架，辅助部件为百叶窗、风筒、梯子、平台及可能存在的喷淋装置。
本发明所述空气冷却器，管束由换热管和管箱组成。
本发明一种空气冷却器，其特征在于：在整个管程物流流动方向上，具有前置管束和后置管束，前置管束和后置管束为串联关系。
本发明特征进一步在于：前置管束和后置管束并列布置或上下布置。
本发明特征进一步在于：前置管束和后置管束上下布置，前置管束位于上方。
本发明特征进一步在于：前置管束和后置管束重叠布置，通常前置管束位于上方。
本发明特征进一步在于：前置管束换热面积A(以管束基管换热面积计)和后置管束换热面积B(以管束基管换热面积计)之比值(A/B)一般为0.1～0.9、通常为0.15～0.45。
本发明特征进一步在于：后置管束设置冲洗水加入口。
本发明特征进一步在于：在前置管束与后置管束之间的通道部件上设置冲洗水加入口，最好冲洗水加入口与后置管束之间的通道上设置混合器。
本发明空气冷却器，除管束部件外，其它部分最好共用。
本发明空气冷却器，前置管束和后置管束并列布置时，最好分别设置风筒，便于控制前置管束和后置管束内空气流动的稳定性，其它部分最好共用。
本发明空气冷却器，特别适合于烃类加氢装置用加氢反应流出物空气冷却器，比如基于煤焦油的烃类加氢装置用加氢反应流出物空气冷却器。
与常规空气冷却器相比，本发明空气冷却器优点在于：
①保持了“不会发生铵盐结晶的空冷器的前置管束”内介质的温度，有效利用了传热温差；
②避免“不会发生铵盐结晶的空冷器的前置管束”内介质提前形成硫化氢--氨--氢气--水腐蚀环境，减缓了腐蚀；
③对加氢反应流出物中水含量少的场合，使“不会发生铵盐结晶的空冷器的前置管束”内介质避免提前形成气--油--水三相腐蚀环境，减缓了腐蚀；
④本发明空气冷却器，前置管束和后置管束可以方便地选用不同的材料适应不同的介质环境，可以节省费用；
⑤加氢反应流出物空冷器，当加氢反应部分紧急卸压时，管程出入口温差较大，本发明因使用两个管束，降低了单个管束管程出入口温差，因此降低了设备制作难度，可以节省造价、提高设备安全性；
⑥本发明空气冷却器，前置管束和后置管束本质上为分体关系，当前置管束出现故障时，可以方便地从换热流程中摘除，使后置管束继续发挥换热作用。为了方便实际操作，最好设置可以灵活适应上述操作要求的管路***。

Claims (18)

1.一种空气冷却器，其特征在于：在整个管程物流流动方向上，具有前置管束和后置管束，前置管束和后置管束为串联关系。
2.根据权利要求1所述的空气冷却器，其特征在于：前置管束和后置管束并列布置。
3.根据权利要求1所述的空气冷却器，其特征在于：前置管束和后置管束上下布置。
4.根据权利要求3所述的空气冷却器，其特征在于：前置管束位于上方。
5.根据权利要求3所述的空气冷却器，其特征在于：前置管束和后置管束重叠布置。
6.根据权利要求5所述的空气冷却器，其特征在于：前置管束位于上方。
7.根据权利要求1所述的空气冷却器，其特征在于：前置管束换热面积A(以管束基管换热面积计)和后置管束换热面积B(以管束基管换热面积计)之比值(A/B)为0.1～0.9。
8.根据权利要求7所述的空气冷却器，其特征在于：比值(A/B)为0.15～0.45。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的空气冷却器，其特征在于：空气冷却器为高压空气冷却器。
10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的方法，其特征在于：空气冷却器为烃类加氢装置用加氢反应流出物空气冷却器。
11.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的方法，其特征在于：空气冷却器为基于煤焦油的烃类加氢装置用加氢反应流出物空气冷却器。
12.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的方法，其特征在于：后置管束设置冲洗水加入口。
13.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的方法，其特征在于：在前置管束与后置管束之间的通道部件上设置冲洗水加入口。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：后置管束设置冲洗水加入口。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：在前置管束与后置管束之间的通道部件上设置冲洗水加入口。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：后置管束设置冲洗水加入口。
17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：在前置管束与后置管束之间的通道部件上设置冲洗水加入口。
18.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的方法，其特征在于：在前置管束与后置管束之间的通道部件上设置冲洗水加入口，冲洗水加入口与后置管束之间的通道上设置混合器。
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