RU2683007C1 - Пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти - Google Patents
Пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683007C1 RU2683007C1 RU2018123626A RU2018123626A RU2683007C1 RU 2683007 C1 RU2683007 C1 RU 2683007C1 RU 2018123626 A RU2018123626 A RU 2018123626A RU 2018123626 A RU2018123626 A RU 2018123626A RU 2683007 C1 RU2683007 C1 RU 2683007C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- thermal insulation
- housing
- plates
- package
- Prior art date
Links
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 28
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 239000011874 heated mixture Substances 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000002044 hexane fraction Substances 0.000 description 1
- XBFMJHQFVWWFLA-UHFFFAOYSA-N hexane;pentane Chemical compound CCCCC.CCCCCC XBFMJHQFVWWFLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам для проведения теплообменных процессов между двумя средами через стенку и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. В пластинчатом теплообменнике для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти, имеющем вертикальный цилиндрический стальной корпус, включающий цилиндрическую обечайку, верхнее и нижнее днища со штуцерами входа и выхода компонентов переработки, установленный в корпусе пакет пластин, содержащий набор вертикально установленных металлических теплообменных пластин, образующих два противоточных теплообменных контура и рукава, соединяющие штуцера корпуса с теплообменными контурами, пакет пластин и рукава имеют внешнюю тепловую изоляцию, а цилиндрическая обечайка корпуса, верхнее днище и установленные на нем штуцера имеют внутреннюю тепловую изоляцию. Технический результат - уменьшение потерь тепла, снижение эксплуатационной температуры корпуса. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для проведения теплообменных процессов между двумя средами через стенку и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
В современных установках процессов вторичной переработки нефти, таких как каталитический риформинг, гидроочистка дизельных топлив и бензина, изомеризация пентан-гексановых фракций и др. широко используются теплообменные аппараты, обеспечивающие рекуперацию тепла в осуществляемой технологии. Одними из эффективных теплообменных аппаратов являются пластинчатые теплообменники, в которых теплообмен осуществляется между технологическими средами, движущимися противотоком или прямотоком между параллельно расположенными пластинами, разделяющими их. Количество пластин в теплообменнике может быть большим, причем каждая из пластин разделяет нагреваемую и охлаждаемую среды.
Известен пластинчатый теплообменник, применяемый для гидрогенизационых установок вторичной переработки нефти (Заявка на изобретение РФ №98107316), выбранный авторами в качестве ближайшего аналога. Теплообменник состоит из корпуса высокого давления, имеющего штуцера для входа и выхода нагреваемой и охлаждаемой сред, и установленного в корпусе пакета пластин, содержащего набор параллельных металлических теплообменных пластин, образующих два противоточных контура - для охлаждаемой и нагреваемой сред.
Недостатками известного технического решения является пониженная эффективность рекуперации тепла за счет тепловых потерь от пакета пластин, а также повышенные эксплуатационные затраты из-за потерь тепла через корпус теплообменника.
Задачей изобретения является повышение эффективности теплообменника и снижение эксплуатационных затрат при применении теплообменника.
Технический результат достигается тем, что пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти, имеет вертикальный цилиндрический стальной корпус, включающий цилиндрическую обечайку, верхнее и нижнее днища со штуцерами входа и выхода компонентов переработки, установленный в корпусе пакет пластин, содержащий набор вертикально установленных металлических теплообменных пластин, образующих два противоточных теплообменных контура и рукава, соединяющие штуцера корпуса с теплообменными контурами, при этом пакет пластин и рукава имеют внешнюю тепловую изоляцию, а цилиндрическая обечайка корпуса, верхнее днище и установленные на нем штуцера имеют внутреннюю тепловую изоляцию.
Предпочтительно, чтобы термическое сопротивление тепловой изоляции составляло 0,05-0,3 (м2*К)/Вт.
Предпочтительно, чтобы тепловая изоляция выполнена из углеродного волокнистого материала, при этом предпочтительно использование углеродного войлока.
Предпочтительно, чтобы тепловая изоляция пакета пластин и корпуса имели различное термическое сопротивление по высоте пакета пластин и цилиндрической обечайки корпуса.
Предлагаемое техническое решение поясняется следующими графическими материалами:
Фигура 1. Общий вид конструктивного варианта пластинчатого теплообменника.
Фигура 2. Горизонтальное сечение пакета пластин.
Фигура 3. Сечение цилиндрической обечайки корпуса с тепловой изоляцией.
Обозначения на фигурах;
1 - Цилиндрическая обечайка корпуса.
2 - Верхнее днище корпуса.
3 - Нижнее днище корпуса.
4 - Пакет пластин.
5 - Магистраль подачи газа в корпус теплообменника.
6 - Магистраль отвода газа из корпуса теплообменника.
7 - Штуцер входа нагреваемой смеси.
8 - Штуцер выхода нагретой смеси.
9 - Штуцер входа охлаждаемой смеси.
10 - Штуцер выхода охлаждаемой смеси.
11 - Рукава.
12 - Теплообменные пластины.
13 - Слой внешней теплоизоляции пакета пластин.
14 - Сечение цилиндрической обечайки корпуса теплообменника (показано без пакета пластин, установленных в нем).
15 - Слой внутренней теплоизоляции цилиндрической обечайки корпуса.
Пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти по предлагаемому техническому решению имеет вертикальный цилиндрический стальной корпус. Корпус включает в себя цилиндрическую обечайку (1), верхнее (2) и нижнее (3) днища. Днища соединены с корпусом разъемным или неразъемным (сварным) соединением. Конструкция корпуса выполнена с условием обеспечения внутри корпуса высокого давления, например, 30 атм. На днищах корпуса установлены по два штуцера для входа (7, 9) и выхода (8, 10) нагреваемой и охлаждаемой смесей. Внутри корпуса, вертикально установлен пакет пластин (4). Пакет содержит набор вертикально установленных металлических теплообменных пластин, образующих два противоточных теплообменных контура. В корпус введены магистрали подачи газа в корпус теплообменника (5) и отвода газа из корпуса теплообменника (6). Внутри корпуса также установлены рукава (11), соединяющие штуцера корпуса с теплообменными контурами пакета пластин.
Пластины, входящие в пакет теплообменных пластин имеют ширину и длину, равные, соответственно, ширине и длине пакета. Толщина каждой из пластин, например, 0,7-1,3 мм. Пластины выполнены из жаростойкой коррозионностойкой стали. Пластины расположены с зазором между ними. Такой зазор может быть обеспечен, например, установкой проставок между пластинами, созданием на пластинах выступов, предотвращающих соединение пластин друг с другом, чередованием плоских и гофрированных пластин и др. Зазор между пластинами составляет, например, 3-20 мм. Совокупность зазоров между пластинами, взятых через один зазор (т.е. все «четные» зазоры) формируют один из теплообменных контуров, тогда как совокупность других зазоров («нечетных») формируют второй теплообменный контур. Пакет пластин имеет внешнюю тепловую изоляцию (13), т.е. закрепленный на всей его внешней поверхности слой теплоизоляционного материала.
Рукава (11) имеют внешнюю тепловую изоляцию, а цилиндрическая обечайка корпуса (1), верхнее днище корпуса (2) и установленные на нем штуцера (8-9) имеют внутреннюю тепловую изоляцию.
Предпочтительно, чтобы термическое сопротивление тепловой изоляции составляло 0,05-0,3 (м2*К)/Вт. Тепловая изоляция, может быть выполнена из различных материалов, сохраняющих работоспособность при температурах эксплуатации теплообменника. Предпочтительно, если теплоизоляция выполнена из углеродных волокнистых материалов, имеющих высокое термическое сопротивление, термостойкость и обеспечивающих технологичность изготовления изоляции. Среди углеволокнистых материалов наиболее предпочтительными являются углеродные войлоки.
Предпочтительно, чтобы тепловая изоляция пакета пластин и цилиндрической обечайки корпуса имели различное термическое сопротивление по высоте пакета пластин и цилиндрической обечайки корпуса. Это связано с необходимостью большей теплоизоляцией областей пакета пластин и корпуса, имеющих более высокую температуру. При этом достигается экономное расходование теплоизоляционного материала, что важно при применении углеродных волокнистых материалов, имеющих относительно высокую стоимость.
В наиболее часто используемых процессах вторичной переработки нефти, теплообменник работает следующим образом. Через магистраль подачи газа (5) в корпус теплообменника подается газ под давлением, например, 25 атм. Создаваемое этим газом давление внутри корпуса необходимо для компенсации давления в пакете пластин и предотвращает разрушение пакета пластин внутренним давлением. Подаваемый в корпус теплообменника газ, при необходимости, удаляется из корпуса через магистраль (6). В качестве газа может быть использована водородсодержащая газовая смесь, применяемая в технологии вторичной переработки нефти. Нагреваемая газовая смесь, состоящая из перерабатываемых компонентов (например, бензиновой фракции углеводородов) и газа-носителя, например водородсодержащей газовой смеси, имеющая давление, например, 22 атм. и температуру 90°С, подается через штуцер (7) и рукав (11) в пакет теплообменных пластин (4), заполняя все зазоры между пластинами (12), образующими теплообменный контур нагреваемой смеси. Двигаясь по контуру вверх смесь нагревается, например, до температуры 450°С, за счет тепла, получаемого газовым потоком смеси теплопередачей через пластины теплообменника от охлаждаемого потока, движущегося в противоположном направлении. На выходе из пакета пластин, смесь подается в рукав (11), а из него в выходной штуцер перерабатываемых компонентов (8) и далее подается, например, в реакторы вторичной переработки нефти. Охлаждаемая газовая смесь, например, с температурой 490°С и давлением 20 атм., образовавшаяся в реакторе вторичной переработки нефти, через входной штуцер (9) и рукав (11) подается в пакет теплообменных пластин (4) в контур охлаждаемой смеси и, двигаясь между пластинами, отдает часть своего тепла теплопередачей нагреваемой смеси, движущейся в противоположном направлении. На выходе из пакета пластин охлажденная смесь, например, с температурой 120°С, через рукав (11) и штуцер (10) выводится из теплообменника.
За счет того, что пакет пластин имеет внешнюю теплоизоляцию (13), тепло, приходящее в теплообменник с охлаждаемой (т.е. наиболее нагретой) смесью, более полно передается нагреваемой смеси. В этом случае существенно уменьшаются потери тепла от охлаждаемой смеси во внутреннюю полость корпуса, а далее, через стенку корпуса наружу.
Тем самым повышается степень рекуперации тепла в теплообменнике. Кроме того, за счет теплоизоляции пакета пластин и тепловой изоляции цилиндрической обечайки корпуса, верхнего днища корпуса и установленных на нем штуцеров существенно уменьшается тепловой поток на стенки корпуса теплообменника и снижается температура обечайки корпуса и верхнего днища. Снижение температуры корпуса при длительной эксплуатации не только повышает его механическую надежность, но и позволяет использовать для изготовления корпуса менее жаропрочные, а следовательно, и более дешевые марки конструкционных сталей.
Таким образом, реализация предлагаемого технического решения повышает эффективность теплообменника за счет уменьшения потерь тепла от теплообменивающихся смесей, что обеспечивает снижение эксплуатационных затрат при применении теплообменника. Снижение эксплуатационной температуры корпуса повышает его надежность, а также позволяет использовать для изготовления корпуса более дешевые марки конструкционных сталей, что снижает эксплуатационные затраты.
Claims (5)
1. Пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти, имеющий вертикальный цилиндрический стальной корпус, включающий цилиндрическую обечайку, верхнее и нижнее днище со штуцерами входа и выхода компонентов переработки, установленный в корпусе пакет пластин, содержащий набор вертикально установленных металлических теплообменных пластин, образующих два противоточных теплообменных контура, и рукава, соединяющие штуцера корпуса с теплообменными контурами, отличающийся тем, что пакет пластин и рукава имеют внешнюю тепловую изоляцию, а цилиндрическая обечайка корпуса, верхнее днище и установленные на верхнем днище штуцера имеют внутреннюю тепловую изоляцию.
2. Пластинчатый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что термическое сопротивление тепловой изоляции составляет 0,05-0,3 (м2*К)/Вт.
3. Пластинчатый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что тепловая изоляция выполнена из углеродного волокнистого материала.
4. Пластинчатый теплообменник по п. 3, отличающийся тем, что тепловая изоляция выполнена из углеродного войлока.
5. Пластинчатый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что тепловые изоляции пакета пластин и цилиндрической обечайки корпуса имеют различное термическое сопротивление по высоте пакета пластин и цилиндрической обечайки корпуса.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018123626A RU2683007C1 (ru) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | Пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти |
| PCT/RU2019/000023 WO2019147168A2 (ru) | 2018-01-23 | 2019-01-17 | Пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018123626A RU2683007C1 (ru) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | Пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2683007C1 true RU2683007C1 (ru) | 2019-03-25 |
Family
ID=65858651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018123626A RU2683007C1 (ru) | 2018-01-23 | 2018-06-28 | Пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2683007C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11512515A (ja) * | 1995-09-19 | 1999-10-26 | パッキンオックス | 熱交換器用板形アレイとこうした板形アレイを用いた熱交換器 |
| RU98107316A (ru) * | 1995-09-19 | 2000-01-27 | Паккинокс | Пакет пластин для теплообменника и теплообменник, содержащий данный пакет пластин |
| DE202005007748U1 (de) * | 2005-05-18 | 2005-07-21 | Diels, Manfred | Wärmetauschergehäuse |
| FR2992714A1 (fr) * | 2012-07-02 | 2014-01-03 | Joulesaver | Systeme d'isolation thermique pour echangeurs a plaques |
| CN206113733U (zh) * | 2016-11-22 | 2017-04-19 | 广州市舒瑞普机电设备有限公司 | 一种带保温箱的板式换热器 |
-
2018
- 2018-06-28 RU RU2018123626A patent/RU2683007C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11512515A (ja) * | 1995-09-19 | 1999-10-26 | パッキンオックス | 熱交換器用板形アレイとこうした板形アレイを用いた熱交換器 |
| RU98107316A (ru) * | 1995-09-19 | 2000-01-27 | Паккинокс | Пакет пластин для теплообменника и теплообменник, содержащий данный пакет пластин |
| DE202005007748U1 (de) * | 2005-05-18 | 2005-07-21 | Diels, Manfred | Wärmetauschergehäuse |
| FR2992714A1 (fr) * | 2012-07-02 | 2014-01-03 | Joulesaver | Systeme d'isolation thermique pour echangeurs a plaques |
| CN206113733U (zh) * | 2016-11-22 | 2017-04-19 | 广州市舒瑞普机电设备有限公司 | 一种带保温箱的板式换热器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10775107B2 (en) | Nested-flow heat exchangers and chemical reactors | |
| US10760001B2 (en) | Straight fin for device for recovering waste heat of raw coke oven gas in ascension pipe of coke oven, and heat recovering device | |
| KR20070083733A (ko) | 배관 | |
| KR20090013754A (ko) | 파이프 | |
| CN102782096B (zh) | 用于冷却从气化器产生的合成气的***和方法 | |
| EP1664650B1 (en) | Apparatus and process for cooling hot gas | |
| HRP20231342T1 (hr) | Reformiranje ugljikovodika parom ili suhom reakcijom | |
| JP2016529469A (ja) | ２つの流体の間で熱交換するための熱交換器、液体金属及びガスでの当該熱交換器の使用並びに液体金属により冷却される高速中性子原子炉への利用 | |
| RU2683007C1 (ru) | Пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти | |
| RU2669989C1 (ru) | Пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти | |
| CN104152157A (zh) | 一种焦炉上升管换热器 | |
| RU2670996C1 (ru) | Пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти | |
| JP2008208006A (ja) | 水素製造装置に用いられる再生熱交換方式の分解器 | |
| US9313829B2 (en) | Heated entrained sulfur removal element | |
| CN103256585A (zh) | 新型余热锅炉 | |
| CN217398633U (zh) | 一种湿式氧化法处理废碱液的装置 | |
| WO2019147168A2 (ru) | Пластинчатый теплообменник для гидрогенизационных установок вторичной переработки нефти | |
| CN204079872U (zh) | 一种焦炉上升管换热器 | |
| CN105121990B (zh) | 管束设备及其使用 | |
| CN108692596A (zh) | 一种带防冲板的可拆板壳式换热器 | |
| EA019810B1 (ru) | Теплообменный аппарат | |
| US2372991A (en) | Apparatus for heating fluids | |
| RU2078294C1 (ru) | Вертикальный кожухотрубный теплообменник | |
| CN204587762U (zh) | 一种储罐用加热器 | |
| RU46841U1 (ru) | Теплообменник |