[发明专利]进料流出物热交换器

说明书

公开了一种壳管式热交换器，其尤其包括细长的圆柱形壳体，其限定用于所述热交换器的纵向轴线和内部腔室。所述壳体具有形成在外壁中的至少一个进料气体入口和进料气体出口，以便允许进料气体进入和离开所述内部腔室。至少一个管片与细长壳体的一端相关联，并且多个圆形挡板在所述壳体的所述内部腔室内纵向间隔开，以便重新引导所述内部腔室内的进料气体流。所述热交换器还包括管束，其具有用于允许流出物气体从入口室穿过所述壳体的所述内部腔室到达出口室的多个管。此外，第一护罩分配器被布置和构造成将进料气体流从所述进料气体入口引导到邻近所述至少一个管片的所述内部腔室中。所述第一护罩分配器具有在其一端中形成的至少一个成角度的切口，以便分配进料气体的流量。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年7月19日提交的题目为“进料流出物热交换器（FeedEffluent Heat Exchange）”的美国临时专利申请序列号62/364,112的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及热交换器，并且更具体地涉及具有改进的热交换效率的壳管式热交换器。

背景技术

用于生产石油化工产品的许多过程需要在进行反应之前将气态进料加热至高温。一些示例是乙苯的脱氢以形成苯乙烯单体，以及丙烷或丁烷的脱氢以形成丁烯或丁二烯。必须在火焰加热器中燃烧大量燃料以产生进料气体所需的温度。反应器流出物中的过量热可以作为蒸汽回收。然而，在许多情况下，从燃料到蒸汽的这种能量转换并不是最经济的选项，并且希望在进料流出物热交换器中回收尽可能多的热量，以便最小化该过程消耗的燃料量。

常规的热交换器方法和系统通常被认为满足其预期目的。然而，本领域仍然需要提供改进的和更高热效率的壳管式热交换器的系统和方法。

发明内容

本公开涉及具有改进的热交换效率的热交换器结构。本公开的第一实施例是壳管式热交换器，其尤其包括限定热交换器的纵向轴线和内部腔室的细长的圆柱形壳体。壳体具有形成在外壁中的至少一个进料气体入口和进料气体出口，以便允许进料气体进入和离开内部腔室。在某些结构中，壳体包括两个或更多个进料气体入口和两个或更多个进料气体出口。

至少一个管片与细长壳体的一端相关联，并且多个圆形挡板在壳体的内部腔室内纵向间隔开，以便重新引导内部腔室内的进料气体流。在某些结构中，周向密封件与多个挡板中的每个相关联。

提供了一种管束，其包括多个管，用于允许流出物气体从入口室穿过壳体的内部腔室到达出口室。热交换器还包括第一护罩分配器，其被布置和构造成将进料气体流从进料气体入口引导到邻近至少一个管片的内部腔室中。第一护罩分配器具有在其一端中形成的至少一个成角度的切口以便分配进料气体的流量。

在本发明的某些实施例中，两个进料气体入口和两个进料气体出口形成在壳体的外壁中。优选地，在这样的结构中，第一护罩分配器具有形成在其一端中的两个成角度的切口以便分配进料气体的流量。在某些结构中，成角度的切口定位成间隔180度。

可以设想，至少一个护罩分配器可包括至少一个圆形挡板。在优选实施例中，护罩分配器包括具有中心窗口区域的环形挡板。在某些结构中，护罩分配器还包括具有周向密封元件的屏蔽形挡板。

可以设想，在至少一个护罩分配器的端部中形成的至少一个成角度的切口以10-30度的角度形成。

在优选的结构中，热交换器还包括第二护罩分配器，其具有形成在其一端中并被布置和构造成将进料气体流从内部腔室引导到进料气体出口的至少一个成角度的切口。

可以设想，在本发明的实施例中，多个挡板包括以交替的模式布置的屏蔽形挡板和翼形挡板两者。

优选地，与多个圆形挡板中的每个相关联的周向密封件中的每个包括在挡板和壳体之间延伸的柔性元件。可以设想，柔性元件可以设置在挡板的单侧上或挡板的两侧上。