[实用新型]联动式换热器

说明书

本实用新型涉及一种联动式换热器，用于生产乙苯的乙烯冷储汽化系统，包括上层换热筒体和下层换热筒体，所述上层、下层换热筒体之间设有联通管相连；所述上层换热筒体包括上隔板、上法兰、若干上换热管、左、右侧导流板和溢流板；所述下层换热筒体包括下隔板、下法兰、若干下换热管、左、右侧定向导流板。本实用新型利用冷媒液体、冷媒气体的密度差，实现物料循环流动，传热系数高，使得换热器在低温差条件下，完成热量传递，并同时实现上、下两层管侧、壳侧间物料的对流传热。

技术领域

本实用新型属于化工设备领域，具体涉及用于乙苯生产所需原料乙烯的冷储汽化的设备系统中。

背景技术

乙苯是重要的化工原料,主要用于脱氢生产制造化工原料单体苯乙烯，目前世界上生产乙苯基本采用苯与乙烯烷基化的工艺路线，根据原料乙烯来源不同，乙苯的生产工艺分为纯乙烯工艺（原料乙烯为聚合级乙烯）及稀乙烯（原料为含乙烯的干气）工艺，由于目前后者供应量有限，目前90%的乙苯采用聚合级乙烯为原料进行生产，生产的乙苯进一步脱氢反应生产苯乙烯。

乙苯生产的常规工艺流程如图1所示，原料苯及乙烯在烃化反应器中进行烃化反应生成乙苯，反应物料进入分离单元的苯回收塔、乙苯回收塔、多乙苯回收塔系统，分离得到产品乙苯。装置需要的原料苯为液相，经过循环苯泵增压后进入烃化反应器；装置需要的原料乙烯为气相，由于烃化反应器的入口压力为3.8MPaG左右，所以原料乙烯需要达到压力4.0MPaG满足进入反应器反应要求。罐区的乙烯液体在常压低温（-103.7℃）条件下储存，由此可见，乙苯生产的原料乙烯需要经历增压汽化至4.0MPaG气相的工艺过程，来满足生产乙苯需要。本实用新型即为实现原料乙烯的汽化增压而设置。

目前工业化乙苯生产的原料乙烯汽化增压工艺方案与专利CN102213361B报道类似，液态乙烯储罐内乙烯通过低温乙烯潜液泵增压，带压的乙烯经过蒸汽汽化器汽化后，进入乙烯压缩机，进一步增压后，送至下游乙苯装置。其中蒸汽汽化器的壳侧使用导热媒介传递蒸汽与乙烯之间的能量，专利报道的工艺流程方框图如图2。该报道的内容国内装置普遍使用，工艺不完善地方较多，导致装置能耗高：首先，使用蒸汽汽化低温乙烯，消耗高能耗的蒸汽；其次，乙烯增压使用乙烯压缩机的工艺，由于气相压缩电耗远大于液相增压电耗，导致总的电耗增加；另外，乙烯本身的冷量未充分利用，带来冷量的损失，进一步增加化工装置能耗；最后，由于使用蒸汽作为热源，当操作不当时，蒸汽的凝液有被冷冻结晶的可能性，导致损坏设备，乙烯泄露，带来安全风险。

国内其他专利有关于低温乙烯冷储汽化工艺系统的报道，但均未能在乙苯装置上使用，主要原因分析如下。

专利CN201410186491及CN201420227457公开一种采用经济器/再冷凝器的节能型低温乙烯汽化工艺系统，该系统中，低温乙烯泵设置在低温液态乙烯储罐内，经济器与低温液态乙烯储罐相连接，低温乙烯泵将低温液态乙烯储罐内的低温乙烯加压输送至经济器，低温液态乙烯储罐中的BOG经BOG压缩机组压缩后在经济器中冷凝成乙烯，进一步进入乙烯增压泵入口，增压后的乙烯通过乙烯蒸发器汽化输出。该专利未考虑BOG气相组分量大的情况，此时通过经济器冷凝气体乙烯的同时，可能导致部分液体乙烯汽化，汽化的乙烯进入乙烯增压泵时会导致泵汽蚀，而无法正常运行，当乙烯储罐的的装卸方式为槽车时，更容易出现此问题。另外，由于乙苯装置的乙烯输出是根据产能确定的，低温乙烯输出量有限，而BOG压缩机是乙烯储罐压力控制需要，当下游装置乙烯需要量少或不需要此低温乙烯输送时，BOG气体将不能实现冷凝，所以该方法存在一定安全隐患。