一种高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及丙烯精馏塔塔底重沸器技术领域，尤其涉及一种高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器。
【背景技术】
[0002]丙烯是以矿物燃料一一石油、天然气和煤作为原料进行生产的，是炼油和天然气处理的副产物。它是三大合成材料的基本原料，主要用于生产丙烯腈、异丙烯、丙酮和环氧丙烷等。丙烯一般以联产或副产得到。目前全球大约由70%的丙烯来自于蒸汽裂解乙烯的联产，28%来自炼油厂的副产，现在丙烷脱氢技术已成为第三位的丙烯来源。
[0003]不论采用何种工艺制取丙烯，丙烯精馏塔作为生产提纯丙烯的主要装置之一都是不可缺少的。丙烯精馏塔再沸器是丙烯精馏塔的重要附属设备，一般分布在精馏塔底或侧线，其作用是使塔底部分液体汽化返回塔内作气相回流，使塔内气液两相间的接触传质得以进行，同时提供蒸馏过程所需的热量，它是丙烯精馏塔正常高效运行的保证。
[0004]在国家经济产业调整升级的政策指引下，石油化工行业的高新化越来越快，各种高效节能装置设备的应用越来越多。普通的丙烯精馏塔塔底重沸器已经不能满足高效节能的要求了。在针对重沸器换热能力的各种强化措施中，通常都会选择成为控制热阻的一侧进行强化，这样强化的效率就会大大增加。
[0005]对于重沸器而言，需要对其沸腾侧来强化其换热能力，但众多的强化型换热管，大多为中空的管体，其管体的外壁和内壁均为光滑面，存在着强化程度低、流体阻力大、加工困难以及机械性能、抗腐蚀性能不够等问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提出一种高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器，能够使得系统具有较高的安全性、稳定性及可靠性。
[0007]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0008]一种高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器，包括:中空管体，所述中空管体的外部设置有起泡体。
[0009]其中，所述起泡体包括多孔层基体，所述多孔层基体上部连接有多孔层。
[0010]其中，所述多孔层中随机分布有多个用于产生气泡的孔穴。
[0011]其中，所述起泡体通过烧结固定连接在中空管体上。
[0012]其中，所述起泡体由多孔材料制成。
[0013]其中，所述中空管体的内部还分布有用于将中空管体内的流体产生湍流的湍流层O
[0014]其中，所述湍流层为螺旋结构，所述螺旋结构均匀分布在中空管体的内表面。
[0015]其中，所述湍流层为间隔分布的环状体，所述多个间隔分布的环状体均匀分布在中空管体的内表面。
[0016]其中，所述湍流层为不均匀分布的多个凸起，所述多个凸起整体分布在中空管体的内表面。
[0017]本实用新型的有益效果是:多孔层的结构提供了大量的稳定汽化核心使得液体在很低的过热度下就可以达到沸腾状态，并且可以稳定持续地产生气泡；湍流层的设置，使得中空管体内流经的液体由层流状态改为湍流状态，减薄层流底层，提高中空管体的传热系数，减小了换热面积和设备直径。阻垢能力强。沸腾在小温差下就可以进行，这样就使得生产的能耗降低，减少了石化能源的使用，污染排放少。
【附图说明】
[0018]图1是大容器沸腾的表面沸腾曲线；
[0019]图2是换热曲线图；
[0020]图3本实用新型【具体实施方式】提供的高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器的结构示意图；
[0021]图4本实用新型【具体实施方式】提供的环状体的结构示意图
[0022]图5本实用新型【具体实施方式】提供的凸起的结构示意图；
[0023]图6本实用新型【具体实施方式】多孔层的结构示意图。
[0024]图中:
[0025]1、中空管体；2、起泡体；3、凸起；4、多孔层基体；5、多孔层；6、孔穴；7、气泡；8、液体；9、螺旋结构；10、环状体；A、管长；B、预热区；C、沸腾区；D、饱和蒸汽。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0027]沸腾传热是一个很复杂的过程，涉及到多个领域，至今为止也没有得出一个确切的结论。大容器沸腾的表面沸腾曲线，如图1所示:从起始沸腾点开始，加热面上的某些点汽化核心开始产生气泡，然后随着Δ t的增加汽化核心进一步增多，产生的气泡剧烈扰动。这段区间内换热系数和热流密度急剧增大，称为核状沸腾区域。
[0028]之后换热状况出现了拐点，随着At的进一步增加热流密度反而越来越低，这是由于换热面上蒸汽的排出过程出现了恶化，这是一段不稳定的过程。之后随着汽量的增加换热表面上形成稳定的汽膜，此时由对流传热改为了辐射传热，由于换热过程必须要经过热阻较大的汽膜，因此换热系数大大降低。对于依靠控制热流密度来改变加热工况的设备，一旦超过换热临界状态将直接跳至稳定膜态沸腾线，At将猛增至1000°C，出现烧毁现象，因此必须要严格控制其换热状况。
[0029]管内强制对流沸腾的换热原理大致相同，如图2所示换热曲线图，其中A为管长，管体上分为:预热区B、沸腾区C和饱和蒸汽区D，沸腾曲线都存在着一个临界值，这个值决定着沸腾的最大传热系数，并且核状的沸腾区B是沸腾传热的最好区域，此时沸腾传热的换热效率最大。
[0030]为此本申请改进了现有的高通量管来增强换热器的沸腾传热。如图3-6所示，提供了一种高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器，包括:中空管体1，所述中空管体I的外部设置有起泡体2。所述气泡体2为蜂窝状或者多孔状结构，其主要用于将热阻较大的气膜打破，在沸腾液面形成细密的小气泡，加快沸腾传热。
[0031]进一步的，所述起泡体2包括多孔层基体4，所述多孔层基体4上部连接有多孔层
5。所述多孔层5中随机分布有多个用于产生气泡7的孔穴6。所述气泡体2在实施时安装在液体5内靠近液面的位置，液体5在和多个孔穴6接触时，极易包裹孔穴6内的气体，形成气泡。
[0032]所述起泡体2通过烧结固定连接在中空管体I上。具体的，所述起泡体2由多孔材料制成。
[0033]作为本技术方案的优选方案之一，所述中空管体I的内部还分布有用于将中空管体I内的流体产生湍流的湍流层。所述湍流层主要用于将中空管体I内流经的液体由层流状态改为湍流状态，提高中空管体I的传热系数，减小了换热面积和设备直径。
[0034]为了达到中空管体I内液体出现湍流状态，就需要在中空管体I的内部增设改变液体流动状态的结构。优选的，所述湍流层为螺旋结构9，所述螺旋结构9均匀分布在中空管体I的内表面。中空管体I内的液体在流动时，收到螺旋结构9的干扰，成为湍流状态。
[0035]或者，所述湍流层为间隔分布的环状体10，所述多个间隔分布的环状体10均匀分布在中空管体I的内表面。又或者，所述湍流层为不均匀分布的多个凸起3，所述多个凸起3整体分布在中空管体I的内表面。
[0036]综上所述，高通量管强化沸腾传热的原理如下:中空管体的表面烧结了一层多孔介质，这层多孔介质的存在提供了大量的稳定汽化核心使得液体在很低的过热度下就可以达到沸腾状态，并且可以稳定持续地产生气泡，同时高通量管也提高了沸腾的临界热通量，解决了传统的光管外表面由于缺少汽化核心致使其必须要达到很大的过热度才能产生气泡进而达到沸腾状态。实验表明所述高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器的传热系数相比光管提高了 -10倍，临界热通量也有较大的提高。
[0037]以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器，其特征在于，包括:中空管体(I)，所述中空管体(I)的外部设置有起泡体(2); 所述起泡体(2)包括多孔层基体(4)和连接在所述多孔层基体(4)上用于促使液体起泡的多孔层(5); 所述多孔层(5)中随机分布有多个用于产生气泡(7)的孔穴(6)。
2.根据权利要求1所述的高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器，其特征在于，所述起泡体(2)通过烧结固定连接在中空管体(I)上。
3.根据权利要求1所述的高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器，其特征在于，所述起泡体(2)由多孔材料制成。
4.根据权利要求1所述的高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器，其特征在于，所述中空管体(I)的内部还分布有用于将中空管体(I)内的流体产生湍流的湍流层。
5.根据权利要求4所述的高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器，其特征在于，所述湍流层为螺旋结构(9)，所述螺旋结构(9)均匀分布在中空管体(I)的内表面。
6.根据权利要求4所述的高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器，其特征在于，所述湍流层为间隔分布的环状体(10)，所述多个间隔分布的环状体(10)均匀分布在中空管体(I)的内表面。
7.根据权利要求4所述的高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器，其特征在于，所述湍流层为不均匀分布的多个凸起(3)，所述多个凸起(3)整体分布在中空管体(I)的内表面。
【专利摘要】本实用新型涉及丙烯精馏塔塔底重沸器技术领域，尤其涉及一种高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器。一种高通量管丙烯精馏塔塔底重沸器，包括：中空管体，所述中空管体的外部设置有起泡体。所述起泡体包括多孔层基体，所述多孔层基体上部连接有多孔层。其中，所述多孔层中随机分布有多个用于产生气泡的孔穴。多孔层的结构提供了大量的稳定汽化核心使得液体在很低的过热度下就可以达到沸腾状态，并且可以稳定持续地产生气泡；湍流层的设置，使得中空管体内流经的液体由层流状态改为湍流状态，减薄层流底层，提高中空管体的传热系数，减小了换热面积和设备直径，阻垢能力强。
【IPC分类】B01B1-00, B01D3-32, C07C11-06, C07C7-04
【公开号】CN204319818
【申请号】CN201420535299
【发明人】韩军, 邢东军, 王飞, 李鹭, 孙文浩
【申请人】北京广厦环能科技有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年9月17日