用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器，包括筒体、上封头、下封头、介质管道、电阻丝。所述上封头焊接在筒体的上方；所述下封头安装在筒体的下方，且通过法兰与筒体连接；所述筒体、上封头、下封头围成中空的炉膛；所述介质管道穿过下封头进入炉膛，并从下封头穿出；所述电阻丝设置在炉膛内，用于加热介质管道中的介质。本实用新型涉及的这种电加热器，是一种节能环保、降低成本、维修方便且提高热效率的辐射式防爆电加热器，适用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺。
【专利说明】用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于烯烃芳烃及甲醇物系生产工艺中电加热设备【技术领域】，涉及一种用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器。
【背景技术】
[0002]近年来，随着芳烃、烯烃需求量在不断增加日益增加，各大研发机构争相开发各种新型的芳烃、烯烃生产工艺，如甲醇甲苯制芳烃联产低碳烯烃的工艺。由于此类反应工艺所用催化剂具有结焦快的特点，为了避免催化剂结焦，广泛应用催化剂循环移动床技术。电加热器作为催化剂循环移动床系统的关键设备，具有很大的市场需求。
[0003]目前的电加热器存在以下缺点:1)加热器对介质直接加热，甲醇甲苯制芳烃联产低碳烯烃工艺中的介质很容易由于局部过热发生结焦；如果采用加热炉，炉瓦笨重且热阻大，设备投资也将大幅提高；2)当工况操作压力很高时，对电加热器作为压力容器的要求很闻，对设备选材、制造、连接都将提闻要求，造价相应提闻；3)传统电加热器加热兀件穿插多个部件，且焊接为一体，检修相当困难，加热元件一旦损坏，点加热器就等于报废不可使用，且影响生产的连续性，造成极大的经济损失。
【发明内容】
[0004]为克服现有电加热器的上述技术缺陷，本实用新型提供一种节能环保、降低成本、维修方便且提高热效率的辐射式防爆电加热器，且该电加热器适用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺。
[0005]为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是:
[0006]一种用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器，包括筒体、上封头、下封头、介质管道、电阻丝。所述上封头焊接在筒体的上方；所述下封头安装在筒体的下方，且通过法兰与筒体连接；所述筒体、上封头、下封头围成中空的炉膛；所述介质管道穿过下封头进入炉膛，并从下封头穿出；所述电阻丝设置在炉膛内，用于加热介质管道中的介质。
[0007]所述用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器还包括炉膛内壁保温层、内部支架和金属盘管。所述炉膛内壁保温层紧贴炉膛的内壁设置；所述内部支架安装在炉膛的内部；所述金属盘管设置在内部支架上，且与炉膛内壁保温层之间设有间隙。
[0008]特别点，所述炉膛内壁保温层包括岩棉保温层和设置在岩棉保温层内侧的硅酸铝保温层。所述炉膛内壁保温层上周向均布若干陶土支架，陶土支架与炉膛内壁保温层螺纹连接。
[0009]作为优选，所述陶土支架分多层对应布置，在上下对应的每两根陶土支架之间设置电阻丝。
[0010]特别点，所述介质管道在炉膛内部分为介质进口管和介质出口管；介质出口管的上游端与金属盘管的上端连接，介质进口管的下游端与金属盘管的下端连接；所述介质出口管的下游端和介质进口管的上游端均设置在下封头的下部。
[0011]特别点，所述筒体的上部一侧设置氮气进口管，在筒体上部的另一侧设置氮气出口管；所述氮气进口管连接气源的一端安装自立式调节阀，另一端穿置在炉膛内壁保温层内且与炉膛的上部连通；所述氮气出口管伸出筒体的一端安装单呼阀，另一端穿置在炉膛内壁保温层内内且与炉膛的下部连通。
[0012]特别点，所述上封头的上方设置防爆接线腔，防爆接线腔与电阻丝连接。
[0013]所述用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器还包括若干测温元件。所述测温元件有用于测定金属盘管温度的管壁测温元件、用于测定炉膛温度的炉膛测温元件、用于测定电阻丝温度的电阻丝测温元件和用于测定介质温度的介质测温元件；所述管壁测温元件、炉膛测温元件均安装在上封头上；电阻丝测温元件安装在筒体的一侧；介质测温元件安装在介质出口管上。
[0014]作为优选，所述单呼阀与筒体之间的氮气出口管上安装有手动阀。
[0015]本实用新型的优点是:
[0016](I)本实用新型与传统加热器相比，温度均匀，且避开了介质如烯烃与热源直接接触发生结焦；且压力固定在介质管道上，对电加热器的要求降低，节省了成本。
[0017](2)本实用新型与加热炉相比，电阻丝无需放在炉瓦内，裸露辐射，提高了热效率，节能环保，没有了炉瓦，炉体重量减轻。本实用新型集成了压力容器、电加热器、加热炉的多项优点，综合一体。
[0018](3)本实用新型的主结构是法兰式连接，可拆卸，遇到损坏的部件可以独立维修、更换，尤其是易损件电阻丝的损坏，因其裸露在炉膛内，只要分开筒体和下封头即可方便更换。
[0019](4)本实用新型采用绝缘陶土支架，耐高温，高绝缘，质量轻，绝缘陶土支架采用螺纹插入的方式插进炉膛内壁保温层，无论是组装还是检修，均方便可靠。
[0020](5)本实用新型上封头的上方还连接有防爆接线腔，使本实用新型具有防爆功能，可用于防爆场所。
[0021](6)本实用新型在上封头上设置管壁测温元件、炉膛测温元件，以方便观测金属盘管以及炉膛内部温度。在筒体一侧设置电阻丝测温元件，以方便观测电阻丝温度。在介质出口的管道上设置介质测温元件，以方便观测介质温度。同时经过监测金属盘管温度与介质出口温度的温差，便于监测介质结焦情况。
[0022]以下将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器的结构示意图。
[0024]附图标记说明:1、筒体；2、上封头；3、下封头；4、介质管道；5、岩棉保温层；6、硅酸铝保温层；7、内部支架；8、金属盘管；9、介质出口管；10、介质出口管；11、氮气进口管；12、氮气出口管；13、自立式调节阀；14、单呼阀；15、手动阀；16、陶土支架；17、电阻丝；18、防爆接线腔；19、管壁测温元件；20、炉膛测温元件；21、电阻丝测温元件；22、介质测温元件。
【具体实施方式】
[0025]为了对本实用新型的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本实用新型的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本实用新型的可实施范围的限定。如图1所示，用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器至少包括筒体1、上封头
2、下封头3、介质管道4、电阻丝17。其中，所述筒体1、上封头2、下封头3围成中空的炉膛。所述介质管道4穿过下封头3进入炉膛，并从下封头3穿出，介质在介质管道4中流动。
[0026]需要说明的是，所述电阻丝17作为热源，设置在炉膛内，用于加热介质管道4中的介质。电阻丝17与加热介质管道4中的介质不接触。这种辐射传热的方式使得传热均匀，避免介质与热源电阻丝17直接接触，有效抑制烯烃物系结焦；同时，该加热型式将工艺操作压力限制在介质管道4内，降低了对电加热器设备的压力等级要求，从而对设备选材、制造、法兰连接等降低要求，有效降低成本。
[0027]特别点，所述下封头3安装在筒体I的下方，且通过法兰与筒体I连接。这种法兰式连接，是可拆卸的，若本实用新型所述的电加热器内部有损坏或需要更换的部件，可以将连接下封头3和筒体I的法兰打开，为独立维修、更换裸露在炉膛内的部件提供了便利的条件。这种法兰式连接尤其为电阻丝17的更换提供了便利，由于热源电阻丝17属于易损部件，只要分开筒体I和下封头3即可实现电阻丝17的方便更换。
[0028]在中空的炉膛内安装有多种部件，比如炉膛内壁保温层、内部支架7和设置在内部支架7上的金属盘管8。需要说明的是，在安装金属盘管8时，金属盘管8要与炉膛内壁保温层之间设有间隙，一般不要求和炉膛内壁保温层直接接触。
[0029]所述炉膛内壁保温层紧贴炉膛的内壁设置。炉膛内壁保温层是双层结构，包括岩棉保温层5和设置在岩棉保温层5内侧的硅酸铝保温层6。炉膛内壁保温层的这种双层结构，可以很好的阻止了炉膛与外界的热交换，避免了热能的浪费，提高了热源电阻丝17产生热能的利用率。
[0030]此外，在炉膛内壁保温层上还周向均布若干陶土支架16，陶土支架16分多层对应布置，每根陶土支架16分别与炉膛内壁保温层螺纹连接。在上下对应的每两根陶土支架16之间分别设置电阻丝17。本实用新型采用绝缘的陶土支架16，耐高温，高绝缘，质量轻，绝缘陶土支架16采用螺纹插入的方式插进炉膛内壁保温层，无论是组装还是检修，均方便可
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[0031]为了给介质管道4中流动的介质提供有利的加热环境，本实用新型的介质管道4可以不是一条完成的输送介质的管道。置于炉膛内部的介质管道4可以分为介质进口管10和介质出口管9，并且在介质进口管10和介质出口管9之间连接有设置在内部支架7上的金属盘管8。因此，可以看出，介质出口管9的上游端与金属盘管8的上端连接，介质进口管10的下游端与金属盘管8的下端连接。但所述介质出口管9的下游端和介质进口管10的上游端均设置在下封头3的下部。还需要说明的是，在介质出口管9上还安装有介质测温元件22，用于检测介质出口管9内的介质的温度。
[0032]除了上述的介质测温元件22，本实用新型的电加热器还具有若干个其它的测温元件。这些测温元件包括用于测定金属盘管8温度的管壁测温元件19、用于测定炉膛内部温度的炉膛测温元件20、用于测定电阻丝17温度的电阻丝测温元件21。所述管壁测温元件19、炉膛测温元件20均安装在上封头2上。所述电阻丝测温元件21安装在筒体I的一侧。需要提及的是，经过同时监测金属盘管8的温度与介质出口管9内的介质的温度，可用于监测介质结焦的情况。
[0033]特别点，筒体I的上部一侧设置氮气进口管11，在筒体I上部的另一侧设置氮气出口管12。所述氮气进口管11连接气源的一端安装自立式调节阀13，另一端穿置在炉膛内壁保温层内且与炉膛的上部连通。所述氮气出口管12伸出筒体I的一端安装单呼阀14，另一端穿置在炉膛内壁保温层内内且与炉膛的下部连通。值得说明的是，所述单呼阀14与筒体I之间的氮气出口管12上安装有手动阀15。
[0034]还有，所述上封头2的上方设置防爆接线腔18，防爆接线腔18与电阻丝17连接。通过在上封头2的上方设置防爆接线腔18，使本实用新型的电加热器具有防爆功能，可用于防爆场所。
[0035]综上所述，本实用新型所述的用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器，由筒体、上下封头、介质管道、电阻丝及测温元件等部件组成。筒体和上下封头构成炉膛，电阻丝在炉膛内壁加热，介质在介质管道内流动。电阻丝作为热源以辐射传热的方式为介质管道内流动的介质供热，使得传热均匀，避免介质与热源直接接触，有效抑制烯烃物系结焦，同时该加热形式将工艺操作压力限制在介质管道内，降低了对电加热器设备的压力等级要求，从而对设备选材、制造、法兰连接等降低要求，有效降低成本。本实用新型采用法兰连接方式，使电加热器可以在作业过程中在线维修、更换坏损部件。此外，本实用新型在金属盘管管壁、炉膛、电阻丝和介质管道出口设有测温点，通过监测温度、温差从而监测加热介质加热状况及结焦情况。因此，本实用新型提供的这种电加热器，有效地克服了现有技术的缺陷并对现有技术做出了贡献，是一种节能环保、降低成本、维修方便且提高热效率的辐射式防爆电加热器，适用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺。
[0036]上面结合附图对本实用新型的实施方式作了说明，但本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
【权利要求】
1.用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器，其特征在于包括筒体(I)、上封头(2)、下封头(3)、介质管道(4)、电阻丝(17);所述上封头(2)焊接在筒体(I)的上方；所述下封头(3)安装在筒体(I)的下方，且通过法兰与筒体(I)连接；所述筒体(I)、上封头(2)、下封头(3)围成中空的炉膛；所述介质管道(4)穿过下封头(3)进入炉膛，并从下封头(3)穿出；所述电阻丝(17)设置在炉膛内，用于加热介质管道(4)中的介质。
2.根据权利要求1所述的用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器，其特征在于还包括炉膛内壁保温层、内部支架(7)和金属盘管(8);所述炉膛内壁保温层紧贴炉膛的内壁设置；所述内部支架(7)安装在炉膛的内部；所述金属盘管(8)设置在内部支架(7)上，且与炉膛内壁保温层之间设有间隙。
3.根据权利要求2所述的用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器，其特征在于，所述炉膛内壁保温层包括岩棉保温层(5)和设置在岩棉保温层(5)内侧的硅酸铝保温层(6);所述炉膛内壁保温层上周向均布若干陶土支架(16)，陶土支架(16)与炉膛内壁保温层螺纹连接。
4.根据权利要求3所述的用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器，其特征在于，所述陶土支架(16)分多层对应布置，在上下对应的每两根陶土支架(16)之间设置电阻丝(17)。
5.根据权利要求2所述的用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器，其特征在于，所述介质管道(4)在炉膛内部分为介质进口管(10)和介质出口管(9);介质出口管(9)的上游端与金属盘管(8)的上端连接，介质进口管(10)的下游端与金属盘管(8)的下端连接；所述介质出口管(9)的下游端和介质进口管(10)的上游端均设置在下封头(3)的下部。
6.根据权利要求1所述的用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器，其特征在于，所述筒体(I)的上部一侧设置氮气进口管(11 )，在筒体(I)上部的另一侧设置氮气出口管(12);所述氮气进口管(11)连接气源的一端安装自立式调节阀(13)，另一端穿置在炉膛内壁保温层内且与炉膛的上部连通；所述氮气出口管(12)伸出筒体(I)的一端安装单呼阀(14)，另一端穿置在炉膛内壁保温层内内且与炉膛的下部连通。
7.根据权利要求1所述的用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器，其特征在于，所述上封头(2)的上方设置防爆接线腔(18)，防爆接线腔(18)与电阻丝(17)连接。
8.根据权利要求1至7任一项所述的用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器，其特征在于还包括若干测温元件，所述测温元件有用于测定金属盘管(8)温度的管壁测温元件(19)、用于测定炉膛温度的炉膛测温元件(20)、用于测定电阻丝温度的电阻丝测温元件(21)和用于测定介质温度的介质测温元件(22);所述管壁测温元件(19)、炉膛测温元件(20 )均安装在上封头(2 )上；电阻丝测温元件(21)安装在筒体(I)的一侧；介质测温元件(22)安装在介质出口管(9)上。
9.根据权利要求6所述的用于移动床甲醇甲苯制芳烃工艺的辐射式防爆电加热器，其特征在于，所述单呼阀(14)与筒体(I)之间的氮气出口管(12)上安装有手动阀(15)。
【文档编号】H05B3/64GK203968421SQ201420335467
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】罗万明, 薛强, 金德浩, 马玉龙, 王军峰, 金丹, 李鸿雄, 刘戈, 曹坚, 夏鑫 申请人:陕西延长石油（集团）有限责任公司炼化公司, 北京石油化工工程有限公司