[发明专利]用于不互溶液体蒸发的换热器

说明书

技术领域

本发明涉及液体蒸发的换热器，特别是一种用于不互溶液体蒸发的换热器。

背景技术

在石油炼制等多种化工过程中，要利用多种组分的气相混合物，这些气相混合物一般情况下需要用相应的液体进行蒸发气化后得到。如果涉及到的液体相互溶解，则可以先把这些液体混合成一种液体后蒸发，但是当涉及的液体存在不互溶时，常规做法是把多种液体分别蒸发成气相后再混合。

例如在用乙苯制苯乙烯过程中，反应器的进料一般为气相，主要为乙苯和水。液相的乙苯和水不互溶会分层，所以需要先把乙苯和水分别蒸发成气相后，再混合后进入反应器。

相同的，在热裂解过程中，气相的碳氢化合物和水蒸汽在混合后进入裂解加热器，之前也是分开单独蒸发。

实际操作已经证实多种不互溶的液体能在换热器的管内被有效的蒸发，同时没有一种液体被完全蒸发，即在换热器管内从进口到出口的液相中都存在不互溶现象。在对两种不互溶的液体进行蒸发时，混合液相的泡点比任何一种液体的泡点都要低。所以通过确保管内混合液相中的多种不互溶液体的不完全蒸发，可以使用温度较低的热媒同时维持相同的传热温差。对于同样的热媒需要的传热面积就可以降低。各换热管之间的混合均匀性直接影响总的蒸发换热效果，整体的换热效果对不互溶液体在每根管内的分配比例及混合效果依赖很大。

对不互溶液体进行蒸发的常规过程为先把不互溶的液体混合，然后再把“混合”液体送入换热管，其特点可以表示为“先混合，后分配”。进入换热管不互溶液体的混合效果取决于液体物性之外，还受混合过程、混合后停留时间等多种因素的影响，并且实际操作过程中很容易波动以及波动幅度较大等多种不利因素。所以混合效果及设备大型化方面都显示了较大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于不互溶液体蒸发的换热器，它解决的是以往技术中在设备大型化难度及操作中容易波动的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种用于不互溶液体蒸发的换热器，其特征在于：它包括三块管板，三块管板把换热器分成上封头、壳侧、中间封头和下封头；不同液体分别从中间封头进口和下封头进口进入换热器；不同液体分别从中间封头进料孔和下封头进料孔进入换热管；通过下封头进入换热管的液体是两液体中密度较大的；通过中间封头进入换热管的液体是不互溶液体中密度较小的。

相对于常规的操作方式，本发明具有“先分配、后混合”的特点，在每根换热管中分配更加均衡，混合效果也更好、更均匀。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图1中，1热媒进口，2热媒出口，3中间封头进口，4下封头进口，5管侧出口，6换热器，7换热管，8上管板，9中间管板，10下管板，11壳侧，12上封头，13中间封头，14下封头，15中间封头进料孔，16下封头进料孔。

具体实施方式

请参阅图1，本发明提供了一种用于不互溶液体蒸发的三管板换热器。如图所示：它包括三块管板8、9、10，把换热器6分成上封头12、壳侧11、中间封头13和下封头14；不同液体分别从中间封头13进口3和下封头14进口4进入换热器6；不同液体分别从中间封头进料孔15和下封头进料孔16进入换热管7；通过下封头14进入换热管7的液体是两液体中密度较大的；通过中间封头13进入换热管7的液体是不互溶液体中密度较小的。

本发明是在常规立式换热器的上管板8和下管板10之外，增加中间管板9，把换热器6分成上封头12、壳侧11、中间封头13和下封头14，不互溶的两液体分别从中间封头进口3和下封头进口4进入换热器，然后通过中间封头进料孔15和下封头进料孔16对两液体进行分配进入换热管7并混合。

相对于常规的操作方式，本发明具有“先分配、后混合”的特点，在每根换热管中分配更加均衡，混合效果也更好、更均匀。

在换热管7中不互溶的液体是以一定比例的混合液体存在，在壳侧的热媒加热下部分蒸发，混合物从管侧出口5出换热器。由于不互溶的液相存在使混合液相的泡点降低，可以有效的利用热媒热源或减小传热面积。

由于多设立一块管板来隔离不同的液体，均匀有效的控制了每种液体进入每根换热管的比例，从而完全避免了由于液面、比例控制等波动对操作的影响。

同时通过增加的管板，避免了在换热管进料时对液相的选择限制。可以在上下进料孔进轻液相，上进料孔进重液相。在实际操作时由于轻重液体体积比例的差异，通过对两种液体进料的不同可以选择更好的分配混合效果。

操作时，不互溶的两液体分别从中间封头进口3和下封头进口4进入中间封头13和下封头14，两液体通过下管板10隔开，所以在封头中不存在接触。然后分别通过中间封头进料孔15和下封头进料孔16进入换热管7管内，在通过热媒进口1进入的热媒作用下部分蒸发，然后部分蒸发的混合液从管侧出口5出料。