-再沸器介绍
再沸器
再沸器是蒸馏塔底或侧线的热交换器,用来汽化一部分液相产物返回塔内作气相回流,使塔内汽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,又称重沸器。设计再沸器时,必须同蒸馏塔的操作特点和结构联系起来。
工业中应用的再沸器多为管壳式换热器,主要有釜式、虹吸式(立式和卧式)、强制循环式和内置式等型式,见图
1。
1.各种型式再沸器介绍
1.1.釜式再沸器
由一个扩大部分的壳体和
一个可抽出的管束组成,管束
末端有溢流堰以保证管束能有
效的浸没在沸腾液体中,故循
环在管束与其周围液体之间进
行,溢流堰外侧空间作为出料
液体的缓冲区,壳侧扩大部分
空间作为汽液分离空间。釜式
再沸器的气化率可达到80%以
上,相当于一块理论塔板的作
用。
其优点是维修和清洗方
便,传热面积大,气化率高,
操作弹性大,可在真空下操作。
但其传热系数小,壳体容积大,
物料停留时间长易结垢,占
图 1 再沸器型式
地面积大,金属耗量大,投
资较高。
1.2.热虹吸式再沸器
热虹吸式再沸器为有组织的自然循环式,精馏塔底的液体进入再沸器被加热而部分汽化,形成的汽液混合物密度显著减小,并一起进入精馏塔内,在塔内进行汽液分离,利用
两侧的密度差使塔底液体不断被虹吸入再沸器。虹吸式再沸器分为两类:立式和卧式,通
常管内蒸发采用立式,且为单管程;壳程蒸发采用卧式,可以为多管程。炼油工业约95%
使用卧式热虹吸,而化工行业约95%使用立式热虹吸,石油化工行业介于期间,其原因
与装置规模及介质的结垢性有关,也与使用习惯有关。
1.2.1.卧式虹吸再沸器
壳体可采用J、H、X型结构。按照工艺过程卧式虹吸再沸器又可分为一次通过式和循环式,一次通过式是指塔底出产品,进再沸器的物料由最下一层塔板抽出其组成与塔底产品不同;循环式是指塔底产品和再沸器进料同时抽出其组成相同。一次通过式和循环式
也可由泵强制输送。流程见图 2。
卧式虹吸
式再沸器的气
化率不应过大,
对于烃类设计
的气化率一般
小于30%,对
于水溶液一般
不超过20%,
气化量较大时
需采用循环式
(个人见过的
ABB公司用于
丙烯塔底的卧
式虹吸再沸器,
循环式流程,壳
图 2 卧式热虹吸再沸器流程
程采用X结构4
进4出,气化率可达到50%,且实际运行过程没有问题)。卧式虹吸再沸器的分馏效果小于一块理论塔板,且由于出口管线较长阻力降较大,不适用于低压和真空操作工况。
1.2.2.立式虹吸再沸器
立式虹吸再沸器一般采用固定管板、单管程、管内汽化,出口管与塔体连接,减小了阻力,适用于低压和真空操作。其分馏效果低于一块理论塔板,气化率一般按10~15%考虑。按工艺过程可分为一次通过式和循环式,为了使操作稳定常在塔底部加一块隔板,流程图见图 3。