一种降膜式丙烯汽化器的制作方法

一种降膜式丙烯汽化器
1.技术领域
2.本发明属于炼油化工领域中的丙烯汽化化工设备技术领域，涉及一种降膜式丙烯汽化器。


背景技术：

3.丙烯（ch2=ch-ch3）常温下为无色、稍带有甜味的气体。分子量42.08，液态密度0.5139g/cm3(20/4℃)，气体密度1.905（0℃，101325pa.abs），冰点-185.3℃，沸点-47.4℃。丙烯是三大合成材料的基本原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、异丙醇、丙酮和环氧丙烷等。
4.丙烯常储存于液化烃压力球罐内，输送丙烯所用的泵型常为屏蔽泵或者桶袋泵。在以下两种情况下需要进行丙烯气化作业以获取丙烯气：一是当输送泵的流量较大，液化烃压力球罐液位下降较快，罐内丙烯蒸发速率来不及补充因液位下降造成的气相空间的压力下降，此时泵入口处的有效汽蚀余量快速下降，造成输送泵的汽蚀，这时需要进行丙烯气化作业向丙烯储罐气相空间补气，以保证泵的吸入压头；二是下游生产装置需要气相丙烯作为生产原料，例如聚丙烯装置，此时需要对液相丙烯进行气化后输送给下游装置。
5.中国专利cn201820663101.0公开了一种丙烯汽化装置，其包括丙烯汽化器，丙烯汽化器上有进液口，进液口处接有进气管，丙烯汽化器的另一侧设置蒸汽进气口，丙烯汽化器的顶部设置有出气口，与蒸汽进气口对应的丙烯汽化器的顶端设置有冷凝水排水口，丙烯汽化器上还设置有安全阀接口和排污阀。该技术可以在不改变原有工艺条件，减少动力消耗和操作控制，又保证安全和汽化过程的稳定。但其未对汽化器本体结构进行单独设计，而汽化器本体以及内部结构的构思是丙烯汽化器设计的核心问题。


技术实现要素：

6.传统的丙烯汽化器多采用固定管板式换热器或u型管式换热器，存在内部结构复杂，不易检修，对于存在相变的换热效率差等问题。本发明的目的是提供一种降膜式丙烯汽化器，充分利用炼油化工厂内富余的热水热能，提供一种汽化效率高、易于控制、易于检修的工艺结构。
7.本发明的基本原理是液相丙烯经丙烯汽化器底部的液相丙烯进口进入丙烯液相空间；液相空间的丙烯经丙烯汽化腔上行，液相丙烯在丙烯汽化腔内和自上方喷淋而下的热水进行换热气化为气相丙烯；气相丙烯浮升至丙烯汽化腔顶部经气相丙烯收集管收集后经气相丙烯出口流出丙烯汽化器。热水经汽化器顶部的热水入口进入热水缓冲空间进行缓冲，缓冲之后的热水经热水均匀喷射板喷射而下在丙烯气化腔外表形成下降的热水液膜，将热量传递给液相丙烯作为丙烯气化的热量，经过换热之后的凝结水经热水降膜空间底部的凝结水出口流出汽化器筒体。
8.本发明具体的技术方案如下：本发明提供一种降膜式丙烯汽化器，其特征在于：该丙烯汽化器包括罐体，罐体结构为两端带有封头的立式壳体，罐体内从上向下依次为热水缓冲空间、热水降膜空间和液相空间，热水缓冲空间和热水降膜空间之间设置有热水均匀喷射板，热水降膜空间和液相空间之间设置有丙烯汽化腔固定板，罐体底部设置液相丙烯进口，液相丙烯进口连通液相空间，罐体顶部设置热水进口，热水进口与热水缓冲空间连通，热水降膜空间包括多个丙烯汽化腔，所述丙烯汽化腔是竖直设置的空腔，空腔是由一组平行的平板和平板两侧贴合立式壳体外形的弧板组成，各个丙烯汽化腔平行布置充满整个立式壳体截面空间，丙烯汽化腔底部安装在丙烯汽化腔固定板上，丙烯汽化腔顶部连通气相丙烯收集管，所述热水均匀喷射板为设有多个喷射孔的圆板，所述丙烯汽化腔固定板上设有丙烯汽化腔安装孔，所述热水降膜空间上部设有气相丙烯出口，下部设有凝结水出口，气相丙烯收集管连通气相丙烯出口，液相空间依次通过丙烯汽化腔和气相丙烯收集管与气相丙烯出口连通。
9.本发明一种降膜式丙烯汽化器，其进一步技术特征在于：所述液相丙烯进口位于立式壳体底部封头中心竖直向上，气相丙烯出口向心安装。
10.本发明一种降膜式丙烯汽化器，其进一步技术特征在于：所述热水进口安装于立式壳体顶部封头中心竖直向下。
11.本发明一种降膜式丙烯汽化器，其进一步技术特征在于：所述凝结水出口底部和丙烯汽化腔固定底板平齐。
12.本发明一种降膜式丙烯汽化器，其进一步技术特征在于：所述丙烯汽化腔固定板为圆板结构，在丙烯汽化腔固定板之上的肋条形状的开孔即为丙烯汽化腔的安装孔，肋条开孔的形状即为丙烯汽化腔的截面形状，各个肋条开孔宽度相同，长短不一，间隔相同的距离均匀排布，各肋条开孔边缘形成一个圆形痕迹。
13.本发明一种降膜式丙烯汽化器，其进一步技术特征在于：所述每个丙烯汽化腔间隔一定距离且均匀布置充满整个热水降膜空间。
14.本发明一种降膜式丙烯汽化器，其进一步技术特征在于：所述热水均匀喷射板为设有多个喷射圆孔的圆板，热水均匀喷射板之上的喷射圆孔采用同心圆布置。优选每一个圆圈上的喷射圆孔等圆周角度布置，相邻的圆圈之间间隔2～3倍的喷射圆孔直径，同心圆圈的应大于6圈，以在热水均匀喷淋板下方形成均匀喷射效果。
15.本发明提供一种丙烯汽化器，主要应用于向丙烯储罐气相空间补气，以保证泵的吸入压头或者向下游生产装置提供气相丙烯原料。
16.本发明提供一种降膜式丙烯汽化器，其与现有技术相比的优点是：本发明降膜式丙烯汽化器的热水降膜空间包括多个丙烯汽化腔，喷淋而下的热水在各个丙烯气化腔的表面形成液膜将热量传递给丙烯气化腔内的液相丙烯，增大了换热面积，提高了气化效率。气相丙烯收集管穿个各个丙烯汽化腔的中心从而将各丙烯汽化腔的顶部联通，将各丙烯气化腔成为连通的结构，这一独特的内部结构设计减少了丙烯介质的流动距离，避免了复杂的内部折流流道设计。另外，本发明易于检修、易于制造。
17.下面将结合附图和具体实施例，对本发明的结构布局、运行流程及创新之处做进一步说明。
附图说明
18.图1是本发明一种降膜式丙烯汽化器主视图。
19.图2是图1的左视图。
20.图3是本发明一种降膜式丙烯汽化器的热水均匀喷射板结构示意图。
21.图4是本发明一种降膜式丙烯汽化器的丙烯汽化腔结构示意图。
22.图5是本发明一种降膜式丙烯汽化器的丙烯汽化腔的截面试图。
23.图6是本发明一种降膜式丙烯汽化器的丙烯汽化腔的三维视图。
24.图中所示附图标记为：1-立式壳体，2-热水进口，3-凝结水出口，4-液相丙烯进口，5-气相丙烯出口，6-丙烯汽化腔，7-丙烯汽化腔固定板，8-热水均匀喷射板，9-热水缓冲空间，10-热水降膜空间，11-液相丙烯空间，12-气相丙烯收集管。
具体实施方式
25.下面将结合附图和具体实施例，对本发明的结构布局、运行流程及创新之处做进一步说明。
26.参见图1～6，本发明一种降膜式丙烯汽化器，该丙烯汽化器包括罐体，罐体结构为两端带有封头的立式壳体，罐体内从上向下依次为热水缓冲空间9、热水降膜空间10和液相空间11，热水缓冲空间9和热水降膜空间10之间设置有热水均匀喷射板8，热水降膜空间9和液相空间11之间设置有丙烯汽化腔固定板7，罐体底部设置液相丙烯进口4，液相丙烯进口4连通液相空间11，罐体顶部设置热水进口2，热水进口2与热水缓冲空间9连通，热水降膜空间10包括多个丙烯汽化腔6，所述丙烯汽化腔6是竖直设置的空腔，空腔是由一组平行的平板和平板两侧贴合立式壳体1外形的弧板组成，各个丙烯汽化腔平行布置充满整个立式壳体1截面空间，丙烯汽化腔6底部安装在丙烯汽化腔固定板7上，丙烯汽化腔6顶部连通气相丙烯收集管12，所述热水均匀喷射板8为设有多个喷射孔的圆板，所述丙烯汽化腔固定板7上设有丙烯汽化腔安装孔，所述热水降膜空间10上部设有气相丙烯出口5，下部设有凝结水出口3，气相丙烯收集管12连通气相丙烯出口5，液相空间11依次通过丙烯汽化腔6和气相丙烯收集管12与气相丙烯出口5连通。
27.通常情况下，所述液相丙烯进口4位于立式壳体底部封头中心竖直向上，气相丙烯出口5向心安装。所述热水进口安装于立式壳体顶部封头中心竖直向下。
28.本发明所述凝结水出口3底部优选与丙烯汽化腔固定板7平齐，防止凝结水在汽化器内的积存。
29.所述丙烯汽化腔固定板7为圆板结构，在丙烯汽化腔固定板7之上的肋条形状的开孔即为丙烯汽化腔6的入口安装孔，肋条开孔的形状即为丙烯汽化腔6的截面形状，各个肋条开孔宽度相同，长短不一，间隔相同的距离均匀排布，各肋条开孔边缘形成一个圆形痕迹。
30.所述每个丙烯汽化腔6间隔一定距离且均匀布置充满整个热水降膜空间10。喷淋而下的热水在各个丙烯气化腔6的表面形成液膜将热量传递给丙烯气化腔6内的液相丙烯。气相丙烯收集管12穿过各个丙烯汽化腔6的中心从而将各丙烯汽化腔6的顶部联通，将各丙烯气化腔6内的气相丙烯收集起来。设计丙烯汽化器时根据气相丙烯的需求量以及蒸汽热
值来计算丙烯汽化腔的换热面积之和。
31.所述热水均匀喷射板8为设有多个喷射圆孔的圆板，热水均匀喷射板8之上的喷射圆孔采用同心圆布置。优选每一个圆圈上的喷射圆孔等圆周角度布置，相邻的圆圈之间间隔2～3倍的喷射圆孔直径，同心圆圈的应大于6圈，以在热水均匀喷淋板下方形成均匀喷射效果。
32.本发明一种降膜式丙烯汽化器，其简单工作过程是：如图1所示，液相丙烯经丙烯汽化器底部的液相丙烯进口4进入丙烯液相空间11，液相空间11的丙烯经丙烯汽化腔6上行，液相丙烯在丙烯汽化腔6内和自上方喷淋而下的热水进行换热气化为气相丙烯，气相丙烯浮升至丙烯汽化腔6顶部经气相丙烯收集管收集12后经气相丙烯出口5流出丙烯汽化器，热水经汽化器顶部的热水进口2进入热水缓冲空间9进行缓冲，缓冲之后的热水经热水均匀喷射板8喷射而下在丙烯气化腔6外表形成下降的热水液膜，将热量传递给丙烯汽化腔6内的液相丙烯作为丙烯气化的热量，经过换热之后的凝结水经热水降膜空间10底部的凝结水出口3流出汽化器筒体。