立式多管式热交换器及蒸馏塔系统技术方案

本发明专利技术的立式多管式热交换器（１）在传热管内导入含易聚合性物质的工艺流体进行热交换。立式多管式热交换器（１）具有沿上下方向延伸的壳体（２）、分别设置在该壳体（２）的上部（４）和下部（６）的上部管板（８）和下部管板（１０）、两端部外周（２６）被这些上部管板（８）和下部管板（１０）固定的数根传热管（２８），在上部管板（８）的上表面（３４）倾斜地形成的同时，在该上部管板（８）的上表面（３４）的最低位置附近配置有至少一根传热管（２８）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及立式多管式热交换器及蒸馏塔系统，特别涉及在传热管内导入包含易聚合性物质的工艺流体进行热交换的立式多管式热交换器及使用了该立式多管式热交换器的蒸馏塔系统。
技术介绍
在高温流体和低温流体之间进行热交换的多管式热交换器是在化学工业中广泛使用的化学机械的一种。多管式热交换器，与其他种类的热交换器相比，能够在苛刻的条件下使用，能够长时间的连续运转，因此，具有可靠性高的特征。以下，参照附图说明图10，说明这样的多管式热交换器的一例。图10是立式多管式热交换器的剖面图。如图10所示，立式多管式热交换器120具有沿上下方向延伸的管状壳体122、分别设置在该管状壳体122的上部124和下部126的平的上部管板128和下部管板130、两端部外周132被固定在上部管板128和下部管板130的数根传热管134，在传热管134内导入工艺流体。在传热管134的周围，供给用于与被导入传热管134内的工艺流体进行热交换的流体。下面，作为这样构成的立式多管式热交换器120动作的一例，对将立式多管式热交换器120作为蒸馏塔系统(未图示)的冷凝器使用的情况进行说明。使应蒸馏的工艺流体气化，由此得到的工艺气体如果从上部管板128侧导入传热管134中，工艺气体将被在供给至传热管134周围的流体冷却而凝缩。接着，工艺流体作为液体从传热管134的下部管板130侧流出。但是，在上述的立式多管式热交换器120中，有时在上部管板128的上表面136和传热管134的内面138的上部开口部附近附着聚合物等的异物，妨碍立式多管式热交换器120的连续长时间运转。以下对此加以说明。工艺流体，例如在像含有甲基丙烯醛的液体的情况下，即在工艺流体的成分中含有极易发生聚合的易聚合性物质时，有易聚合性物质的聚合物附着在上部管板128的上表面136和传热管134的内面138的上部开口部附近的倾向。而且，附着在上部管板128的上表面136和传热管134的内面138的上部开口部附近的聚合物随运转时间的经过而成长。在此所谓“成长”意味着在已附着的聚合物的表面进一步发生聚合，由此附着的聚合物变大。由于这样的聚合物的附着和成长，立式多管式热交换器120的传热效率恶化，其结果，立式多管式热交换器120的热交换率和分离效率降低。由于聚合物遍及整个上部管板128的上表面136附着，因此传热效率显著地降低。如果进一步连续运转，聚合物的成长继续进行，传热管134将被聚合物堵塞。由此，必须进行从传热管134除去堵塞的聚合物，同时，立式多管式热交换器120变得不能运转。其结果，妨碍了立式多管式热交换器120的连续长时间运转。而且，也妨碍了包含这样的立式多管式热交换器120的蒸馏塔系统(未图示)的连续长时间运转。专利技术的公开本专利技术的目的是提供防止由聚合物引起的堵塞、可连续长时间运转的立式多管式热交换器。本专利技术的目的是提供可连续长时间运转的蒸馏塔系统。为了达到上述的目的，本专利技术提供在传热管内导入含易聚合性物质的工艺流体进行热交换的立式多管式热交换器，其特征在于，具有沿上下方向延伸的壳体、在该壳体的上部和下部分别设置的上部管板和下部管板、两端部外周被固定在这些上部管板和下部管板的数根传热管，在上部管板的上表面倾斜地形成的同时，在该上部管板的上表面的最低位置附近配置有至少1根传热管。按照这样构成的本专利技术的立式多管式热交换器，例如在冷却高温的工艺流体时，如果从上部管板侧向传热管内导入工艺流体，则工艺流体与传热管的周围的低温流体进行热交换后，从传热管的下部管板侧出来。在工艺流体含易聚合性物质时，如果工艺流体在上部管板的上表面和传热管的上侧端部等长时间停留，就容易发生易聚合性物质的聚合，聚合物容易附着在上部管板等上。但是，在本专利技术中，上部管板的上表面倾斜地形成，因此实质上没有在以往的立式多管式热交换器的平的上部管板的上表面上发生的工艺流体的滞留。而且，由于在上部管板的上表面的最低位置附近配置有至少一根传热管，因此能够确实防止向下方流出的工艺流体的滞留。由于这样的防止滞留效果，易聚合性物质的聚合就不易发生，可防止聚合物向上部管板或传热管的附着。再有，即使使立式多管式热交换器的运转持续进行，由于上述防止滞留效果，可防止聚合物的成长，传热管也不会堵塞。其结果，不需要在以往的立式多管式热交换器中频繁进行的聚合物的除去作业，可进行立式多管式热交换器的连续长时间运转。在本专利技术的立式多管式热交换器中，优选上部管板的上表面，从其外侧部向中心部变低地倾斜而形成，更优选上部管板的上表面，相对于包括上部管板的外侧部边缘的平面，向下方倾斜0.005～0.1弧度。这样构成的立式多管式热交换器的上部管板，制作是容易的。另外，从防止聚合物的附着的观点来看，上部管板的上表面的倾斜角度，虽然希望越大越好，但从加工的容易程度和加工成本的观点来看，优选小于0.1弧度。另外，本申请人的实验证明，倾斜角度如果是大于或等于0.005弧度，就能够更好地防止在上部管板的上表面中的工艺流体聚合物的附着。在本专利技术中，优选配置在上部管板的最低位置附近的传热管的上端不从上部管板的上表面突出地构成。在这样构成的立式多管式热交换器中，上部管板的上表面上的工艺流体，向上部管板的最低位置流动，其大部分流入配置在最低位置附近的传热管中，因此能够遍及上部管板的全面防止聚合物的附着。另外，在本专利技术中，更优选所有数根传热管的上端不从上述上部管板的上表面突出地构成。按照这样构成的本专利技术的立式多管式热交换器，可促进在上部管板的上表面上的防止工艺流体滞留的效果。在本专利技术中，在数根传热管中，配置在上述上部管板的最低位置附近的传热管以外的传热管的上端也可以在上方突出地构成。按照这样构成的本专利技术，能够增大上部管板和传热管的连接强度。因此，传热管，即使经常地经受由工艺流体和管外流体两者的流出流入引起的振动、由泵或者压缩机引起的振动、以及来自旋转泵机械的直接脉动流等，也可以防止传热管和上部管板或者下部管板的连接部的密封性降低，防止从它们之间漏出工艺流体。另外，在通过减细传热管的管径并且增加传热管的根数，扩大工艺流体和管外流体之间热交换的面，而谋求提高传热效率的情况下，能够使多根细的传热管和上部管板或者下部管板之间的连接强度增大。在本专利技术中，优选下部管板的下表面倾斜地形成。在这样构成的立式多管式热交换器中，也能够防止在下部管板上的易聚合性物质的滞留。再有，优选上述下部管板的下表面从其外侧部向中心部，相对于包括上述下部管板的外侧部边缘的平面，倾斜0.005～0.1弧度。其理由与上部管板相同。在本专利技术中，优选上述易聚合性物质是丙烯醛、甲基丙烯醛、丙烯酸、甲基丙烯酸、或者它们的酯。另外，工艺流体优选含有阻聚剂。另外，本专利技术还提供具有蒸馏含易聚合性物质的流体的蒸馏塔、连接在蒸馏塔的塔顶部的冷凝器的蒸馏塔系统，其特征在于，冷凝器是上述的立式多管式热交换器。按照这样构成的本专利技术的蒸馏塔系统，由于在冷凝器中采用上述的立式多管式热交换器，因此蒸馏塔系统可连续长时间运转。另外，本专利技术还提供具有蒸馏含易聚合性物质的流体的蒸馏塔、连接在蒸馏塔的塔底部的再沸器的蒸馏塔系统，其特征在于，再沸器是上述的立式多管式热交换器。按照这样构成的本专利技术的蒸馏塔系统，由于在再沸器中采用上述的立式多管式热交换本文档来自技高网...

【技术保护点】
立式多管式热交换器，该热交换器是在传热管内导入含易聚合性物质的工艺流体进行热交换的立式多管式热交换器，其特征在于，具有：沿上下方向延伸的壳体、在该壳体的上部和下部分别设置的上部管板和下部管板、两端部外周被这些上部管板 和下部管板固定的数根传热管，在上述上部管板的上表面倾斜地形成的同时，在该上部管板的上表面的最低位置附近配置有至少一根上述传热管。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：日野智道，小川朗，岛内重利，佐藤俊裕，加峯靖弘，
申请(专利权)人：三菱丽阳株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]