Типы и назначение ребойлеров различной конструкции

Описание и назначение

Ребойлеры используют в качестве подогревателя низа колонны для поддержания процесса ректификации — более нагретый продукт передает свое тепло холодному продукту.

Ребойлер представляет собой теплообменный аппарат, который имеет две рабочие зоны — трубное и межтрубное пространство.

Правильное общепринятое написание названия данного аппарата — Ребойлер.

Также, часто можно услышать или увидеть написание через «и» — Рибойлер. Это происходит из-за того, что слово «ребойлер» произошло от английского Reboiler, которое в английском произношении имеет звук «и». В свою очередь слово Reboiler произошло от глагола boil (кипеть) и приставки re (повторное действие).

Термосифонный ребойлер

Термосифонный ребойлер работает благодаря естественной циркуляции жидкости. Кипение происходит в трубах при вертикальном исполнении или в кожухе при горизонтальном исполнении аппарата.

Термосифонный ребойлер
Слева — кипение в трубах, справа — кипение в кожухе

В вертикальном термосифоне, жидкость циркулирует благодаря различию плотности парожидкостной смеси (двухфазный поток) выходящей из аппарата плотностью жидкости поступающей в  аппарат из колонны.

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Теплообменник с плавающей головкой

Преимущества:

  • наиболее экономичный вариант, поскольку не требуется насос

Недостатки:

  • не подходит для высоковязкой жидкости
  • возможно увеличение стоимости при установке на необходимую высоту для получения эффекта термосифона
  •  не подходит для низкого температурного напора из-за повышения точки кипения, возникающей из-за статического напора вертикального столба жидкости

Ребойлер с вынужденной циркуляцией

Вынужденная циркуляция в ребойлере происходит посредством насоса. Аппарат с такой циркуляцией может иметь вертикальное или горизонтальное исполнение.

Ребойлер с вынужденной циркуляцией аналогичен вертикальному термосифонному ребойлеру за исключением того, что сообщение с колонной происходит за счет работы насоса.

Расчет коэффициента теплопередачи в данном аппарате предполагает, что, тепло передается только вынужденной конвекцией. Поэтому методика теплогидравлического расчета будет аналогична, как для кожухотрубного аппарата.

Преимущества:

  • подходит для вязких и сильно загрязняющих теплообменную поверхность жидкостей

Недостатки:

  • высокие затраты на перекачку и обслуживание
  • требуется насос для сообщения с колонной

Испаритель с паровым пространством (кипятильник)

Пучок труб данного аппарата находится постоянно погруженным в поступающую из колонных жидкость. Это обусловлено наличием переливной перегородки, которая обеспечивает постоянный уровень в аппарате. Высота перегородки, как правило, на 5 — 15 см выше пучка, чтобы обеспечить гарантированное затопление труб.

Кожух аппарата имеет гораздо больший размер диаметра по отношению к пучку по сравнению со стандартными кожухотрубными теплообменниками. Диаметр пучка составляет 40-60% от диаметра кожуха (парового пространства).

Преимущества:

  • подходит для работы под вакуумом
  • подходит для высокой скорости испарения (до 80% от поступающего потока)
Кстати, прочтите эту статью тоже:  Конструкции кожухотрубных теплообменников

Недостатки:

  • теплопередача ниже по сравнению с другими типами ребойлеров
  • не подходит для потоков с высокой склонностью к загрязнению

Конструкция ребойлера

Основные конструктивные элементы

Устанавливается данный аппарат на две сидловые опоры, смонтированные на бетонном основании. Этот теплообменник состоит из:

  • Обечайки распределительного барабана
  • Монтажного штуцера
  • 2-х эллиптических днищ
  • Трубных пучков
  • Сливной пластины
  • Патрубков входа выхода продукта
  • Монтажного люка
Кожухотрубный испаритель с паровым пространством
1 — кожух испарителя; 2 — пучок трубный U-образный; 3 — стяжка; 4 — решетка трубная; 5 — крышка распределительной камеры; 6 — опора; Ду 200 мм — для монтажа пучка; Ду 40 мм — для регулятора уровня; Ду4 — выход остатка продукта; Ду 50 — дренаж; Ду3 — вход жидкого продукта; Ду2 — выход пара или жидкости; Ду2 — вход пара или жидкости; Ду 15 мм — для манометра; Ду1 — выход паров продукта; Ду 80 мм — для предохранительного клапана; Ду 500 мм — люк.

 

Трубопроводы входа выхода продукта присоединяются к ребойлеру при помощи фланцевых соединений. Основной частью конструкции являются трубные пучки с U-образными трубами. Монтируются трубные пучки внутри цилиндрического корпуса к трубной доске методом развальцовки.

Нагреваемый продукт находится в межтрубном пространстве, а греющий продукт проходит через пучок U-образных труб. Образовавшиеся пары углеводородов отводятся из ребойлера по трубопроводу, находящемуся в верхней части аппарата.

Жидкая среда перетекает через пластину или откачивается насосом, либо уходит самотеком через патрубок расположенный в нижней части аппарата.

Необходимый уровень жидкости поддерживается автоматически с помощью регуляторов уровня.
Эксплуатационный режим поддерживается системой регулирования и контроля а также контрольным и предохранительным клапанами.

Характеристики испарителей ИН, ИК, ИП, ИУ, ИТ, ИНТ, ИКТ

Испарители (ребойлеры)

Типоразмерный ряд испарителей типа ИУ и ИП

Испаритель ИУ

Испаритель ИП

Испаритель размеры

Поверхность теплообмена по наружному диаметру труб и площадь проходных сечений по трубам аппаратов типа ИП и ИУ

Поверхность теплообмена по наружному диаметру труб и площадь проходных сечений по трубам аппаратов типа ИП и ИУ

Масса аппаратов типа ИП и ИУ

Масса аппаратов типа ИП и ИУ

Видео работы ребойлера с паровым пространством на НПЗ

Добавить комментарий