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.

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

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)

Недостатки:

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

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

 

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

Типоразмерный ряд испарителей типа ИУ и ИП

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

Масса аппаратов типа ИП и ИУ

Видео работы ребойлера с паровым пространством на НПЗ