一種深冷烴物料脫氮塔頂冷凝裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于液化天然氣、閃蒸氣等深冷烴物料脫氮裝置的設計領域，特別涉及一種深冷烴物料脫氮塔頂冷凝裝置。
【背景技術】
[0002]在天然氣生產環(huán)節(jié)中，凈化階段一般包含脫二氧化碳、脫水、脫汞等過程，但未分離天然氣中氮氣，液化后的天然氣貯存在液化天然氣(LNG)儲罐內，總有部分液體會發(fā)生蒸發(fā)、產生閃蒸氣(B0G)，并且LNG中含氮量越高、越容易導致LNG儲罐內的翻滾事故，因此，在GB/T 19024-2003《液化天然氣的一般特性》中指出“預防此類型翻滾的最好方法是保持LNG的含氮量低于1%，并且密切監(jiān)測氣化速率”，而使用含氮氣的天然氣物料(特別是高含氮天然氣物料)生產LNG—直是天然氣液化關鍵技術中的難點，為控制LNG含氮量低于1 %，進而提高LNG產品質量，一般都采用汽提、精餾、閃蒸等方式對生產過程中的深冷烴物料進行脫氮處理。
[0003]現有技術的LNG脫氮過程中，較多采用兩塔精餾流程，LNG原料氣全部先經過一級脫氮塔，烴物料溫度疊加造成脫氮能耗高，而采用閃蒸-精餾的脫氮方式可進一步將脫氮技術能耗由70kWh/噸LNG降低至25kWh/噸LNG，因此，含氮氣天然氣、特別是高含氮天然氣的LNG生產經濟環(huán)保問題一直是天然氣液化關鍵技術中的控制點。
[0004]現有裝置的脫氮塔冷凝器中，冷凝器通常布置于精餾塔(即用于脫氮塔工藝的精餾塔)外、冷凝器與精餾塔需要另外配置管線栗閥連通、操作不當則會導致通路堵塞精餾塔憋壓的安全隱患，也有將臥式冷凝器直接安裝在精餾塔上的精餾裝置，還有精餾塔塔頂冷凝器與精餾塔為一體設備、屬于全焊式板換熱器，但這些裝置都直接選用傳統(tǒng)型式的換熱器、帶有各自型式的固有缺點(比如板式開裂泄漏)，更沒有針對塔頂冷凝器的熱物理過程特點進行全新的結構設計，無法在真正意義上與現有先進技術的脫氮塔匹配并降低脫氮裝置能耗。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種安全、可靠且節(jié)能、環(huán)保的深冷烴物料脫氮塔頂冷凝裝置。
[0006]為實現上述目的，本發(fā)明提供了以下技術方案:
[0007]—種深冷烴物料脫氮塔頂冷凝裝置，包括兩端開口的筒狀殼體，所述筒狀殼體立式設置在脫氮塔頂端，且筒狀殼體下端與脫氮塔頂端的塔頂氣出口連通，所述筒狀殼體內設有纏繞管式芯體，所述纏繞管式芯體由多根并聯的纏繞管呈螺旋狀繞制而成，所述纏繞管內通有冷源物料，各纏繞管的進料端和出料端分別與筒狀殼體上設置的進料管板和出料管板對接，所述進料管板和出料管板分別設有一個或至少兩個，且零散的分布于筒狀殼體上，每個進料管板和出料管板上均設有多個管孔，使一個進料管板或出料管板能夠同時與多根纏繞管對接。
[0008]本發(fā)明的技術效果在于:塔頂冷凝裝置與傳統(tǒng)外置冷凝器相比，殼程與塔上下貫通，除了冷源烴物料管程進出口接管與塔頂氣殼程出口接管之外，無需額外配置管線，無精餾塔憋壓的安全隱患，具有高安全性;塔頂冷凝裝置與管殼式冷凝器相比，管箱設置在殼程筒體側面、采用小管板結構形式、相比整體管板結構的鍛造厚管板、金屬材料重量顯著下降，而且纏繞管式換熱管群在單位容積內的比換熱面積更大，可達到板式換熱器性能水平，具有尚節(jié)能性。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明實施例1的結構示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明的纏繞管式芯體的結構示例圖；
[0011]圖3是本發(fā)明的懸掛支撐機構的結構示意圖；
[0012]圖4是本發(fā)明實施例2的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，一種深冷烴物料脫氮塔頂冷凝裝置，包括兩端開口的筒狀殼體10，所述筒狀殼體10立式設置在脫氮塔頂端，且筒狀殼體10下端與脫氮塔頂端的塔頂氣出口連通，所述筒狀殼體10內設有纏繞管式芯體，所述纏繞管式芯體由多根并聯的纏繞管11呈螺旋狀繞制而成，塔頂冷凝裝置通過具有一定繞管特性尺寸的纏繞管式芯體進行熱力行為控制、保證脫氮塔工藝條件規(guī)定的回流比，所述纏繞管11內通有冷源物料，各纏繞管11的進料端和出料端分別與筒狀殼體10上設置的進料管板12和出料管板13對接，所述筒狀殼體10上分別設有一個或至少兩個進料管板12和出料管板13，且各管板零散的分布于筒狀殼體10上，每個進料管板12和出料管板13上均設有多個管孔，使一個進料管板12和出料管板13能夠同時與多根纏繞管11對接。本發(fā)明的塔頂冷凝裝置與傳統(tǒng)外置冷凝器相比，殼程與塔上下貫通，除了冷源烴物料管程進出口接管與塔頂氣殼程出口接管之外，無需額外配置管線，無精餾塔憋壓的安全隱患，具有高安全性;塔頂冷凝裝置與管殼式冷凝器相比，管箱設置在殼程筒體側面、采用小管板結構形式、相比整體管板結構的鍛造厚管板、金屬材料重量顯著下降，而且纏繞管式換熱管群在單位容積內的比換熱面積更大，可達到板式換熱器性能水平，具有高節(jié)能性。
[0014]進一步的，如圖1-3所示，所述筒狀殼體10內還設有管束懸掛支撐機構，所述管束懸掛支撐機構包括立式設置的中心筒，所述纏繞管11纏繞在中心筒14的外環(huán)面上，所述中心筒14上端設有固定支架15，所述固定支架15與筒狀殼體10的內壁固接，所述中心筒14下端呈自由懸吊狀。優(yōu)選的，所述中心筒14下端設有浮動支架16，所述浮動支架16上設有滑塊161，所述滑塊161為兩個以上沿中心筒14的圓周方向均勻間隔布置，各滑塊161與筒狀殼體10的內壁貼合，且滑塊161能夠在筒狀殼體10的內環(huán)面上沿筒狀殼體10的軸向滑動。塔頂冷凝裝置筒狀殼體10直徑較大、纏繞管11根數較多、引出段的長度較長時，要設立管束懸掛支撐機構，避免管束下沉，管束懸掛支撐機構上方的固定支架與殼程筒體組件連接，一并承重，浮動支架與殼程筒體內壁間設導向滑塊161以解決膨脹，以適應在開、停車過程中由于快速的溫度變化造成管束的膨脹和收縮，從而將管束和殼體之間產生的熱應力減少到最小。
[0015]優(yōu)選的，所述纏繞管11在中心筒1