塔釜再沸器是精馏塔配套的核心换热设备,安装于塔釜底部或侧面,作用是将塔釜液相物料加热汽化,产生的气相回流至塔内,为精馏分离提供上升蒸汽,其设计和运行需适配精馏工艺的气液平衡、热负荷稳定、防结垢防腐蚀等要求,核心特点如下:
一、 结构特点:适配塔釜工况,换热高效且易维护
1.常见结构形式及针对性设计
卧式管壳式再沸器(应用最广)
壳体与管束呈水平布置,壳程走塔釜液相物料,管程走加热介质(蒸汽、导热油等);物料在壳程流动时易形成湍流,换热系数高,汽化效果均匀。
内置挡板 / 折流板,既强化湍流扰动,又防止壳程物料短路,同时支撑管束,减少振动磨损。
采用可拆卸管束结构,便于清洗塔釜物料易产生的结垢、焦化物,降低维护成本。
2.立式热虹吸式再沸器
依靠热虹吸效应实现物料循环:塔釜液体进入再沸器加热汽化后,气液混合物密度降低,与塔釜未汽化液体形成密度差,自动完成 “塔釜→再沸器→塔内” 的循环,无需额外循环泵,节能且运行稳定。
管束垂直布置,管程走加热介质,壳程走物料,气液分离空间充足,汽化后的气相可平稳返回塔内,避免夹带液滴影响精馏效果。
3.釜式再沸器(带蒸发空间)
壳体下部增设蒸发室,加热后的物料在蒸发室内完成气液分离,气相上升至塔内,液相返回塔釜;适用于热敏性物料或易起泡物料,可避免过度加热导致的物料分解。
材质适配性强
针对塔釜物料的腐蚀性、高温高压特性选择材质:
普通物料(如石油馏分):选用碳钢、20G 锅炉钢,成本低且耐温耐压;
腐蚀性物料(如酸碱溶液、含氯介质):选用不锈钢(304/316)、钛合金、哈氏合金;
易结垢物料(如高粘度油品):管束表面做抛光或防结垢涂层,降低污垢附着。
二、 运行特点:热负荷稳定,契合精馏工艺需求
热负荷可控再沸器的加热量直接决定精馏塔的上升蒸汽量,进而影响塔的分离效率和产品纯度。设计时需匹配塔的理论塔板数、回流比,通过调节加热介质的流量 / 压力,控制热负荷,保证塔内气液平衡稳定。
气液分离效果好再沸器出口需具备足够的气液分离能力,避免液相夹带进入塔内 —— 这会导致精馏段气液比失衡,降低分离精度。尤其是热虹吸式和釜式再沸器,通过结构设计预留气液分离空间,确保回流气相的 “干度”。
适应变工况能力强可根据精馏塔的进料量、进料组成变化,灵活调整加热负荷:
当进料组分变重时,增大加热量提升汽化率;
当塔釜液位波动时,通过液位控制系统联动调节加热介质流量,防止干烧或淹塔。
三、 工艺特点:防结垢、防腐蚀,延长使用寿命
1.防结垢设计
塔釜物料(尤其是高沸点、高粘度物料)加热时易在管壁结垢,降低换热效率。再沸器通常采用以下措施:
提高壳程物料流速(湍流状态),减少污垢沉积;
采用螺纹管、波纹管等强化传热管束,增加流体扰动,同时降低污垢热阻;
预留在线清洗接口,可实现在线除垢,无需停机。
2.耐温耐压性能优良
精馏塔釜的操作压力涵盖真空、常压、高压(如石油炼制中的减压精馏、加压精馏),再沸器需对应设计耐压结构:
真空工况:壳体加厚,设置防瘪装置,避免负压变形;
高压工况:采用法兰密封结构,管束与管板焊接采用胀焊结合工艺,防止泄漏。
适配热敏性物料对于受热易分解、聚合的物料(如化工产品),再沸器采用低温差加热(加热介质与物料温差控制在 10–20℃),或选用降膜式再沸器,物料在管壁形成薄膜,受热均匀且停留时间短,减少分解风险。