編 輯 | 化工活動家

作 者 | 孫曉娟

來 源 | 煉油技術與工程

關鍵詞 | 芳烴聯合裝置  進出料換熱器  選型

共 1695 字 | 建議閱讀時間 7 分鐘

導 讀

重整芳烴聯合裝置包括石腦油加氫裝置、重整裝置、抽提裝置、對二甲苯裝置及歧化裝置。這幾套裝置中涉及到反應進出料換熱的有4個位置：石腦油加氫反應進出料換熱、重整反應進出料換熱、歧化反應進出料換熱及異構化反應進出料換熱。通過每套裝置中反應進出料的換熱對反應產物熱量進行回收，可回收熱量占反應產物熱量的80%及以上，能大幅降低裝置能耗，減少操作費用。因此，這幾套裝置反應進出料換熱器的合理選用非常重要。

主要換熱器種類

反應部分的流程見下圖。

反應進出料換熱器的換熱深度用熱端溫差來衡量，熱端溫差越小，熱能利用越充分，回收熱量越多，但需要換熱器換熱面積越大。而對于同等的換熱量，傳熱系數越高，換熱面積越小。

 

目前應用較多的重整芳烴聯合裝置反應進出料換熱器主要有3種類型：

 

管殼式換熱器結構簡單，在工程中應用普遍，但其傳熱系數低，換熱性能不高。焊接板式換熱器和纏繞式換熱器結構緊湊，熱端溫差小，熱效率高，壓力降低。

焊接板式換熱器由外殼和板束兩大部件組成，板束由若干板片焊制而成，每塊板片用約0.8mm厚不銹鋼板爆炸成形并帶有合適的流道。板片兩側各通一股流體，兩股流體在板束的上下端匯集成進出兩個通道并與進出口相連。殼體是受壓圓筒。

纏繞管式換熱器由殼體和芯體組成，芯體由纏繞在中心筒上的多層小直徑換熱管組成，換熱管在中心筒上螺旋狀交替纏繞，不同層換熱管間設有定距管，中心筒與管板相連。

反應進出料換熱器選用

01

石腦油加氫反應進出料換熱器

石腦油加氫裝置反應進出料換熱器通常選用數臺U型管換熱器，隨著裝置不斷大型化，進出料換熱器熱負荷不斷增大。以某2.6Mt/a石腦油加氫裝置為例，進出料換熱器回收熱量可達70MW，若選用U型管換熱器，需要8臺串聯，臺數過多；選用繞管換熱器時，僅需要1臺繞管和2臺管殼式換熱器串聯即可滿足換熱需求。選用繞管換熱器時串聯2臺管殼式換熱器主要是在反應產物低溫端注水去除產物中的銨鹽，若不考慮洗銨鹽，1臺繞管式換熱器完全可滿足換熱需求。

 

以下分別為該2.6Mt/a石腦油加氫裝置進出料換熱器選用多臺管殼式及繞管和管殼式串聯選型情況。

02

重整反應進出料換熱器

重整裝置進出料換熱器熱負荷與重整反應加熱爐輻射段熱負荷相當，甚至更大，是重整裝置回收熱量大戶，近期設計大型化重整裝置進出料換熱器熱端溫差約32℃。目前已投產重整裝置中最大的繞管式換熱器應用于某3.3Mt/a重整裝置，換熱器熱負荷190MW，選用1臺殼徑Φ5050mm繞管式換熱器。裝置運行初期熱端溫差20℃，比設計值低15℃，換熱性能較好。

國內已投產單套最大重整裝置，某3.8Mt/a重整裝置進出料換熱器熱負荷231.34MW，選用2臺殼徑Φ3280mm并聯PACKINOX焊接板式換熱器。裝置運行初期2臺板換熱端溫差均值26℃，比設計值低2℃，換熱性能較好。

當換熱器大到一定程度，由于受到板寬的限制(最寬2m)，板束橫截面的長寬比差別較大，為了保證換熱，板長要加長，又會引起壓力降過大的問題，所以裝置規模大到一定程度，板式換熱器需要2臺并聯。而采用2臺并聯，在使用過程中有可能出現偏流等問題，大規模時選用一臺繞管式換熱器更有優勢。

03

歧化反應進出料換熱器

歧化裝置進出料換熱器回收反應產物熱量用以加熱反應進料至接近歧化反應所需溫度。歧化進料加熱爐僅對反應進料溫度起調節作用，熱端溫差越小，歧化進出料換熱器回收熱量越多，但進出料加熱爐對反應進料溫度調節作用也越小。因此，歧化進出料換熱器熱端溫差的選擇需結合熱量回收及裝置操作的靈活性和穩定性確定。目前已投產歧化裝置中最大的繞管式換熱器應用于某2.7Mt/a歧化裝置。裝置運行初期熱端溫差27℃，比設計值低10℃，換熱性能較好。

最大的板式換熱器應用于某3.6Mt/a歧化裝置，裝置運行初期熱端溫差18℃，比設計值低17℃，換熱性能較好。

04

異構化反應進出料換熱器

異構化裝置進出料換熱器熱負荷相當于異構化反應加熱爐輻射段熱負荷6～10倍，是異構化裝置回收熱量大戶。近期設計的大型化芳烴裝置異構化進出料換熱器熱端溫差40℃左右。目前已投產異構化裝置中最大的繞管式換熱器應用于某1.5Mt/a芳烴裝置異構化單元，裝置運行初期熱端溫差28℃，比設計值低13℃，換熱性能較好。

最大的板式換熱器應用于某2.0Mt/a芳烴裝置異構化單元，裝置運行初期熱端溫差34℃，比設計值低9℃，換熱性能較好。