進出料換熱器
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-09
進出料換熱器的實例教程
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。
展開 設計和制造應綜合考慮現場焊接、組對、無損檢測和熱處理的要求和方案。同時，對于超大直徑的浮閥塔，塔盤的強度設計、制造和安裝精度（塔盤的水平度、堰高和底隙要求）是滿足工藝性能的關鍵，塔盤的支撐形式宜選用桁架梁。
1.3 換熱器類
1.3.1 預加氫進出料換熱器
預加氫進出料換熱器一般為多臺U型管式換熱器串聯，操作壓力高、溫差大，介質腐蝕情況復雜，包括了高溫硫腐蝕、氫腐蝕、濕硫化氫腐蝕和氯離子腐蝕等，設計時應綜合考慮材料性能和經濟性，優化各臺換熱器進出口溫度。也有用戶為減少設備臺數，降低操作維護難度，選擇了高溫段用1臺纏繞管式、低溫段仍選用1臺U型管式的方案。
1.3.2 重整、異構化和歧化進出料換熱器
重整、異構化和歧化進出料換熱器冷熱流介質進出口溫差大、流量大、熱負荷高，其換熱效果對降低裝置能耗和減少運行成本有著重要的作用。早期多采用立式單管程管殼式換熱器，隨著裝置規模的不斷擴大，結構更為緊湊、可適用大負荷的焊板式和纏繞管式換熱器逐步取代了立式管殼式換熱器。焊板式和纏繞管式換熱器的主體材質均為14Cr1Mo或12Cr2Mo1，板束或管束的材質為S32168不銹鋼，換熱器冷端進料處設置專有的分配組件，保證了氣液混合均勻、分布均勻。
焊板式換熱器早期多為進口產品，價格昂貴。國產化板殼式換熱器的成功開發應用，壓低了進口板式換熱器的價格和交貨期，給國內煉化企業提供了更多的選擇余地。近年來，由于部分裝置板換出現了泄漏問題，以及對換熱器抗沖擊性能要求的提高，不少用戶選擇了抗沖擊性能較好的纏繞管式換熱器，或者在改造中用纏繞管式換熱器代替原有焊板式換熱器。
展開 脫甲烷塔系統的改造內容包括：更換脫甲烷塔下部第七、八段填料床的填料，新增并聯再沸器和中沸器各1臺，新增1臺脫甲烷塔釜泵。
02
C2分離系統技改
擴能后脫乙烷塔更換為MD塔板，其中第42到68塊塔板采用5換4(即在原4塊塔板的位置改裝5塊MD塔板)的方案，全塔由68塊塔板改為74塊。新增并聯再沸器和冷凝器各1臺，改造回流罐，更換回流泵和綠油罐底泵。
乙烯精餾塔由MD塔板更換為ECMD塔板，由于ECMD塔板要求板間距增大，此塔部分塔板每5塊塔板換成4塊塔板，全塔由194塊塔板改為170塊。調整進料口位置，新增并聯1臺再沸器、2臺中沸器、1臺冷凝器(含2臺板翅式換熱器和1臺CIK換熱器)，新增并聯1臺回流泵和2臺高壓乙烯產品泵和1臺乙烯產品加熱器，高壓乙烯產品進新冷箱汽化和過熱。
乙炔加氫系統的主要改造內容：更換2臺乙炔加氫反應器及其內的催化劑，新增2臺綠油中間分離罐，更換進出料換熱器，改造2臺中間冷卻器。改造C2加氫綠油分離罐，乙烯干燥器更換干燥劑。
展開 02
C2分離系統技改
擴能后脫乙烷塔更換為MD塔板，其中第42到68塊塔板采用5換4(即在原4塊塔板的位置改裝5塊MD塔板)的方案，全塔由68塊塔板改為74塊。新增并聯再沸器和冷凝器各1臺，改造回流罐，更換回流泵和綠油罐底泵。
乙烯精餾塔由MD塔板更換為ECMD塔板，由于ECMD塔板要求板間距增大，此塔部分塔板每5塊塔板換成4塊塔板，全塔由194塊塔板改為170塊。調整進料口位置，新增并聯1臺再沸器、2臺中沸器、1臺冷凝器(含2臺板翅式換熱器和1臺CIK換熱器)，新增并聯1臺回流泵和2臺高壓乙烯產品泵和1臺乙烯產品加熱器，高壓乙烯產品進新冷箱汽化和過熱。
乙炔加氫系統的主要改造內容：更換2臺乙炔加氫反應器及其內的催化劑，新增2臺綠油中間分離罐，更換進出料換熱器，改造2臺中間冷卻器。改造C2加氫綠油分離罐，乙烯干燥器更換干燥劑。
展開 乙烯裝置基本流程
某乙烯裝置采用前脫丙烷前加氫技術，由急冷單元、壓縮單元、冷分離單元、熱分離單元、制冷單元等組成。裝置年操作時間為8000h，年生產能力為100×104t聚合級乙烯和50×104t聚合級丙烯，同時副產氫氣、混合碳四、粗裂解汽油、裂解燃料油等。該分離技術充分考慮了能量的合理利用，降低了裝置投資。
乙烯裝置的本質安全設計與操作
前脫丙烷前加氫的乙烯裝置中急冷單元、壓縮單元和其他流程的乙烯裝置差別不大，重點對該裝置的高壓脫丙烷塔、碳二前加氫系統、前冷系統、脫乙烷塔、甲烷化系統、乙烯精餾塔、丙烯精餾系統和脫丁烷塔系統的本質安全設計與操作進行具體說明。
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高壓脫丙烷塔
高壓脫丙烷塔壓力是保證塔達到設計分離效果的基礎條件，也是裂解氣壓縮機五段的進口壓力。壓力過低會造成壓縮機功耗增加，塔頂碳四含量升高，對碳二加氫系統產生危害；壓力過高會使塔溫度升高，使碳四及以上不飽和烴發生聚合，使再沸器結垢堵塞。具體控制方式是利用高壓脫丙烷塔進出料換熱器將進料溫度控制在-7℃，穩定裂解氣壓縮機的操作，將壓縮機五段入口壓力穩定在1.43MPa左右。
在正常操作中，易出現塔壓過低，塔頂碳四含量超標的情況。發生的主要原因是塔頂壓力降低、回流量偏小或靈敏板溫度過高。此時的解決措施通常是調整裂解氣壓縮機轉速和塔釜加熱量以控制塔壓、加大回流量或降低靈敏板溫度。
精餾塔靈敏板溫度是控制精餾操作的重要手段。靈敏板溫度的升高，容易造成塔頂碳四含量超標，影響碳二加氫系統，同時造成塔釜溫度升高，加快再沸器結焦；靈敏板溫度降低容易造成塔釜碳二超標。
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乙炔加氫系統的主要改造內容：更換2臺乙炔加氫反應器及其內的催化劑，新增2臺綠油中間分離罐，更換進出料換熱器，改造2臺中間冷卻器。改造C2加氫綠油分離罐，乙烯干燥器更換干燥劑。
乙炔加氫系統的主要改造內容：更換2臺乙炔加氫反應器及其內的催化劑，新增2臺綠油中間分離罐，更換進出料換熱器，改造2臺中間冷卻器。改造C2加氫綠油分離罐，乙烯干燥器更換干燥劑。
1.3.2 重整、異構化和歧化進出料換熱器
重整、異構化和歧化進出料換熱器冷熱流介質進出口溫差大、流量大、熱負荷高，其換熱效果對降低裝置能耗和減少運行成本有著重要的作用。早期多采用立式單管程管殼式換熱器，隨著裝置規模的不斷擴大，結構更為緊湊、可適用大負荷的焊板式和纏繞管式換熱器逐步取代了立式管殼式換熱器。
具體控制方式是利用高壓脫丙烷塔進出料換熱器將進料溫度控制在-7℃，穩定裂解氣壓縮機的操作，將壓縮機五段入口壓力穩定在1.43MPa左右。
在正常操作中，易出現塔壓過低，塔頂碳四含量超標的情況。發生的主要原因是塔頂壓力降低、回流量偏小或靈敏板溫度過高。此時的解決措施通常是調整裂解氣壓縮機轉速和塔釜加熱量以控制塔壓、加大回流量或降低靈敏板溫度。
反應進出料換熱器選用
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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。
