進(jìn)出料換熱器的案例
大型重整芳烴聯(lián)合裝置反應(yīng)進(jìn)出料換熱器選型分析
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(shè)有定距管，中心筒與管板相連。
反應(yīng)進(jìn)出料換熱器選用
01
石腦油加氫反應(yīng)進(jìn)出料換熱器
石腦油加氫裝置反應(yīng)進(jìn)出料換熱器通常選用數(shù)臺(tái)U型管換熱器，隨著裝置不斷大型化，進(jìn)出料換熱器熱負(fù)荷不斷增大。以某2.6Mt/a石腦油加氫裝置為例，進(jìn)出料換熱器回收熱量可達(dá)70MW，若選用U型管換熱器，需要8臺(tái)串聯(lián)，臺(tái)數(shù)過(guò)多；選用繞管換熱器時(shí)，僅需要1臺(tái)繞管和2臺(tái)管殼式換熱器串聯(lián)即可滿(mǎn)足換熱需求。選用繞管換熱器時(shí)串聯(lián)2臺(tái)管殼式換熱器主要是在反應(yīng)產(chǎn)物低溫端注水去除產(chǎn)物中的銨鹽，若不考慮洗銨鹽，1臺(tái)繞管式換熱器完全可滿(mǎn)足換熱需求。
以下分別為該2.6Mt/a石腦油加氫裝置進(jìn)出料換熱器選用多臺(tái)管殼式及繞管和管殼式串聯(lián)選型情況。
02
重整反應(yīng)進(jìn)出料換熱器
重整裝置進(jìn)出料換熱器熱負(fù)荷與重整反應(yīng)加熱爐輻射段熱負(fù)荷相當(dāng)，甚至更大，是重整裝置回收熱量大戶(hù)，近期設(shè)計(jì)大型化重整裝置進(jìn)出料換熱器熱端溫差約32℃。目前已投產(chǎn)重整裝置中最大的繞管式換熱器應(yīng)用于某3.3Mt/a重整裝置，換熱器熱負(fù)荷190MW，選用1臺(tái)殼徑Φ5050mm繞管式換熱器。裝置運(yùn)行初期熱端溫差20℃，比設(shè)計(jì)值低15℃，換熱性能較好。
國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)單套最大重整裝置，某3.8Mt/a重整裝置進(jìn)出料換熱器熱負(fù)荷231.34MW，選用2臺(tái)殼徑Φ3280mm并聯(lián)PACKINOX焊接板式換熱器。裝置運(yùn)行初期2臺(tái)板換熱端溫差均值26℃，比設(shè)計(jì)值低2℃，換熱性能較好。
展開(kāi) 芳烴聯(lián)合裝置靜設(shè)備特點(diǎn)及節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
設(shè)計(jì)和制造應(yīng)綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)焊接、組對(duì)、無(wú)損檢測(cè)和熱處理的要求和方案。同時(shí)，對(duì)于超大直徑的浮閥塔，塔盤(pán)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、制造和安裝精度（塔盤(pán)的水平度、堰高和底隙要求）是滿(mǎn)足工藝性能的關(guān)鍵，塔盤(pán)的支撐形式宜選用桁架梁。
1.3 換熱器類(lèi)
1.3.1 預(yù)加氫進(jìn)出料換熱器
預(yù)加氫進(jìn)出料換熱器一般為多臺(tái)U型管式換熱器串聯(lián)，操作壓力高、溫差大，介質(zhì)腐蝕情況復(fù)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮材料性能和經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)化各臺(tái)換熱器進(jìn)出口溫度。也有用戶(hù)為減少設(shè)備臺(tái)數(shù)，降低操作維護(hù)難度，選擇了高溫段用1臺(tái)纏繞管式、低溫段仍選用1臺(tái)U型管式的方案。
1.3.2 重整、異構(gòu)化和歧化進(jìn)出料換熱器
重整、異構(gòu)化和歧化進(jìn)出料換熱器冷熱流介質(zhì)進(jìn)出口溫差大、流量大、熱負(fù)荷高，其換熱效果對(duì)降低裝置能耗和減少運(yùn)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(guī)模的不斷擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)更為緊湊、可適用大負(fù)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(zhì)均為14Cr1Mo或12Cr2Mo1，板束或管束的材質(zhì)為S32168不銹鋼，換熱器冷端進(jìn)料處設(shè)置專(zhuān)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(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格昂貴。國(guó)產(chǎn)化板殼式換熱器的成功開(kāi)發(fā)應(yīng)用，壓低了進(jìn)口板式換熱器的價(jià)格和交貨期，給國(guó)內(nèi)煉化企業(yè)提供了更多的選擇余地。近年來(lái)，由于部分裝置板換出現(xiàn)了泄漏問(wèn)題，以及對(duì)換熱器抗沖擊性能要求的提高，不少用戶(hù)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(kāi) 典型乙烯裝置（順序分離流程）冷分離單元擴(kuò)能改造方案優(yōu)化總結(jié)
脫甲烷塔系統(tǒng)的改造內(nèi)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(lián)再沸器和中沸器各1臺(tái)，新增1臺(tái)脫甲烷塔釜泵。
02
C2分離系統(tǒng)技改
擴(kuò)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(lián)再沸器和冷凝器各1臺(tái)，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(diào)整進(jìn)料口位置，新增并聯(lián)1臺(tái)再沸器、2臺(tái)中沸器、1臺(tái)冷凝器(含2臺(tái)板翅式換熱器和1臺(tái)CIK換熱器)，新增并聯(lián)1臺(tái)回流泵和2臺(tái)高壓乙烯產(chǎn)品泵和1臺(tái)乙烯產(chǎn)品加熱器，高壓乙烯產(chǎn)品進(jìn)新冷箱汽化和過(guò)熱。
乙炔加氫系統(tǒng)的主要改造內(nèi)容：更換2臺(tái)乙炔加氫反應(yīng)器及其內(nèi)的催化劑，新增2臺(tái)綠油中間分離罐，更換進(jìn)出料換熱器，改造2臺(tái)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(kāi) SEI專(zhuān)家│順序流程乙烯裝置冷區(qū)擴(kuò)能改造方案探討
02
C2分離系統(tǒng)技改
擴(kuò)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(lián)再沸器和冷凝器各1臺(tái)，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(diào)整進(jìn)料口位置，新增并聯(lián)1臺(tái)再沸器、2臺(tái)中沸器、1臺(tái)冷凝器(含2臺(tái)板翅式換熱器和1臺(tái)CIK換熱器)，新增并聯(lián)1臺(tái)回流泵和2臺(tái)高壓乙烯產(chǎn)品泵和1臺(tái)乙烯產(chǎn)品加熱器，高壓乙烯產(chǎn)品進(jìn)新冷箱汽化和過(guò)熱。
乙炔加氫系統(tǒng)的主要改造內(nèi)容：更換2臺(tái)乙炔加氫反應(yīng)器及其內(nèi)的催化劑，新增2臺(tái)綠油中間分離罐，更換進(jìn)出料換熱器，改造2臺(tái)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(kāi) 
乙烯裝置出現(xiàn)偏離正常運(yùn)行參數(shù)時(shí)，該如何操作進(jìn)行調(diào)整？
乙烯裝置基本流程
某乙烯裝置采用前脫丙烷前加氫技術(shù)，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(shí)間為8000h，年生產(chǎn)能力為100×104t聚合級(jí)乙烯和50×104t聚合級(jí)丙烯，同時(shí)副產(chǎn)氫氣、混合碳四、粗裂解汽油、裂解燃料油等。該分離技術(shù)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(zhì)安全設(shè)計(jì)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(diǎn)對(duì)該裝置的高壓脫丙烷塔、碳二前加氫系統(tǒng)、前冷系統(tǒng)、脫乙烷塔、甲烷化系統(tǒng)、乙烯精餾塔、丙烯精餾系統(tǒng)和脫丁烷塔系統(tǒng)的本質(zhì)安全設(shè)計(jì)與操作進(jìn)行具體說(shuō)明。
1
高壓脫丙烷塔
高壓脫丙烷塔壓力是保證塔達(dá)到設(shè)計(jì)分離效果的基礎(chǔ)條件，也是裂解氣壓縮機(jī)五段的進(jìn)口壓力。壓力過(guò)低會(huì)造成壓縮機(jī)功耗增加，塔頂碳四含量升高，對(duì)碳二加氫系統(tǒng)產(chǎn)生危害；壓力過(guò)高會(huì)使塔溫度升高，使碳四及以上不飽和烴發(fā)生聚合，使再沸器結(jié)垢堵塞。具體控制方式是利用高壓脫丙烷塔進(jìn)出料換熱器將進(jìn)料溫度控制在-7℃，穩(wěn)定裂解氣壓縮機(jī)的操作，將壓縮機(jī)五段入口壓力穩(wěn)定在1.43MPa左右。
在正常操作中，易出現(xiàn)塔壓過(guò)低，塔頂碳四含量超標(biāo)的情況。發(fā)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(guò)高。此時(shí)的解決措施通常是調(diào)整裂解氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)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(biāo)，影響碳二加氫系統(tǒng)，同時(shí)造成塔釜溫度升高，加快再沸器結(jié)焦；靈敏板溫度降低容易造成塔釜碳二超標(biāo)。
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