板式换热器压降过大产生原因及处理方法

连续重整进料换热器压降高原因及对策

摘要:重整进料换热器是重整装置重要设备，其性能直接影响到装置的能耗及安全平稳运行。本文分析了某炼化重整进料缠绕管式换热器进料侧压力降升高的原因和采取的措施，为同类装置的运行提供经验。

关键词：连续重整；缠绕管式换热器；进料侧压力降

引言

催化重整是以直馏石脑油、加氢裂化石脑油等为原料，在较低的操作压力、较高的操作温度、氢气环境和在催化剂的作用下，使原料中的烷烃、环烷烃发生分子结构的重新排列生成芳烃和氢气的反应。重整装置能提供理想的汽油调和组分，除了可以从重整汽油提取苯、甲苯、对二甲苯、邻二甲苯等产品外，还为全厂的生产提供了大量高质量的氢气，因此催化重整的重要性和经济性正日益凸现。重整进料换热器是连续重整装置重要设备，其性能直接影响到装置的能耗及安全平稳运行。

1重整进料换热器的型式

1.1立式管壳式重整进料换热器

立式管壳式重整进料换热器主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板、膨胀节、钩圈、浮头椎体、分配管等组成。立式管壳式重整进料换热器具有使用寿命长、传热效果好、流阻低、造价低等优点，但也存在结构复杂（如膨胀节、钩圈等）、检修难度大、无法抽芯清洗、分配管回装困难、无法更换管束、不宜大型化等缺点。

1.2板式重整进料换热器

板式重整进料换热器主要是由壳体、板束两大部分组成，板束由若干板片焊接合成，板片采用不锈钢薄板压制成型波纹板，两块成型好的板片纵向长焊缝组焊在一起组成一个管板，将板管叠合在一起组成板管束。板式重整进料换热器具有热损失小、换热效率高、单台换热面积大、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装方便、应用范围广等优点。但在生产过程中必须严格控制管、壳程的温差和压差，压力和温度的波动极易造成板束发生泄漏；由于板束板间距小，极容易发生结垢，并且清洗难度较大。

1.3缠绕管式重整进料换热器

缠绕管式重整进料换热器主要是由壳体、中心筒、缠绕管束、分配管、分配盘等组成，每根换热器管束按一定规律均匀缠绕在中心筒上，换热管呈螺旋状结构。

连续重整装置运行中的问题及应对措施

摘 要：本文对连续重整装置运行过程中常见问题进行分析，主要包括还原电加热器失效、再生注氯线不畅、预加氢补氢线堵塞、重整进料板式换热器冷侧压降不正常等问题，并提出相应的解决对策及改进措施，希望能对广大炼油厂工作者有所助益。

关键词：连续；重整装置；运行；催化剂

所谓连续重整，是移动床反应器连续再生式重整的简称，是一种石油二次加工技术，该技术工艺主要利用铂Pt-铼Re双金属催化剂，在500℃左右的高温条件下将低辛烷值的直馏石脑油、加氢石脑油等进行分子重排与异构，提升芳烃产量与汽油辛烷值【1】。在连续重整装置中，催化剂会连续依次流过移动床反应器，最后一个反应器流出的待生催化剂含碳量为5%-7%，待生催化剂在重力或是气体的提升作用下进入再生器再生。待再生催化剂活性恢复后便会返回第一反应器进行反应，从而在整个装置系统中形成闭路循环。基于工艺角度来看，正因为催化剂能够频繁再生，因此可选择较为苛刻的反应条件，如低反应压力（0.8-0.35MPa）、低氢油比（摩尔比，4-1.5）以及高反应温度（500℃-530℃），从而有利于烷烃芳构化反应，提升液体收率与氢气产率【2】。然而，在连续重整装置运行中依旧存在一定的问题，文章便针对于此展开分析，并提出具体的应对措施。

一、还原电加热器失效问题及应对措施

一般来讲，还原电加热工艺会选用含氢气体作为介质，将含氢气体加热至377℃，从而满足催化剂还原工作的技术要求。但是从实际运行情况来看，会出现还原电加热失效的情况，导致催化剂的还原效果与使用寿命有所下降，究其原因就在于含氢气体中的氢浓度过低，并且其中还有重烃组分，正因为重烃加热氢解之后会产生积碳，长时间运行之后便会造成电加热器加热管上积碳累积，加热管的传热性能便会逐渐下降，倘若长时间加热运行，便极易导致加热管温度异常升高，从而出现失效或是损坏等问题。

为有效应对还原电加热器失效的问题，结合工作实践应当基于如下几点着手解决：1）应急操作开展前，先降低还原气体的流量，提高还原电加热器负荷，进而保证催化剂还原性能得到良好发挥；2）合理调整再接触系统操作，目的在于保证再接触罐压力保持平稳；3）对增压器聚液器脱液管线后路进行检查，保证其畅通，避免存在还原气带液情况。同时，还需拆除增压器聚液器脱液管线上的限流孔，利用手阀控制流量，降低后路堵塞发生几率；4）做好巡视检查工作，及时展开脱液工作；5）如果电热器加热元件出现损坏，立即进行更换；6）通过添加还原氢提存系统，提高氢气纯度以及降低电加热器烧毁概率。

板式换热器的检修及清洗

板式换热器除了在特殊情况下的检修外，还应进行定期的维修。由于板式换热器拆装方便，维修简单，一般也不用特殊的工具和设备。根据不同的情况可采用不同的方法，如果设备没有发生渗漏，只是传热系统K有所下降，则可不拆开换热器，而用一个闭路系统将除垢液打入设备内循环数小时即可。现场没有这种条件，而且拆开设备后发现结垢不太严重时，可不取下板片而用水直接冲洗，同时用柔软刷子刷洗即可。

一、正常运行维修

1、需要维修的设备，应按安装顺序逆行拆开换热器。

2、在石油、化工行业中应用的设备，应按检修周期进行定期维修。

3、设备内的介质如果是易燃、易爆或腐蚀性较强的介质，至少每年应维修一次。

4、在其它行业中使用的板式换热器，如果未发生渗漏，最好三年恩能维修一次。

二、板片的清洗和保护

保持板片的清洁是保持高传热系数的重要条件之一。在板片间，介质是沿着狭窄曲折的流道运动的，即使产生不太厚的垢层，也将引起流道的变换，显著地影响流体的运动，使压降增大、传热系数下降。例如某糖厂在采暖中使用板式换热器，由于二次水没有很好地处理，使用过程中仅两个月就将整个流道堵塞，不能继续运行。

1、化学清洗法 这种方法是将一种化学溶液循环地通过换热器，使板片表面的额污垢溶解、排出。此法不需拆开换热器，简化了清洗过程，也减轻了清洗的劳动强度。由于板片波纹能促进清洗液剧烈湍流，有利于垢层溶解，所以化学清洗法是比较理想的方法。

2、机械（物流）清洗法

这种方法是将板片拆开后用刷子进行人工洗刷，从而达到清洗板片表面污垢的目的。此法虽然比较直接，但对较坚硬、较厚的垢层，不易清洗干净。

3、综合清洗法

对于垢层比较坚硬又较厚的情况，单纯采用上述一种方法都难以清洗干净。综合法是先用化学清洗法软化垢层，再用机械（物理）清洗法除去垢层，以保持板片表面清洁干净。

4、清洗时的注意事项

（1）化学清洗时溶液要保持一定的流速，一般0.8-1.2m/s.其目的在于增加溶液的湍流程度。

板式换热器换热系数

介绍

板式换热器是一种重要的换热设备，广泛应用于化工、电力、制药等工业领域。换热系数是评价板式换热器性能的重要指标之一。本文将深入探讨板式换热器换热系数的计算方法、影响因素以及提高换热系数的方法。

计算方法

不同类型板式换热器的换热系数计算方法

根据板式换热器的结构和流体流动方式的不同，换热系数的计算方法也有所差异。常见的板式换热器类型包括平行流板式换热器、逆流板式换热器和交叉流板式换热器。

1. 平行流板式换热器的换热系数计算方法：

• 定义板间热负荷(Q)：单位面积内热量传递。

• 定义温差(Tm)：热传递的平均温差。

• 定义有效传热面积(A)：流体通过的板片的有效面积。

• 换热系数(h) = Q / (Tm * A)。

2. 逆流板式换热器的换热系数计算方法：

• 定义板间热负荷(Q)：单位面积内热量传递。

• 定义温差(Tm)：热传递的平均温差。

• 定义有效传热面积(A)：流体通过的板片的有效面积。

• 定义表面增强系数(F)：逆流条件下，由于流体流动变化引起的传热增强。

• 换热系数(h) = Q / (Tm * A * F)。

3. 交叉流板式换热器的换热系数计算方法：

• 定义板间热负荷(Q)：单位面积内热量传递。

• 定义温差(Tm)：热传递的平均温差。

• 定义流体对数平均温差(ΔTlm)：分别计算两侧温差的对数平均值，然后求其差值。

• 定义有效传热面积(A)：流体通过的板片的有效面积。

• 定义热传导效率(ε)：流体流动情况下温度的梯度与无流动情况下温度的梯度之比。

• 换热系数(h) = Q / (ΔTlm * A * ε)。 常用换热系数计算公式

1. 传热分析法：

– Nu = hD / λ

– Nu为Nusselt数，h为换热系数，D为换热器特征尺寸，λ为流体的热导率。

2. 艾恩斯公式：

– Nu = hD / λ = aRenPrm

– Re为雷诺数，Pr为普朗特数，a、n、m为实验确定的系数。