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    板壳式热交换器在预加氢装置的应用.pdf

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    板壳式热交换器在预加氢装置的应用.pdf

    第43卷第2期 2014年3月 石油化工设备 PETROCHEMICAI EQUIPMENT Vo1.43 No.2 Mar.2014 文章编号1000746620140Z一007803 板壳式热交换器在预加氢装置的应用 陈 满,陈韶范,苏 畅,张海昕,马金伟 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司,甘肃兰州 730070 摘要介绍了某炼油厂重整改造时,在预加氢进、出料换热工位首次将国产板壳式热交换器应用于 预加氢装置替代原管壳式热交换器的情况。结果表明,国产预加氢板壳式热交换器传热效率高、压 降低、占地面积小、安全可靠,可节约投资并降低装置能耗。 关键词预加氢装置;板壳式热交换器;管壳式热交换器;传热效率;压降;应用 中图分类号TQo51.501;TE965文献标志码B doi10.3969/j.issn.10007466.2014.02.020 Application of Plate Shell Heat Exchanger in Refinery Pre-hydrogenation Unit CHEN Man,CHEN Shao-fan,SU Chang,ZHANG Haixin,MA Jinwei Lanpec Technologies Limited,Lanzhou 730070,China AbstractThe first case is introduced that a domestic plate shell heat exchanger was used for substituting the er tube shell heat exchanger at the position of prehydrogenation feedefflu ent heat exchanging in a refinery CCR unit rebuilding.The result shows that the domestic pre hydrogenation feedeffluent plate shell heat exchanger have the characteristics of higher heat transfer efficiency,lower pressure drop and smaller area occupied,and is safety,reliable,smaller investment and energy loss. Key wordsprehydrogenation unit;plate shell heat exchanger;tube shell heat exchanger;heat transfer efficiency;pressure drop;application 催化重整装置中石脑油预加氢是生产清洁车用 汽油的首选技术,它不但可以脱去石脑油中影响汽 油品质的硫、氮、氧、砷等非金属元素和铜、铅等金属 元素,还可使烯烃饱和。 2010年某炼油厂连续重整装置改造,根据国内 其它石化装置的应用情况口 ,首次采用国产预加 氢进料板壳式热交换器代原管壳式热交换器。 2011-06预加氢进料板壳式热交换器投入运行,实 现了预期的性能指标,至今运行效果良好。 1 预加氢进料板壳式热交换器简介 1.1 流程 预加氢进料板壳式热交换器的外形简图见图 1。进料油由壳体下部人口流入,与循环氢在板束下 部混合后进入板束,自下而上流动,与反应油气换 热,由板束上部流出。反应油气由顶部入口流入板 反应油气人口 进料油入口 图1 预加氢进料板壳式热交换器外形简图 收稿日期20131009 作者简介陈满1979一,男,辽宁锦州人,工程师,学士,从事炼油化工设备设计工作。 第2期 陈满,等板壳式热交换器在预加氢装置的应用 束,自上而下流动,与反应进料换热,由板束下部流 出。冷、热流体在板束内呈纯逆流流动。 1.2 结构特点 1预加氢进料板壳式热交换器操作压力与操 作温度均较高,采用全焊接结构的板壳式热交换器 保障了设备的安全可靠性。板壳式热交换器由壳 体、全焊接板束和支座等部件组成,不锈钢波纹板片 组装的全焊接板束安装在壳体中,热交换器为立式 布置。 2预加氢进料板壳式热交换器操作时冷、热流 体存在温度交叉,不锈钢波纹板片采用六边形纯逆 流板片,板片分为分布区与传热区,这种布置在保证 设备传热性能的同时,也保证了流体在传热板束内 的均匀分布。 3预加氢进料板壳式热交换器换热温度较低, 当反应油气内铵盐含量达到一定浓度后,存在结盐 工况,凝结的铵盐易附着于传热板片表面,导致板片 反应油气侧设置了喷水脱盐装置,实现了在线清洗, 利于设备的长周期、安全、稳定运行。 4预加氢进料板壳式热交换器板束下端设置 进料分布器,使进料油与循环氢在板束人口处充分 混合并均匀进入板束流道。 5预加氢进料板壳式热交换器采用可拆卸结 构,板束可从壳体内抽出进行维修和更换。 1.3 技术参数 1原预加氢进料管壳式热交换器 混合进料 侧工作压力2.78 MPa,工作温度42.4/257℃;反应 油气侧工作压力2.25 MPa,工作温度320/110℃, 换热面积为1 200 m ,总压降150 kPa。 2预加氢进料板壳式热交换器 混合进料侧 工作压力2.78 MPa,工作温度42.4/262℃;反应油 气侧工作压力2.25 MPa,工作温度320/105℃,换 热面积为650 m ,总压降75 kPa。 3技术参数比较该工位管壳式热交换器与 的传热效率降低。预加氢进料板壳式热交换器板束 板壳式热交换器技术参数比较见表1。 表1 2种热交换器技术参数比较 由表1可知,在此工况下,与原管壳式热交换器 相比,板壳式热交换器热端温差小5℃,多回收热量 409 kW,所用换热面积可减少550 m ,热交换器总 压降降低75 kPa,设备造价减少70万元。 2测试与分析 说明书设置测点及仪表,数据传输至中控室进行控 制并由DCS系统储存。 测试参数①循环氢与进料油进口流量。②循 环氢和反应油气进口压力。③循环氢、进料油及反 应出料进口温度,混合进料和反应出料出口温度。 ④混合进料和反应油气压降。 2.1 测试参数 2.2 测试数据及分析 对预加氢进料板壳式热交换器按照安装使用 预加氢进料板壳式热交换器操作数据见表2。 表2预加氢进料板壳式热交换器测试数据 由表2可见,热端温差小于设计值,设备传热性 能达到预期效果,反向计算得到总传热系数值与计 算值基本相当。热交换器总压降略大于设计值,以 后设计方案需考虑此因素,在满足装置压降要求基 础上,适当降低热交换器面积余量或选择更为合适 的板片长宽比。 2.3 效益 1预加氢板壳式热交换器质量28.4 t,与管壳 式热交换器相比可节约钢材2O t,节省设备造价 7O万元。 2每年操作时间按8 400 h计算,预加氢进料 板壳式热交换器每年可回收能量2O.95 MW,节约 燃料油14 416 t,燃料油费用按3 000元/t计算,节 约燃料费4 325万元。 3每年操作时间按照8 400 h计算,预加氢进 料板壳式热交换器与管壳式热交换器相比,每年可 80 石油化工设备 2014年第43卷 以多回收能量429 kW,节约加热炉燃料油295.5 t, 燃料油费用按照3 000元/t进行计算,节约燃料费 88.7万元。 3 结语 预加氢进料板壳式热交换器投入运行2 a来, 设备安全可靠、传热效率高且压降低,同时可以降低 装置能耗,节约投资。预加氢装置首次采用国产板 壳式热交换器的成功,填补了我国在这一装备技术 领域的空白,对国内相同装置及工况有积极的示范 效应。 参考文献 [1]王新,厉建文,陈韶范,等.大型板壳式热交换器在异构 化装置中的应用[J].石油化工设备,2012,41445 47. 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