هل دائمًا ما تفشل مبادل الحرارة عالي الضغط الخاص بك؟ هذه الأعطال الشائعة الأربع التي يجب عليك معرفتها

يؤثر حجم الانخفاض في الضغط بشكل مباشر على استهلاك الطاقة للوحدة
في وحدات الهيدروكراكينج، تستخدم معظم المبادلات الحرارية ذات الضغط العالي في دائرة الهيدروجين المعاد تدويره، حيث يؤثر الانخفاض في الضغط بشكل مباشر على استهلاك طاقة مضخة الهيدروجين المعاد تدويره. بالنسبة لوحدات الهيدروكراكينج ذات الدورة الواحدة، يمثل استهلاك طاقة مضخة الهيدروجين المعاد تدويره حوالي 15% إلى 30% من إجمالي استهلاك الطاقة للوحدة. لذلك، يؤثر الانخفاض في الضغط عبر المبادل الحراري ذو الضغط العالي بشكل كبير على استهلاك الطاقة الكلي للوحدة، ويساعد انخفاض الضغط الأقل في تقليل تكاليف التشغيل.

تعمل المبادلات الحرارية تحت ظروف صعبة
تعمل وحدات الهيدروكراكينج تحت ظروف ضغط عالٍ وبيئة غنية بالهيدروجين، مما يفرض متطلبات عالية على المعدات والمواد. في بعض الحالات الطارئة، يجب تخفيض ضغط نظام التفاعل بمعدل 0.7 ميجا باسكال/دقيقة أو 2.1 ميجا باسكال/دقيقة. خلال هذا التخفيض السريع للضغط، ينخفض ضغط المبادل الحراري ذو الضغط العالي بسرعة بينما يرتفع درجة الحرارة بسرعة، مما يجعل تسربات الحريق أكثر احتمالية.

يزداد صعوبة التصنيع مع زيادة الحجم
مع التطور السريع لوحدات أكبر في السنوات الأخيرة، ازدادت حجم المبادلات الحرارية ذات الضغط العالي، مما زاد من تعقيد التصنيع. بالنسبة للمبادلات الحرارية ذات الحلقة القفلية للمسامير، تعتبر الوحدات ذات قطر أكبر من 1600 مم كبيرة الحجم، مما يشكل تحديات أكبر في المعالجة. يميل الصفيحة الأنبوبية للتشوه ويحتاج إلى مستويات صارمة من الاتساق وقد يكون أكثر عرضة للتسرب الداخلي. في العامين الماضيين، ظهرت مبادلات حرارية ذات حلقة قفلية للمسامير قطرها φ1800 مم، ولكن صعوبة تصنيعها أعلى بكثير، وخطر التسرب الداخلي أكبر.

ارتفاع محتوى النيتروجين والكبريت والعناصر النائبة الأخرى يؤدي إلى التآكل والتكتل
يكون محتوى النيتروجين في المواد الخام لوحدات الهيدروكراكينج في الغالب بين 500-2000 ميكروغرام/غرام. يتحد الأمونيا الموجود في مخرجات المفاعل مع كبريتيد الهيدروجين أو أحماض الهيدروكلوريك المتبقية ليشكل أملاح الأمونيوم. تتراوح درجة حرارة تبلور أملاح الأمونيوم في وحدات الهيدروكراكينج بشكل أساسي بين 160 درجة مئوية و210 درجة مئوية. كلما كان محتوى الأمونيا في المخرجات أعلى، كانت درجة الحرارة التبلورية أعلى. بالإضافة إلى ذلك، يتبلور كلوريد الأمونيوم بسهولة أكبر من بيسولفيد الأمونيوم.

يجب حقن المياه بشكل متقطع ومستمر لتذويب أملاح الأمونيوم ومنع التآكل تحت الترسبات والتآكل الإفرازي الذي يمكن أن يؤدي إلى التسرب الداخلي أو ثقب الأنابيب في المبادلات الحرارية. قد تشمل المواد الخام لوحدات الهيدروكراكينج النفط المعتدل، والديزل المنتج من FCC، والديزل/الشمع النفطي من الوحدات الكاشفة، والديزل/الشمع النفطي المباشر، وغيرها. تتراوح درجة حرارة تشغيل مبادلات الحرارة بين المواد الخام والمخرجات عادة بين 190 درجة مئوية و440 درجة مئوية. تكون العطور والراتنجات والأسفلتين في المواد الخام عرضة بشدة للتكتل في المبادلات الحرارية ذات الضغط العالي - كلما كان محتوى العناصر النائبة أعلى، كان التكتل أكثر احتمالية. يؤدي التكتل إلى تقليل كفاءة نقل الحرارة وزيادة الانخفاض في الضغط؛ وفي الحالات الشديدة، يمكن أن يجبر الوحدة على الإغلاق.