آیا مبدل حرارتی فشار بالای شما همیشه خراب می‌شود؟ این ۴ نقص رایج که باید بدانید

میزان کاهش فشار به طور مستقیم مصرف انرژی واحد را تحت تأثیر قرار می‌دهد
در واحدهای هیدروکراکینگ، بیشتر مبادل‌های گرمایی فشار بالا در مدار بازیابی هیدروژن استفاده می‌شوند که کاهش فشار به طور مستقیم بر مصرف انرژی کمپرسور بازیابی هیدروژن تأثیر می‌گذارد. برای واحدهای هیدروکراکینگ یک‌باره، مصرف انرژی کمپرسور بازیابی هیدروژن حدود ۱۵٪ تا ۳۰٪ از مجموع مصرف انرژی واحد را تشکیل می‌دهد. بنابراین، کاهش فشار در مبادل گرمایی فشار بالا به طور قابل توجهی بر مصرف کلی انرژی واحد تأثیر می‌گذارد و کاهش فشار کمتر موجب کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود.

مبادل‌های گرمایی در شرایط سخت کار می‌کنند
واحدهای هیدروکراکینگ در محیط‌های فشار بالا و غنی از هیدروژن کار می‌کنند که نیازهای بالایی بر روی تجهیزات و مواد دارند. در برخی از شرایط اضطراری، سیستم واکنش باید با نرخ ۰/۷ مگاپاسکال در دقیقه یا ۲/۱ مگاپاسکال در دقیقه خلاء شود. در طول این خلاء سریع، فشار در مبدل گرمایی فشار بالا به سرعت کاهش می‌یابد و دما به سرعت افزایش می‌یابد که احتمال وقوع نشت و آتش‌سوزی را افزایش می‌دهد.

مقیاس بزرگتر ساخت را پیچیده‌تر می‌کند
با توسعه سریع واحدهای مقیاس بزرگ در سال‌های اخیر، مبدل‌های گرمایی فشار بالا در اندازه افزایش یافته‌اند و پیچیدگی ساخت را افزایش داده‌اند. برای مبدل‌های گرمایی نوع حلقه‌ای پیچ‌دار، واحدهای با قطر بیشتر از ۱۶۰۰ میلی‌متر به عنوان مقیاس بزرگ در نظر گرفته می‌شوند که چالش‌های بیشتری در پردازش ایجاد می‌کنند. صفحه لوله‌ای آسان به تغییر شکل است، نیازمند صافی دقیق است و به نشت داخلی آسیب‌پذیرتر است. در دو سال گذشته، مبدل‌های گرمایی نوع حلقه‌ای پیچ‌دار با قطر φ۱۸۰۰ میلی‌متر ظاهر شده‌اند اما سختی ساخت آن‌ها حتی بیشتر است و ریسک نشت داخلی بیشتر است.

محتوای بالایی از نیتروژن، گوگرد و سایر آلاینده‌ها منجر به فرسودگی و کک می‌شود
محتوای نیتروژن در مواد اولیه واحدهای هیدروکراکینگ بیشتر در محدوده ۵۰۰ تا ۲۰۰۰ میکروگرم در گرم است. آمونیا موجود در خروجی راکتور با سولفید هیدروژن یا مقدار کمی کلرید هیدروژن ترکیب شده و آمونیوم‌های نمکی را تشکیل می‌دهد. دمای بلوری شدن آمونیوم‌های نمکی در واحدهای هیدروکراکینگ بیشتر بین ۱۶۰ درجه سانتیگراد تا ۲۱۰ درجه سانتیگراد است. هرچه محتوای آمونیا در خروجی بیشتر باشد، دمای بلوری شدن بیشتر خواهد بود. علاوه بر این، کلرید آمونیوم به راحتی‌تر از بی‌سلفت آمونیوم بلوری می‌شود.

وارد کردن آب به صورت متناوب و پیوسته برای حل آمونیوم‌های نمکی و جلوگیری از فرسودگی زیر رسوب و فرسودگی سایشی که می‌تواند منجر به نشت داخلی یا سوراخ شدن لوله‌ها در مبدل‌های گرمایی شود، ضروری است. مواد اولیه واحدهای هیدروکراکینگ ممکن است شامل روغن بدون آسفالت، دیزل FCC، دیزل/روغن واکس کوکر، دیزل/روغن واکس مستقیم و غیره باشد. دمای عملیاتی مبدل‌های گرمایی ورودی-خروجی معمولاً بین ۱۹۰ درجه سانتیگراد تا ۴۴۰ درجه سانتیگراد است. آروماتیک‌ها، رزین‌ها و آسفالتین‌ها در مواد اولیه بسیار آسیب‌پذیر به کک شدن در مبدل‌های گرمایی فشار بالا هستند—هرچه محتوای آلاینده بیشتر باشد، احتمال کک شدن بیشتر است. کک شدن موجب کاهش کارایی انتقال گرما و افزایش کاهش فشار می‌شود؛ در موارد شدید می‌تواند واحدها را مجبور به توقف کند.