Votre échangeur de chaleur haute pression tombe-t-il toujours en panne ? Ces 4 pannes courantes que vous devez connaître

L'amplitude de la chute de pression affecte directement la consommation d'énergie de l'unité
Dans les unités d'hydrocraquage, la plupart des échangeurs de chaleur à haute pression sont utilisés dans le circuit de récirculation d'hydrogène, où la chute de pression impacte directement la consommation d'énergie du compresseur de récirculation d'hydrogène. Pour les unités d'hydrocraquage en une passe, la consommation d'énergie du compresseur de récirculation d'hydrogène représente environ 15% à 30% de la consommation totale d'énergie de l'unité. Par conséquent, la chute de pression à travers l'échangeur de chaleur à haute pression influence considérablement la consommation d'énergie globale de l'unité, et une chute de pression plus faible aide à réduire les coûts de fonctionnement.

Les échangeurs de chaleur fonctionnent dans des conditions sévères
Les unités d'hydrocraquage fonctionnent sous des conditions de haute pression et riches en hydrogène, imposant des exigences élevées sur l'équipement et les matériaux. Dans certaines situations d'urgence, le système de réaction doit être dépressurisé à un taux de 0,7 MPa/min ou 2,1 MPa/min. Lors de cette dépressurisation rapide, la pression dans l'échangeur de chaleur à haute pression baisse rapidement tandis que la température augmente rapidement, rendant les fuites et les incendies plus probables.

La plus grande échelle augmente la difficulté de fabrication
Avec le développement rapide des unités de plus grande échelle ces dernières années, les échangeurs de chaleur à haute pression ont augmenté en taille, augmentant ainsi la complexité de fabrication. Pour les échangeurs de chaleur à anneau fileté, les unités dont le diamètre est supérieur à 1600 mm sont considérées comme de grande échelle, posant des défis de traitement plus importants. La plaque de tubes est sujette à la déformation, nécessite une planéité stricte et est plus susceptible de subir des fuites internes. Ces deux dernières années, des échangeurs de chaleur à anneau fileté de diamètre φ1800 mm sont apparus, mais leur difficulté de fabrication est encore plus grande, et le risque de fuite interne est plus élevé.

Une forte teneur en azote, soufre et autres impuretés conduit à la corrosion et au cokage
La teneur en azote dans les matières premières pour les unités d'hydrocraquage se situe généralement entre 500 et 2000 μg/g. L'ammoniac présent dans les effluents du réacteur se combine avec l'hydrogène sulfuré ou de faibles quantités d'acide chlorhydrique pour former des sels d'ammonium. La température de cristallisation des sels d'ammonium dans les unités d'hydrocraquage est principalement comprise entre 160°C et 210°C. Plus la teneur en ammoniac dans les effluents est élevée, plus la température de cristallisation est élevée. De plus, le chlorure d'ammonium cristallise plus facilement que le bisulfure d'ammonium.

Des injections d'eau intermittentes et continues sont nécessaires pour dissoudre les sels d'ammonium et prévenir la corrosion sous dépôt et la corrosion par érosion qui peuvent conduire à des fuites internes ou à la perforation des tubes dans les échangeurs de chaleur. Les matières premières pour les unités d'hydrocraquage peuvent inclure de l'huile désasphaltée, du diesel FCC, du diesel/cire issu du craquage, du diesel/cire brut, etc. La température de fonctionnement des échangeurs de chaleur alimentation-effluent est généralement comprise entre 190°C et 440°C. Les aromatiques, résines et asphaltenes dans les matières premières sont très susceptibles de subir un cokage dans les échangeurs de chaleur à haute pression—plus la teneur en impuretés est élevée, plus le cokage est probable. Le cokage réduit l'efficacité de transfert de chaleur et augmente la chute de pression ; dans les cas graves, il peut forcer l'arrêt de l'unité.