Il tuo scambiatore di calore ad alta pressione sta sempre dando problemi? Queste 4 cause comuni devi conoscerle

L'entità della caduta di pressione influenza direttamente il consumo energetico dell'unità
Nelle unità di idrocracking, la maggior parte degli scambiatori di calore ad alta pressione viene utilizzata nel circuito di ricircolo dell'idrogeno, dove la caduta di pressione influisce direttamente sul consumo energetico del compressore di ricircolo dell'idrogeno. Per le unità di idrocracking a passaggio singolo, il consumo energetico del compressore di ricircolo dell'idrogeno rappresenta circa il 15%-30% del consumo energetico totale dell'unità. Pertanto, la caduta di pressione attraverso lo scambiatore di calore ad alta pressione influenza significativamente il consumo energetico complessivo dell'unità e una caduta di pressione inferiore aiuta a ridurre i costi operativi.

Gli scambiatori di calore operano in condizioni severe
Le unità di idrocracking operano in ambienti ad alta pressione e ricchi di idrogeno, imponendo requisiti elevati per l'equipaggiamento e i materiali. In alcune situazioni di emergenza, il sistema di reazione deve essere depresso a un tasso di 0,7 MPa/min o 2,1 MPa/min. Durante tale rapida de-pressione, la pressione nello scambiatore di calore ad alta pressione diminuisce rapidamente mentre la temperatura aumenta velocemente, rendendo più probabili fughe e incendi.

Una maggiore scala aumenta la difficoltà di fabbricazione
Con lo sviluppo rapido di unità di maggiore scala negli ultimi anni, gli scambiatori di calore ad alta pressione sono cresciuti in dimensioni, aumentando la complessità della fabbricazione. Per gli scambiatori di calore a anello bloccato a vite, le unità con un diametro superiore a 1600 mm sono considerate di grande scala, presentando sfide di lavorazione maggiori. Il piatto tubolare è soggetto a deformazioni, richiede una flattening rigorosa ed è più suscettibile a fughe interne. Negli ultimi due anni, sono emersi scambiatori di calore a anello bloccato a vite con un diametro di φ1800 mm, ma la loro difficoltà di fabbricazione è ancora maggiore e il rischio di fuga interna è più elevato.

Un alto contenuto di azoto, zolfo e altre impurità porta a corrosione e coking
Il contenuto di azoto nel carburante per le unità di idrocracking si trova principalmente nella gamma di 500–2000 μg/g. L'ammoniaca presente nell'effluente del reattore si combina con solfuro di idrogeno o tracce di cloruro d'idrogeno per formare sali ammoniacali. La temperatura di cristallizzazione dei sali ammoniacali nelle unità di idrocracking si trova principalmente tra 160°C e 210°C. Più alto è il contenuto di ammoniaca nell'effluente, più alta sarà la temperatura di cristallizzazione. Inoltre, il cloruro di ammonio cristallizza più facilmente dello ione bisolfato di ammonio.

È necessaria l'iniezione intermittente e continua di acqua per dissolvere i sali ammoniacali e prevenire la corrosione sotto deposito e la corrosione da erosione che possono portare a fughe interne o perforazioni nei tubi degli scambiatori di calore. I carburanti per le unità di idrocracking possono includere olio disasfaltato, diesel FCC, diesel/wax oil da coke, diesel/wax oil da distillazione diretta, ecc. La temperatura di funzionamento degli scambiatori di calore alimentazione-effluente è tipicamente tra 190°C e 440°C. Gli aromi, le resine e gli asfalteni nel carburante sono molto propensi al coking negli scambiatori di calore ad alta pressione—più alto è il contenuto di impurità, più probabile è il coking. Il coking riduce l'efficienza del trasferimento di calore e aumenta la caduta di pressione; in casi gravi, può costringere l'unità a fermarsi.