Seu Trocador de Calor de Alta Pressão Está Sempre Falhando? Esses 4 Defeitos Comuns que Você Deve Conhecer
A magnitude da queda de pressão afeta diretamente o consumo de energia da unidade
Nas unidades de hidrotratamento, a maioria dos trocadores de calor de alta pressão é utilizada no circuito de reciclagem de hidrogênio, onde a queda de pressão impacta diretamente o consumo de energia do compressor de reciclagem de hidrogênio. Para as unidades de hidrotratamento em passagem única, o consumo de energia do compressor de reciclagem de hidrogênio representa aproximadamente 15%–30% do consumo total de energia da unidade. Portanto, a queda de pressão através do trocador de calor de alta pressão influencia significativamente o consumo de energia geral da unidade, e uma queda de pressão menor ajuda a reduzir os custos operacionais.
Os trocadores de calor operam sob condições severas
As unidades de hidrotratamento operam em ambientes de alta pressão e ricos em hidrogênio, impondo altos requisitos ao equipamento e materiais. Em algumas situações de emergência, o sistema de reação deve ser despressurizado a uma taxa de 0,7 MPa/min ou 2,1 MPa/min. Durante essa depressurização rápida, a pressão no trocador de calor de alta pressão cai rapidamente, enquanto a temperatura aumenta rapidamente, tornando mais prováveis vazamentos e incêndios.
Maior escala aumenta a dificuldade de fabricação
Com o rápido desenvolvimento de unidades de maior escala nos últimos anos, os trocadores de calor de alta pressão cresceram em tamanho, aumentando a complexidade de fabricação. Para os trocadores de calor do tipo anel de travamento por rosca, unidades com diâmetro superior a 1600 mm são consideradas de grande escala, apresentando maiores desafios de processamento. A placa de tubos é propensa à deformação, requer planicidade estrita e é mais suscetível a vazamentos internos. Nos últimos dois anos, surgiram trocadores de calor do tipo anel de travamento por rosca com diâmetro de φ1800 mm, mas sua dificuldade de fabricação é ainda maior, e o risco de vazamento interno é maior.
Alto teor de nitrogênio, enxofre e outras impurezas leva à corrosão e formação de coque
O teor de nitrogênio no alimentador das unidades de hidrotratamento está na faixa de 500–2000 μg/g. O amônia presente no efluente do reator combina-se com sulfeto de hidrogênio ou traços de cloridrato de hidrogênio para formar sais de amônio. A temperatura de cristalização dos sais de amônio nas unidades de hidrotratamento está principalmente entre 160°C e 210°C. Quanto maior o teor de amônia no efluente, maior a temperatura de cristalização. Além disso, o cloreto de amônio cristaliza mais facilmente que o bisulfeto de amônio.
É necessário injeção de água intermitente e contínua para dissolver os sais de amônio e prevenir a corrosão subdepositada e a corrosão por erosão, que podem levar a vazamentos internos ou perfuração de tubos nos trocadores de calor. Os alimentadores das unidades de hidrotratamento podem incluir óleo desasfaltado, diesel de FCC, diesel/cera de coque, diesel/cera direta, etc. A temperatura de operação dos trocadores de calor de alimentador-efluente está tipicamente entre 190°C e 440°C. Aromáticos, resinas e asfaltenos no alimentador são altamente propensos à formação de coque em trocadores de calor de alta pressão — quanto maior o teor de impurezas, maior a probabilidade de formação de coque. A formação de coque reduz a eficiência de transferência de calor e aumenta a queda de pressão; em casos graves, pode forçar a parada da unidade.
