เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแรงดันสูงของคุณมักจะเสียหายหรือไม่ 4 ข้อผิดพลาดทั่วไปที่คุณต้องทราบ

Heat exchangers operate under severe conditions
Hydrocracking units operate under high-pressure, hydrogen-rich environments, imposing high requirements on equipment and materials. In some emergency situations, the reaction system must be depressurized at a rate of 0.7 MPa/min or 2.1 MPa/min. During such rapid depressurization, the pressure in the high-pressure heat exchanger drops quickly while the temperature rises rapidly, making leaks and fires more likely.

Larger scale increases manufacturing difficulty
With the rapid development of larger-scale units in recent years, high-pressure heat exchangers have grown in size, increasing manufacturing complexity. For thread-locking ring type heat exchangers, units with a diameter greater than 1600 mm are considered large-scale, presenting greater processing challenges. The tube sheet is prone to deformation, requires strict flatness, and is more susceptible to internal leakage. In the past two years, thread-locking ring type heat exchangers with a diameter of φ1800 mm have emerged, but their manufacturing difficulty is even higher, and the risk of internal leakage is greater.

High content of nitrogen, sulfur, and other impurities leads to corrosion and coking
The nitrogen content in feedstock for hydrocracking units is mostly in the range of 500–2000 μg/g. Ammonia present in the reactor effluent combines with hydrogen sulfide or trace amounts of hydrogen chloride to form ammonium salts. The ammonium salt crystallization temperature in hydrocracking units is mainly between 160°C and 210°C. The higher the ammonia content in the effluent, the higher the crystallization temperature. Moreover, ammonium chloride crystallizes more easily than ammonium bisulfide.

Intermittent and continuous water injection is required to dissolve ammonium salts and prevent under-deposit corrosion and erosion corrosion that can lead to internal leakage or tube perforation in heat exchangers. Feedstocks for hydrocracking units may include deasphalted oil, FCC diesel, coker diesel/wax oil, straight-run diesel/wax oil, etc. The operating temperature of feed-effluent heat exchangers is typically between 190°C and 440°C. Aromatics, resins, and asphaltenes in the feedstock are highly prone to coking in high-pressure heat exchangers—the higher the impurity content, the more likely coking occurs. Coking reduces heat transfer efficiency and increases pressure drop; in severe cases, it can force the unit to shut down.

ความมากน้อยของแรงดันที่ลดลงมีผลโดยตรงต่อการใช้พลังงานของหน่วย
ในหน่วยไฮโดรครักกิ้ง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแรงดันสูงส่วนใหญ่ถูกใช้งานในวงจรไฮโดรเจนที่หมุนเวียน ซึ่งแรงดันที่ลดลงมีผลกระทบโดยตรงต่อการใช้พลังงานของคอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนที่หมุนเวียน ในกรณีของหน่วยไฮโดรครักกิ้งที่ผ่านเพียงครั้งเดียว การใช้พลังงานของคอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจนที่หมุนเวียนคิดเป็นประมาณ 15%–30% ของการใช้พลังงานรวมของหน่วย ดังนั้น แรงดันที่ลดลงผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแรงดันสูงมีอิทธิพลอย่างมากต่อการใช้พลังงานรวมของหน่วย และแรงดันที่ลดลงน้อยจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทำงานภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรง
หน่วยไฮโดรครักกิ้งทำงานภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูงและมีไฮโดรเจนสูง ทำให้มีข้อกำหนดที่สูงต่ออุปกรณ์และวัสดุ ในบางสถานการณ์ฉุกเฉิน ระบบปฏิกิริยาจำเป็นต้องลดแรงดันลงที่อัตรา 0.7 MPa/นาที หรือ 2.1 MPa/นาที ระหว่างการลดแรงดันอย่างรวดเร็วนี้ แรงดันในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแรงดันสูงลดลงอย่างรวดเร็วขณะที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดการรั่วไหลและการไฟไหม้ได้ง่ายขึ้น

ขนาดที่ใหญ่ขึ้นทำให้การผลิตยากขึ้น
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หน่วยที่มีขนาดใหญ่ขึ้นได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว ทำให้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแรงดันสูงมีขนาดใหญ่ขึ้นและเพิ่มความซับซ้อนในการผลิต สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแหวนล็อกเกลียว หน่วยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 1600 มม. ถือว่ามีขนาดใหญ่ ทำให้การประมวลผลท้าทายมากขึ้น แผ่นท่อสามารถเกิดการบิดเบี้ยวได้ง่าย ต้องการความแบนราบอย่างเข้มงวด และมีโอกาสเกิดการรั่วภายในมากขึ้น ในสองปีที่ผ่านมา เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแหวนล็อกเกลียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง φ1800 มม. ได้ปรากฏขึ้น แต่ความยากในการผลิตสูงขึ้นและมีความเสี่ยงในการรั่วภายในมากขึ้น

ปริมาณไนโตรเจน กำมะถัน และสารปนเปื้อนอื่น ๆ สูงทำให้เกิดการกัดกร่อนและการสะสมโคก
ปริมาณไนโตรเจนในวัสดุป้อนเข้าหน่วยไฮโดรครักกิ้งส่วนใหญ่อยู่ในช่วง 500–2000 μg/g แอมโมเนียที่มีอยู่ในของเหลวออกจากเตาปฏิกิริยาจะรวมตัวกับไฮโดรเจนซัลไฟด์หรือไฮโดรเจนคลอไรด์ในปริมาณเล็กน้อยเพื่อสร้างเกลือแอมโมเนียม อุณหภูมิการตกผลึกของเกลือแอมโมเนียมในหน่วยไฮโดรครักกิ้งส่วนใหญ่อยู่ระหว่าง 160°C ถึง 210°C ยิ่งมีปริมาณแอมโมเนียในของเหลวออกจากเตาปฏิกิริยาสูงเท่าใด อุณหภูมิการตกผลึกก็ยิ่งสูงขึ้น นอกจากนี้ คลอไรด์แอมโมเนียมยังตกผลึกได้ง่ายกว่าไบซัลไฟด์แอมโมเนียม

การฉีดน้ำแบบหยุดๆ ไปๆ และแบบต่อเนื่องเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อละลายเกลือแอมโมเนียมและป้องกันการกัดกร่อนจากการสะสมและการกัดกร่อนจากการกระแทก ซึ่งอาจทำให้เกิดการรั่วภายในหรือการทะลุของท่อในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน วัสดุป้อนเข้าหน่วยไฮโดรครักกิ้งอาจรวมถึงน้ำมันที่ถอดแอสฟัลต์ออกแล้ว ดีเซลจากFCC ดีเซล/น้ำมันแว็กซ์จากโคกเกอร์ ดีเซล/น้ำมันแว็กซ์จากน้ำมันตรง ฯลฯ อุณหภูมิการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างวัสดุป้อนเข้าและของเหลวออกจากเตาปฏิกิริยาส่วนใหญ่อยู่ระหว่าง 190°C ถึง 440°C อะโรมาติกส์ รีซิน และแอสฟัลเทนในวัสดุป้อนเข้ามีแนวโน้มที่จะสะสมโคกในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแรงดันสูง ยิ่งมีปริมาณสารปนเปื้อนสูงเท่าใด ก็ยิ่งมีโอกาสสะสมโคกมากขึ้น การสะสมโคกทำให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนลดลงและแรงดันที่ลดลงเพิ่มขึ้น ในกรณีที่ร้ายแรง อาจทำให้หน่วยต้องหยุดทำงาน