Độ lớn của sự giảm áp suất ảnh hưởng trực tiếp đến mức tiêu thụ năng lượng của đơn vị
Trong các đơn vị hydrocracking, hầu hết các trao đổi nhiệt áp suất cao được sử dụng trong mạch hydro tái chế, nơi mà sự giảm áp suất ảnh hưởng trực tiếp đến mức tiêu thụ năng lượng của máy nén hydro tái chế. Đối với các đơn vị hydrocracking một lần, mức tiêu thụ năng lượng của máy nén hydro tái chế chiếm khoảng 15%–30% tổng mức tiêu thụ năng lượng của đơn vị. Do đó, sự giảm áp suất qua trao đổi nhiệt áp suất cao có ảnh hưởng đáng kể đến mức tiêu thụ năng lượng tổng thể của đơn vị, và một mức giảm áp suất thấp hơn giúp giảm chi phí vận hành.
Các trao đổi nhiệt hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt
Các đơn vị hydrocracking hoạt động trong môi trường áp suất cao, giàu hydro, đặt ra yêu cầu cao đối với thiết bị và vật liệu. Trong một số tình huống khẩn cấp, hệ thống phản ứng phải giảm áp suất với tốc độ 0,7 MPa/phút hoặc 2,1 MPa/phút. Trong quá trình giảm áp suất nhanh chóng này, áp suất trong trao đổi nhiệt áp suất cao giảm nhanh trong khi nhiệt độ tăng nhanh, làm tăng khả năng rò rỉ và cháy nổ.
Quy mô lớn tăng khó khăn trong sản xuất
Với sự phát triển nhanh chóng của các đơn vị quy mô lớn trong những năm gần đây, các trao đổi nhiệt áp suất cao đã tăng kích thước, làm tăng độ phức tạp trong sản xuất. Đối với các trao đổi nhiệt loại vòng đai ren, các đơn vị có đường kính lớn hơn 1600 mm được coi là quy mô lớn, gây ra nhiều thách thức về xử lý. Bảng ống dễ bị biến dạng, yêu cầu độ phẳng nghiêm ngặt, và dễ bị rò rỉ nội bộ hơn. Trong hai năm qua, các trao đổi nhiệt loại vòng đai ren có đường kính φ1800 mm đã xuất hiện, nhưng độ khó trong sản xuất thậm chí còn cao hơn, và rủi ro rò rỉ nội bộ cũng lớn hơn.
Nội dung nitơ, lưu huỳnh và các chất tạp chất khác dẫn đến ăn mòn và kết cốc
Nội dung nitơ trong nguyên liệu cho các đơn vị hydrocracking chủ yếu nằm trong khoảng 500–2000 μg/g. Ammoniac có trong sản phẩm từ lò phản ứng kết hợp với hydrogen sulfide hoặc lượng nhỏ hydro clorua để tạo thành muối amoni. Nhiệt độ tinh thể hóa của muối amoni trong các đơn vị hydrocracking chủ yếu nằm trong khoảng 160°C đến 210°C. Càng nhiều ammoniac trong sản phẩm, nhiệt độ tinh thể hóa càng cao. Hơn nữa, muối clorua amoni dễ kết tinh hơn so với muối bisulfide amoni.
Việc tiêm nước gián đoạn và liên tục là cần thiết để hòa tan muối amoni và ngăn chặn ăn mòn dưới lớp lắng và ăn mòn do xói mòn, có thể dẫn đến rò rỉ nội bộ hoặc thủng ống trong các trao đổi nhiệt. Nguyên liệu cho các đơn vị hydrocracking có thể bao gồm dầu đã tách asphalt, diesel FCC, diesel/wax oil từ lò cốc, diesel/wax oil thẳng, v.v. Nhiệt độ hoạt động của trao đổi nhiệt giữa nguyên liệu và sản phẩm thường nằm trong khoảng 190°C đến 440°C. Các hợp chất thơm, nhựa, và asphalten trong nguyên liệu rất dễ kết cốc trong các trao đổi nhiệt áp suất cao—càng nhiều chất tạp chất, khả năng kết cốc càng cao. Kết cốc làm giảm hiệu quả truyền nhiệt và tăng sự giảm áp suất; trong trường hợp nghiêm trọng, nó có thể buộc đơn vị phải ngừng hoạt động.