Главная -> Словарь

Теплообменная аппаратура

Общим для всех теплообменных устройств является то, что поверхность теплообмена любого из них определяют, совместно решая уравнения теплового баланса и теплопередачи.

Технологическая схема газофазного нитрования пропана азотной кислоты изображена на рис. 100. Процесс осуществляется в цилиндрическом аппарате 2 адиабатического типа, не имеющем теплообменных устройств. Теплота реакции расходуется на нагревание исходного углеводорода и испарение азотной кислоты, которую впрыскивают в реакционное пространство через форсунки, расположенные в разных точках по высоте аппарата. Этим достигается большой избыток углеводорода по отношению к кислоте во всем объеме реактора, предотвращается возможность образования взрывоопасных смесей, перегревов и слишком глубокого окисления.

Реакционными аппаратами являются барботажные колонны; их для интенсификации массопереноса от газа к жидкости иногда заполняют насадкой. Из-за силыюкорродирующих свойств среды выполняют реакторы из титана или других кислотостойких материалов. Они не имеют теплообменных устройств, и реакционное тепло отводится за счет подогрева холодных реагентов н испарения. Процесс разработан в двух- и одностадийном вариантах.

Номенклатура теплообменных устройств насчитывает большое количество типов и размеров, что создает определенные трудности в подробной их классификации и описании. В настоящее время имеется ГОСТ на основные Теплообменные кожухотрубчатые устройства общего назначения. Унифицированы некоторые типы кожухотрубчатых аппаратов специального назначения. Тестированы также аппараты воздушного охлаждения .

Кроме перечисленных кожухотрубчатых теплообменных устройств, в которых обычно применяются жидкие и парогазообразные Теплообменные среды , довольно широко в промышленности используются аппараты воздушного охлаждения.

Изображения унифицированных теплообменных аппаратов тождественны общим видам стандартных теплообменных устройств. Основные параметры и размеры унифицированных теплообменных аппаратов, а также материалы, применяемые для их изготовления, указаны в табл. 3.12 и 3.13 .

Теплоотдача от стенки теплообменного устройства к псевдоожиженному слою зернистого материала относится к наиболее интенсивному виду теплообмена с зернистыми материалами. Коэффициент теплоотдачи для этого случая теплообмена зависит от скорости продувки газа через псевдоожиженный слой зернистого материала, причем до определенного предела коэффициент теплоотдачи возрастает с увеличением скорости продувки слоя газом; после достижения максимального значения наблюдается уменьшение значений коэффициентов теплоотдачи с увеличением скорости продувки слоя газом. Очевидно, что наиболее эффективная работа теплообменных устройств может быть достигнута при максимальных значениях коэффициента теплоотдачи.

О 5щим для всех теплообменных устройств является применимо :ть к ним уравнений теплового баланса. Если рассматривать непрерывный установившийся процесс, то согласно тепловому балансу, количество тепла, отданное в единицу времени горя^м потоком Qr, равно сумме количеств тепла, полученного холодным потоком Qx и потерянного в окружающую среду Qn:

• обеспечение высоких коэффициентов теплоотдачи от стенки аппарата или погружных теплообменных устройств к реакционной смеси;

Общим для всех теплообменных устройств является то, что поверхность теплообмена любого из них определяют, совместно решая уравнения теплового баланса и теплопередачи.

Общим для всех теплообменных устройств является приме* нимость к ним уравнений теплового баланса. Если рассматривать непрерывный установившийся процесс, то согласно тепловому балансу, количество тепла, отданное в единицу времени горячим потоком Qr, равно сумме количеств тепла, полученного холодным потоком Qx и потерянного в окружающую-среду Qn:

При проектировании и выборе теплообменной аппаратуры для блока очистки газов от сероводорода очень важно правильно выбрать температурный интервал нагреваемых и охлаждаемых потоков. Теплообменники устанавливают на потоке насыщенного кислыми газами раствора МЭА для его нагрева перед поступлением в отгонную колонну за счет тепла регенерированного раствора МЭА, выходящего из нижней части колонны. Неправильно рассчитанная и выбранная теплообменная аппаратура может вызвать увеличение эксплуатационных затрат на пар, используемый на регенерацию раствора МЭА. В работе приведен подробный расчет оптимального теплообмена на установках очистки газа от H2S и С02, но он требует значительного времени. На основании обобщения данных опыта эксплуатации блока очистки газов на установках гидроочистки обнаружено, что оптимальной температурой на входе в колонну является 90—100 °С . Регенерированный раствор МЭА охлаждается в теплообменнике от 115—120 до 60—70 °С.

25. Рахмилевич Р. 3. Кожухотрубчатая теплообменная аппаратура. М., ЦИНТИАМ, 1964, 112 с.

28. Маньковский С. И., Толчинский А. Р., Александров М. В. Теплообменная аппаратура химических производств. Л., Химия, 1976. 367 с.

В установках каталитического риформинга и экстракции ароматических углеводородов используется теплообменная аппаратура для утилизации теплоты и охлаждения технологических потоков.

Вся теплообменная аппаратура конструктивно выбирается, исходя из следующих условий: 1) достижения высокого коэффициента теплопередачи обращаемых технологических потоков; 2) обеспечения герметичности трубного и межтрубного пространства, герметичности и надежности уплотнения крышек плавающей головки для исключения возможности смешения сырья и готовых продуктов; 3) получения минимальных гидравлических сопротивлений при движении технологических потоков; 4) надежности теплообменной аппаратуры, обеспечивающей длительный срок эксплуатации ; 5) удобства монтажа и демонтажа трубных пучков, возможности осмотра и чистки трубного пучка от продуктов коррозии, катализаторной пыли и прочих загрязнений; 6) применения высокопрочных, а также стойких против коррозии металлов.

На данном этапе в объем реконструкции, как правило, включаются следующие мероприятия: 1) перед реактором селективного гидрирования добавляется дополнительно теплообменная аппаратура; 2) отделение отпарки гидрогенизата и стабилизации катализата усиливается конденсационно-холодильной и сепара-ционной аппаратурой; 3) добавляется конденсационно-холодиль-ное оборудование в отделениях отпарки ароматических углеводородов и регенерации экстрагента ; 4) добавляются насосы для подачи сырья в отделение экстракции и рисайкла, на отдельных насосах заменяются электродвигатели.

Теплообменная аппаратура. На действующих установках гидроочистки используют в основном кожухотрубчатые теплообмен-ные аппараты с плавающей головкой. Наиболее эффективны кожухотрубчатые теплообменники с компенсатором на плавающей головке, так как в них обеспечивается строгий противоток и хорошая компенсация теплового расширения трубок относительно корпуса аппарата. Длина трубок в трубном пучке составляет GOOO и 9000 мм. Для конечного охлаждения потоков первоначально использовались водяные холодильники типа «труба в трубе», кожухотрубчатые. В настоящее время на всех строящихся и проектируемых установках применяется воздушное охлаждение основных потеков с водяным доохлаждением. Эксплуатируемые установки гидроочистки с водяным охлаждением дооборудуются аппаратами воздушного охлаждения.

7, 2, 14, 15 — теплообменная аппаратура; 3 — экстракционная колонна; 4, 8 — испарители пропана; 5, 9 — отбойники пропана; 6 10 — отпарные колонны; 7 — печь; 11 — конденсатор смешения; 12 — колонна защелачивания паров пропана; 13 — про-пановый компрессор; 16 — емкость жидкого пропана;

;, *, 19, 23, 27 — печи; 2, 5, 6, 10, 12, 14, 15, 17 — теплообменная аппаратура; 3, 18, 24 — колонны отгона пропана; 4, 7, 9, 20, 21, 22, 25, 26, 2S — колонны отгона селекто; II, 16 — отстойники селекто от воды; 13 — колонна осушки селекто; / — рафинатный раствор; // — экстрактный раствор; /// — рафинат; IV — экстракт; V — пропан; VI — селекто; VII — водяной пар; VIII — вода на очистку от селекто; IX — раствор асфальта; X — асфальт. ^

/, 2, Б, S, 9, 13, 15, 17, 19, 22 — теплообменная аппаратура; 3 — емкость фенола} 4 — абсорбер; 6 — экстракционная колонна; 7 •— насос откачки экстрактного раствора? 10 — емкость рафинатного раствора; /;, 12 — колонны регенерации фенола из рафи-натного раствора; 14, 18 — печи; 16, 21, 24 — колонны регенерации фенола из экстрактного раствора; 20, 23 — емкости фенольной воды;

1—3, 6, 8, 10, 12 — 15, 18, 20, 22, 27, 28 — теплообменная аппаратура; 4, 7, 9, 11 — колонны регенерации растворителя из раствора депарафинированного масла; 5, 17, 25 — насосы; 16, 19, 21 — колонны регенерации растворителя из раствора гача ; 23, 24 — декантаторы; 26 — кетоновая колонна;