figure

Теплообменники Пакинокс

Packinox (Пакинокс) – вертикальный пластинчатый теплообменник, состоящий из пластинчатого теплообменного элемента и сосуда под давлением.

Основной теплообмен происходит между контурами ГПС и ГСС это газопродуктовая смесь и газосырьвая смесь. Газосысрьевая смесь подается в нижний патрубок и заполняет сосуд и пакет аппарата, в инжекционную трубку подается жидкая часть сырья и через инжекционную трубку попадает в пакет теплообмена, засасывая газ для смешения и нагрева. Контур ГПС имеет закрытый контур, подается через верхний патрубок и отдает тепло пока спускается по пакету вниз. В рабочем режиме пластинчатая часть теплообменника защищена от разрушения наружным давлением за счет большего потока водородсодержащего газа, подаваемого прямо в сосуд через нижний патрубок, который соединен с пакетом теплообмена и обичайкой (наружный корпус) .

Строение теплообменника Пакинокс

Остальные составные части теплообменника:

  • Коллекторы (для распределения потоков внутри сварного пластинчатого элемента);
  • Компенсаторы (предназначены для предотвращения разгерметизации аппарата в результате теплового расширения его частей при расширении);
  • Инжекционные трубки (для впрыска жидкого сырья в комбинированном теплообменнике).

Теплообменная аппаратура в реакторных блоках установок каталитического риформинга и гидроочистки служит для подогрева газосырьевой смеси продуктами реакции, перед входом ее в нагревательную печь. Количество тепла, передаваемое газосырьевой смеси, зависит отсхемы регенерации тепла, глубины охлаждения продуктов реакции и поверхности нагрева или охлаждения.

Теплообменники для установок риформинга и гидроочистки ставятся без резерва и без байпасов на трубопроводах, что делает это узел установки наиболее ответственным и уязвимым с точки зрения безостановочной работы установки. Это делается в целях сокращения затрат при строительстве установок.

На установках гидроочистки и каталитического риформинга используются два вида агрегатов:

  1. Унифицированные одноходовые противоточные теплообменники кожухотрубчатоготипа с плавающей головкой, поверхностью нагрева 350м2, применяются для установок малой мощности.

Для установок большой мощности применяются двухходовые по трубному и одноходовые по межтрубному пространству теплообменники с поверхностью нагрева 900 м2.

  1. Теплообменники типа Packinox.

Конструкция теплообменника Пакинокс позволяет минимизировать загрязнение и имеет очень высокий коэффициент теплопередачи, что повышает эффективность по сравнению с кожухотрубчатыми теплообменниками на 30-35%, их применение дает возможность сократить расход топлива в печи или увеличить производительность установки при ее модернизации.

Ранее для работы с подобными условиями использовались теплообменники довольно больших размеров. Компания «Альфа-Лаваль» разработала инновационное решение – конструкцию состоящую из крупного пучка пластин, сваренных в единый пакет, который вставляется в емкость под давлением. Благодаря этому обеспечивается эффективная и безопасная работа устройства.

Теплообменники данного вида способны восстанавливать тепло при работе в системах химических производств, и потребляют меньше ресурсов чем их аналоги. Передача тепла осуществляется только внутри пластин, а заполненная  оболочка через газовый патрубок является компенсатором для основного пакета.

В емкость- обичайку заполняется газовая смесь с давлением, выше чем в пакете теплообмена посредством компрессора, что позволяет удерживать пластины при должном сжатии. Данный метод работы безопасен, так как действие давления образуется только за счет разности давлений двух сред, протекающих через пакет пластин.

За счет такой конструкции, а также минимума мелких соединений, обеспечивается минимальный риск утечек, возгораний выбросов и поломок. Высокопрочные металлические сплавы, из которых изготовлена конструкция теплообменника, также способствуют безопасной и долгосрочной работе устройства.

Теплообменник Packinox установлен в вертикально и горячий ГПС из последнего реактора входит в него через верхнюю часть и, охлаждаясь, спускается вниз.

Маршрут потока:

  • Вход ГПС;
  • Компенсаторы горячей стороны;
  • Коллектор ГПС;
  • Пакет пластин;
  • Компенсаторы холодной стороны;
  • Выход ГПС.

Через нижнюю часть в теплообменник входит холодное комбинированное сырье и движется, нагреваясь, вверх.

Маршрут потока:

  • Вход водородержащего газа и трубка Вентури (пар);
  • Жидкое сырье и инжекционные трубки (жидкость);
  • Пластинчатый теплообменник;
  • Сырьевой коллектор;
  • Компенсаторы горячей стороны;
  • Выход сырья.

Пластинчатый элемент изготовлен из штампованных гофрированных металлических листов, выполненных из нержавеющей стали, установленных в пакет друг на друга и разделенных по краям распорными втулками, приваренными к листам. Основной компонент – длинные тонкие гофрированные листы.

Компенсаторы служат для предотвращения разгерметизации отдельных частей аппарата в результате температурного расширения пластинчатого элемента, выполненного из нержавеющей стали, и низколегированным сосудом под давлением.

Компенсаторы находятся внутри сосуда под давлением. Комбинированное сырье состоит из двух потоков, холодный водородсодержащий газ и жидкое сырье. Водородсодержащий газ подается прямо в нижнюю часть сосуда, где он проходит в нижнюю часть пластинчатого элемента через трубку Вентури.

Жидкое сырье вводится прямо в пучок через инжекционные трубки, обеспечивая равномерное смешивание с водородсодержащим газом, и ровное распределение внутри пучка. Инжекционные трубки особенно рекомендуется использовать, когда требуется низкий перепад давления.

Пакинокс для каталитического риформинга

 «Альфа-Лаваль» Пакинокс — большие пластинчатые теплообменники, цельное оборудование, сочетающее эффективность пластинчатого теплообменника и стойкость к высоким температурам и давлению кожухотрубчатых установок.

Схема работы с теплообменником Пакинокс

Один компактный теплообменник Пакинокс способен заменить несколько трубчатых агрегатов. Это сокращает стоимость монтажных работ, а также исчезает потребность в большом перепаде давления.

Пакинокс улучшает общие экономические показатели установок, создаваемых с нуля, служат для недорогого оснащения существующих малопроизводительных установок, т.к. обладают более высокой производительностью при меньшем перепаде давления.

Для получения более высокой пропускной способности и/или более высокой выработки водорода не нужно менять существующее оборудование.

 

В результате общей удовлетворенности характеристиками объединенных стоково-сырьевых теплообменников AlfaLavalPackinox, на сегодняшний день компания считается отраслевым стандартом для установок каталитического риформинга, и является главным лицензиаром по полурегенеративным установкам и установкам непрерывной регенерации катализатора.

Обслуживание аппарата Packinox заключается в постоянном мониторинге по давлению, температуре и расходу, профилактические очистки методами слива-наполнения или циркуляцией растворами на основе соды для удаления солей аммония или ремонтные очистки от полиароматических смол или окисей железа растворами ароматических растворителей и кислотными растворами соответственно.