．．１００．． 石油和化工设备 ２０１ ５年第１８卷 大型加氢釜传热系统改造 高元勇，李强，严小生 （江苏扬农化工集团有限公司，江苏扬州２２５００９） ［摘 要］反应温度是加氢反应釜需要控制的重要参数，反应温度的高低不仅影响产能、转化率 副产物量等，且转化率 低、副产物多还严重影响后面的精馏等工序 本文主要介绍为解决加氢釜反应温度高、波动大、难于稳定控制等问题，将 釜内三圈两层共六组挟热盘管改为２Ｏ片传热板，将开式循环冷却系统改为闭式纯水冷却系统，有效解决了因循环水结垢， 传热系数低导致的反应温度高难于控制等难题，改造后的加氢釜能够精确地控制反应温度，提高了产能，更好地抑制了副 反应物的产生。 ［关键词］加氢釜；反应温度；盘管；传热板；循环水 气一固．液三相加氢反应工艺，就反应设备而 言，决定反应釜生产能力的两个主要影响因素一 为搅拌形式，二为换热（冷却）性能。两者的有 机高效组合特别是反应温度场的稳定决定了加氢 催化工艺的平衡转化率及反应速率。宁夏瑞泰公 司有一台强放热加氢反应釜，其技术参数如表１ 所示，设备直径２８００ ｍｍ，简体高３０００ ｍｍ，总 有效体积２０ ｍ ，内置三圈上下二层共六组换热盘 管，总传热面积３５ ｍ２，设备总装图如图ｌ所示。此 釜自投入运行近一年多，投料量一直为设计值的 ７０％，影响投料量的主要因素为反应温度偏高。同 时由于循环水钙、镁等离子含量比较高，冷却盘 管结垢较严重，相同投料量条件下反应温度越来 越高，为了控制反应温度，提高转化率，降低副 反应，只得减少投料量，生产工况变得越来越恶 化。工艺校核得出盘管传热面积偏小，停车检修 时发现盘管内部结垢严重。 表１加氢釜参数 反应温度（℃） 反应压力（ＭＰａ） 反应物质 总换热面积（ｍ ） 图１改造前加氢釜总装图 点，决定将釜内的六组换热盘管改造为新型传热 板结构。传热板技术借鉴板式换热器结构，传热 板内部流体介质高度湍流，实现高传热系数，同 时单位体积的传热面积要远高于盘管的传热面 积，在有限容积的反应器内实现了最大可能的强 化传热目的，突破了传统反应器单釜容积受限的 制约。由于内置大面积、高传热系数（传热系数 可达１２００ Ｗ／ｍ ℃）的传热板，传热板排布采用多 路进出冷却流体介质，使加氢反应器内相对为等 温工况，副反应极大的减少。单片传热板结构如 图２所示。 ９５ ２．２ 氢气，邻硝基氯苯 ３５ 有效体积 （ｍ３） 设备材质 搅拌转速（ｒ／ｍｉｎ） ２０ ３１６Ｌ复合板 ３７０ 根据釜的尺寸，设计了２０片材质为３１６Ｌ的换 热板，每片换热板长２６００ ｍｍ，宽１１００ ｍｍ、换热 作者简介：高元勇（１９７３一），男，江苏扬州人，南京工业大学 毕业，本科，工程师。主要从事化工设备设计、安装、调试等工 作。 １传热板结构与应用 为了解决反应温度高、传热面积不足的缺 第４期 高元勇等大型加氢釜传热系统改造 ．．１０１．． 面积为３．５ ｍ２，釜内传热总面积为７Ｏ Ｉｌ１２，换热面积 是原来盘管结构的２倍。上下设置一个总进水、出 水环管及各四个外接管口，同时用槽钢、扁钢将 传热板牢固地固定在釜内。 改进传热板制造工艺，以提高使用寿命。 普通传热板的加工制造工艺为：两张经过热处理 的不锈钢钢板逐点进行热融焊接，应力、变形量 较大。为了尽可能地减少热融焊接时的应力影 响，经与制造单位联合攻关，决定采用４８个焊头 同时进行热融焊接，这样在更大面积范围内的钢 板同时受焊，使热融焊接的热应力消除到最小。 这次改造用传热板在热融焊点的侧面并没有“穿 透”，而仅仅是两张钢板的内部“融化”后成 型，这样可有效防止长时间使用过程中出现的热 应力破坏导致的传热板穿孔泄漏。改造后的加氢 釜总图如图３所示。 图２传热板结构示意图 图３改造后的加氢釜总图 ２改进循环水系统防止水质结垢 因传热板两板之间的间隙远小于盘管内径， 面对比较硬的循环水质将比盘管更容易结垢、堵 塞，故利用蒸发式冷凝器设计了一套闭式循环水 冷却系统，系统内的循环水用纯水代替，这样就 避免了水循环系统的结垢，保证了传热系数。闭 式循环水冷却系统如图４所示。 图４闭式循环水冷却系统示意图 ３应用结论 在生产过程为了提高安全性，在循环水系 统配上安全泄压阀，防止传热板被击穿，釜内的 高压液体对后续设备造成损坏。经过一年多的运 行，反应釜温度控制误差不大于±２℃，不仅提 高了产能和转化率，还极大地抑制了负反应的产 生，为公司创造了巨大的经济效益。 ◆参考文献 ［１】邵红根，赵建明．浅谈液相催化加氢反应器的搅拌和换 热［Ｊ】．化工生产与技术，２０１０，１７（１）：５３－５５．