A feed effluent heat exchanger (also referred to as a combined feed exchanger or Texas Tower) is a shell and tube heat exchanger that preheats reactor feed by recovering heat from the hot reactor effluent streamPeralatan ini ditempatkan di atas pemanas yang dipanaskan dan berfungsi sebagai perangkat pemulihan panas utama dalam proses reaksi katalitik, termasuk pengolahan hidroterapi nafta, reforming katalitik,dehidrogenasi (e(misalnya, proses CatofinTM), sintesis amonia, dan hidrokraking.
Penukar limbah pakan mengurangi konsumsi bahan bakar pemanas dengan memulihkan energi termal yang akan ditolak ke atmosfer atau ke air pendingin.Untuk pemanas api dengan kapasitas pemanas tetap, pemulihan panas yang lebih tinggi di penukar limbah pakan memperpanjang panjang siklus katalis dan meningkatkan produksi keseluruhan pabrik.
Produk ini dirancang dan diproduksi sesuai TEMA Kelas R (layanan kilang), ASME Bagian VIII Divisi 1 atau Divisi 2, dan API 661 / ISO 13706 jika berlaku.
Dalam skema aliran proses reaksi katalitik yang khas:
Penukar limbah feed dapat memulihkan 70~80% dari total beban panas yang diperlukan untuk pemanasan feed.
Manfaat termodinamika diukur dengan menumpuk kurva pemanasan pakan dan kurva pendinginan limbah..8 MW dari 27,5 MW total permintaan pasokan, dengan pemanas yang dibakar memasok sisanya 6,7 MW.
| Parameter | Jangkauan | Catatan |
|---|---|---|
| Suhu masuk pakan | 20°C ️ 100°C | Umpan cair atau fase campuran dari penyimpanan atau unit hulu |
| Suhu keluar makanan | 250°C ∼ 370°C | Makanan yang dipanaskan sebelumnya masuk ke pemanas yang dipanaskan |
| Suhu masuk air limbah | 400°C ∼ 600°C | Efluen reaktor di outlet katalis |
| Suhu saluran pembuangan | 120°C ️ 180°C | Efluen yang didinginkan ke kondensor/separator hilir |
| Tekanan operasi | 2.0 30.0 MPa | Tergantung pada hidraulik sirkuit reaktor dan tekanan parsial hidrogen |
| Komposisi pakan | Cairan + gas kaya H2 | Aliran dua fase di inlet penukar |
| Penghargaan ΔP sisi cangkang | ≤ 35 kPa (5 psi) | Tipikal per cangkang untuk layanan kilang |
| Pengurangan ΔP di sisi tabung | ≤ 35 kPa (5 psi) | Tipikal per cangkang |
Penukar limbah pakan biasanya beroperasi dengan tiga zona transfer panas yang berbeda di sepanjang panjang tabung, masing-masing dengan mekanisme dan koefisien yang berbeda:
| Lokasi Zona | Mekanisme Sisi Kerang | Mekanisme sisi tabung | Kira-kira. |
|---|---|---|---|
| Bagian bawah (inlet) | Kondensasi (pendinginan limbah) | Evaporasi (vaporisasi pakan) | 0 ¥ 3 MW |
| Bagian tengah | Desuperheating (pendinginan gas) | Evaporasi (penguapan terus menerus) | 3 ¥ 11,7 MW |
| Bagian atas (outlet) | Desuperheating (pendinginan gas) | Superheating (pemanasan gas masuk) | 11.7 ∙ 20,8 MW |
Koefisien transfer panas keseluruhan (OHTC) untuk penukar limbah pakan campuran fase biasanya berkisar antara 50 dan 70 W/m2·K untuk ukuran awal,dengan nilai akhir tergantung pada kecepatan aliran dan faktor pencemaran.
Orientasi
Tipe bundel tabung (TEMA)
Desain Baffle
Bahan bakar yang masuk ke penukar limbah pakan biasanya merupakan campuran dua fase (hidrokarbon cair + gas kaya hidrogen).dan kedua fase akan didistribusikan sehingga penurunan tekanan keseluruhan diminimalkanHal ini dapat mengakibatkan distribusi yang salah, dengan cairan mengalir lebih baik melalui tabung tertentu dan gas melalui yang lain.
Untuk mengatasi tantangan ini:
Penukar limbah pakan beroperasi di berbagai suhu dan dapat menangani cairan yang mengandung klorida, hidrogen sulfida, amonia, dan air.Pemilihan bahan diklasifikasikan berdasarkan suhu operasi yang diharapkan:
| Kisaran suhu | Bahan tabung | Bahan Kerang | Catatan |
|---|---|---|---|
| ≤ 315°C (600°F) | Baja karbon SA-179 / 106 Gr.B | Baja karbon SA-516 Gr.70 | Layanan hidrokarbon manis |
| 315°C 370°C | 1.25Cr-0.5Mo atau 2.25Cr-1Mo | Baja karbon atau paduan | Ketahanan korosi sedang |
| 370°C 425°C | 304/316L stainless | 304/316L atau baja karbon lapis | Risiko korosi klorida di bawah 425°C |
| 425°C 540°C | 347H atau Alloy 800 | Alloy atau Inconel overlay | Perlindungan terhadap kerontokan dan nitridasi pada suhu tinggi |
Untuk layanan dengan amonia dan hidrogen klorida hadir (misalnya, unit NHT), garam amonium klorida dapat terkulai saat limbah mendingin.Penukar biasanya dirancang dengan titik injeksi air cuci intermiten di atas aliran dari zona pembentukan garam untuk memungkinkan flushing jika kinerja termal atau hidrolik menurun.
Perlindungan terhadap nitridasi gas buang: Dalam layanan di mana suhu limbah melebihi 425°C (misalnya, sintesis amonia),lapisan yang berdekatan dengan lembaran tabung mungkin memerlukan lapisan Inconel® atau lapisan tahan nitriding lainnya sampai gas mendingin di bawah ambang nitriding.
Dalam layanan limbah pakan, perbedaan suhu antara pakan dan limbah dapat melebihi 200°C.Konstruksi bundel tabung U mengakomodasi ekspansi termal diferensial antara tabung dan cangkang tanpa memerlukan sendi ekspansi.
Untuk desain lembaran tabung tetap, perhitungan tegangan termal menurut ASME VIII-1 UG-23 ((c) membatasi perbedaan suhu yang diizinkan.Dibutuhkan desain tabung U atau kepala terapung.
Pencemaran pada penukar limbah pakan terjadi dari:
Pemantauan kinerja: Indikator tekanan diferensial di kedua sisi cangkang dan tabung mendeteksi pencemaran.Membersihkan dianjurkan ketika ΔP melebihi desain ΔP sebesar 30% atau ketika suhu outlet tidak dapat dipertahankan.
Periksa Dimensi
Pemeriksaan yang Tidak Menghancurkan
Pengujian Tekanan
Penukar limbah pakan tidak berlaku untuk:
