А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Теплообмін-ва апаратура

Практичні характеристики теплообмін-ної апаратури, Журн.

Для здійснення нормалізації теплообмін-ної апаратури та інших виробів з графіту необхідно в першу чергу налагодити виготовлення в промисловому масштабі теплообмінної апаратури згідно табл. 6 та інших виробів у великому діапазоні як по номенклатурі, так і по продуктивності.

Схема змін температури і концентрації потоків в перерізі трубки конденсатора при конденсації парогазової суміші. З метою зниження розмірів теплообмін-ної апаратури прагнуть інтенсифікувати процес конденсації. Для підвищення виходу тяжелокіпящіх компонентів з конденсатом до відділення конденсату від Несконденсировавшиеся парів здійснюють їх перемішування для наближення складу конденсату до рівноважного з парами.

Найбільш трудомісткими операціями при ремонті теплообмін-ної апаратури є: 1) встановлення та демонтаж різьбових з'єднань, очистка теплообмінної апаратури; ) Витяг трубних пучків, ремонт та виготовлення трубних пучків і їх установка; 3) випробування теплообмінників.

Найбільш трудомісткими операціями при ремонті теплообмін-ної апаратури є: 1) встановлення та демонтаж різьбових з'єднань, очищення теплообмінної апаратури; 2) витяг трубних пучків, ремонт та виготовлення трубних пучків і їх установка; 3) випробування теплообмінників.

При проектуванні термохімічних установок і теплообмін-ної апаратури для них найчастіше доводиться мати справу з двома першими процесами передачі теплоти - теплопровідністю і конвекцією.

При поташевою очищенні потрібно значно менше теплообмін-ної апаратури. Розчин поташу не утворює смолистих високомолекулярних сполук і менш в'язкий, ніж розчини МЕА. Крім того, поташ дешевший, ніж МЕА. Це є перевагою поташевою очищення.

Морську воду часто використовують для охолодження теплообмін-ної апаратури. трубчасті і заглибні конденсатори, холодильники з різною поверхнею застосовують на компресорних установках нафтових промислів, на заводах синтезу і переробки нафти, на теплових електростанціях та інших підприємствах.

Серйозні труднощі виникають і при захисті теплообмін-ної апаратури в установках термічного крекінгу, трубопроводах з перекачування нафти і особливо води, що нагнітається в пласт, а також при видобутку газу, підготовці його до транспортування в переробці.

В виробництві оцтовокислих ефірів мідь в теплообмін-ної апаратури може бути частково замінена вуглеграфітові-ми матеріалами, які отримують все більше поширення на заводах хімічної пормишленності. Вишукування інших замінників ще не закінчено.

Таким чином, охолоджуючу воду в теплообмін-ної апаратури необхідно обробляти такими способами, які, з одного боку, досить дешеві і, з іншого боку, можуть бути використані протягом тривалого часу без шкоди для інших споживачів цієї води.

Абсорбент, який циркулює по схемі абсорбер - теплообмін-ва апаратура - десорбер, необхідно регенерувати, так як в ньому накопичується дівінілацетілен. На регенерацію виводиться безперервно близько 10 вагу. В процесі відгону вінілацетилену з абсорбенту під дією підвищеної температури частина ді-вінілацетилену полимеризуется, тому на регенерацію надходить абсорбент, що містить як дівінілацетілен, так і його полімери.

бакелітовий лак марки А застосовують для захисту теплообмін-ної апаратури від впливу гарячої води, розчинів кислот і солей, для забарвлення нафто - і бензобаків. Після нанесення лаку його піддають термічній обробці за спеціальним режимом. Лак використовують також для захисту неметалічних матеріалів (текстоліту та ін.) З метою зберегти або збільшити їх водостійкість і діелектричні властивості.

Відкладення полімерів на насадці скруберів, в теплообмін-ної апаратури та газопроводах призводять в кінцевому рахунку до погіршення очищення газу від газового бензину. Для видалення цих полімерів з поглинального масла частина його безперервно виводиться з системи і регенерується - переганяється з водяною парою.

Вода у виробництві витрачається на промивання каталізатора, охолодження закритою теплообмін-ної апаратури, охолодження та промивання відпрацьованого водню, на охолодження сировини, компресорів, продуктів, на приготування технологічної пари та ін. Вимоги до якості води, використовуваної в нафтохімічних. У процесі отримання синтетичних жирних спиртів вода використовується для охолодження теплообмін-ної апаратури, пароежекторних насосів, насосного і компресорного обладнання, для приготування технологічних розчинів і технологічної пари, для поповнення втрат води в системі оборотного водопостачання, для господарсько-побутових та інших потреб.

Схема отримання сирого бензолу при вогневому нагріванні поглинювального масла. 1 - дефлегматор. 2 - дистиляційна колона. 3 - теплообмінник. 4 - трубчаста піч. 5 - розділова колона. 6 - конденсатор. 7 - сепаратор конденсатора. 8 9 - сепаратори дефлегматора. 10 - збірник. //, 1215 IS - насоси. 13 - кожухотрубний холодильник. 14 - нафталінова колона. 17 - збірник. 18 - бачок для рефлюксу. 19 - підігрівач бензолу II. 20 - холодильник бензолу II. Технологічна схема з вогневим нагріванням масла відрізняється також температурним режимом дистилляционной і теплообмін-ної апаратури ( теплообмінників, дистилляционной колони, холодильників для обезбензоленного масла і ін.), що позначається на габаритах цієї апаратури.

Значну частину капіталовкладень на обладнання підприємств хімічної промисловості становлять витрати на теплообмін-ву апаратуру.

Зокрема, у хімічній промисловості застосування графіту особливо ефективно для виготовлення теплообмін-ної апаратури, що експлуатується в агресивних середовищах. На її поверхні в значно меншому ступені відкладаються накип і забруднення, ніж на поверхні всіх інших металевих і неметалевих матеріалів. Сировиною для отримання штучного графіту служить нафтовий кокс, до якого додають кам'яновугільний пек, який грає роль в'яжучого матеріалу при формуванні виробів з графітової шихти. Сам цикл отримання виробів включає подрібнення і прожарювання сировини, змішання шихти, пресування, випал і графітизацію. Умови випалу ретельно підбирають, щоб уникнути появи механічних напруг і мікротріщин. При графитизации обпалених виробів, що проводиться при температурі 2800 - 3000 С, відбувається утворення впорядкованої кристалічної структури при першому аморфізованной маси. Щоб виробам з графіту надати непроникність по відношенню до газів, їх просочують полімерами, найчастіше фенолформальдегідними, або кремнійор-ганическое смолами, або полімерами дівінілацетілена. Просочений графіт хімічно стійок навіть при підвищених температурах. На основі графіту і фенолформальдегідних смол в даний час отримують нові матеріали, властивості яких істотно залежать від способу приготування. Матеріали, що формуються при підвищених тисках і температурах, відомі під назвою графітопластов, а матеріали, що отримуються холодним литтям, названі графітолітамі. Графітоліт, наприклад, застосовують не тільки як конструкційний, але і як футеровочний матеріал. Він отверждается при температурі 10 С протягом 10 - 15 хв, має високу адгезію до багатьох матеріалів, добре проводить теплоту і може експлуатуватися аж до 140 - 150 С. Останнім часом розроблений метод закриття пір графіту шляхом відкладення в них чистого вуглецю. Для цього графіт обробляють вуглеводневими сполуками при високій температурі. Утворений твердий вуглець ущільнює графіт, а летючі продукти видаляються. Такий графіт названий піроугле-родом.

Основне обладнання для технологічних процесів розділення вуглеводнів на заводах СК, включаючи і теплообмін-ву апаратуру, спочатку виконувалося з вуглецевої сталі.

Більш повне використання всіх позитивних властивостей непроникності графіту і матеріалу АТМ-1 спостерігається в теплообмін-ної апаратури, де тепло передається тільки через шар графіту. Це має місце в трубчастих і плоских холодильниках і конденсаторах різного типу, виготовлених з графітових матеріалів.

Для проектування повітряних холодильників потрібні такі ж вихідні дані, як і для розрахунку звичайної теплообмін-ної апаратури. Необхідний лише один додатковий показник-максимальна температура в даному районі. Повітряні холодильники задовольняють всім вимогам виробництва навіть в країнах з жар - /ким і сухим кліматом.

Ця вимога обумовлена необхідністю забезпечити рухливість пасти і можливість її транспортування по трубопроводах і теплообмін-ної апаратури при сталості коефіцієнтів теплопередачі, прийнятних для промислових умов Якщо в якості сировини деструктивної гідрогенізації використовують тверді горючі копалини, необхідні спеціальні установки для подрібнення вугілля і приготування пасти. На рис. 6.8 представлена поточна схема цих процесів. Рядове вугілля, що надходить на заводський склад, передається в прийомні бункера, а потім в дробильное відділення, в якому подрібнюється до частинок розміром 20 - 30 мм. Іноді сульфат заліза (для кращого розподілу) вводять у вигляді концентрованого (35% - ного) розчину. Після другого дроблення отриману суміш направляють в сушильне відділення.

Для скорочення витрат води при техніко-економічної доцільності слід, як правило, застосовувати повітряне охолодження теплообмін-ної апаратури п технологічних установок.

У воду, що знаходиться в оборотних системах, додають солі фосфору, які зменшують утворення осаду в теплообмін-ної апаратури.

Алюміній часто використовують для виготовлення цехових і складських ємностей, а також трубопроводів, і дещо рідше він йде на ректификационную і теплообмін-ву апаратуру, стикається з оцтовою кислотою. У тих - випадках, коли апарат повинен працювати під значним тиском, він може бути виготовлений з вуглецевої сталі і футерован листовим алюмінієм із застосуванням зварювання. Апарати з таким захистом застосовуються на німецьких заводах.

У тих випадках, коли охолоджуюча вода забруднена і містить агресивні домішки, рекомендується в малий ремонт ввести операцію очищення труб Кожухотрубні теплообмін-ної апаратури.

За результатами досліджень рекомендовано встановити апарат MOB на весь обсяг води (- 1800 м3 /ч), що подається на первинні газові холодильники, а також випробувати установку MOB для іншої теплообмін-ної апаратури.

Оцінка стану установок НУНПЗ на р На підставі аналізу показано, що майже у всіх основних технологічних цехах спостерігається досить великий відсоток зношеного обладнання: 100% - й знос мають 56 6 % Насосів; 79 6% теплообмін-ної апаратури; 81 8% ємностей; 79 6% колоною апаратури. При цьому досить велика частина устаткування має знос, близький до 100%, тобто повного зносу вони досягнуть вже через 2 - 3 роки.

Тому наведені в таблиці значення К не слід розглядати як рекомендовані для розрахунків, вони є орієнтовними, а велика різноманітність значень свідчить про необхідність врахування всіх конкретних факторів, що впливають на процеси теплопередачі, і застерігають проектувальників і інженерно-технічний персонал від спрощень при виборі теплообмін-ної апаратури за аналогіями.

Для апаратів, що працюють з агресивними середовищами, потрібно стійке проти корозії скло, що зберігає при роботі тривалий час свої основні властивості. У теплообмін-ної апаратури застосовуються скла, які не руйнуються при різких перепадах температур. Апарати, що працюють під навантаженнями від силових або температурних впливів, необхідно розраховувати на міцність. Однак через відсутність достатнього досвіду розрахунку великі ємності і окремі вузли зі скла доводиться розраховувати за аналогією з апаратурою з металу, що неминуче веде до значних, погрішностей, оцінити які складно.

Виконаний аналіз динаміки і кінетики накипформування показує, що першопричиною процесу для більшості випадків є перехід ДЕС в кристалічну фазу. При спорожнення теплообмін-ної апаратури і підсиханні накипу її шар стискається, внаслідок чого відбувається деяке його зміщення відносно стінки труби. Це збільшує защемлення кристалічних микронитей (назвемо їх корінням накипу) в дефектах металевої поверхні, і накип стає трудноудалимой. При значних відносних зсувах накипу і поверхні нагрівання, що виникають за рахунок різниці їх термічних коефіцієнтів розширення, накип тріскається, а у випадках, коли забезпечений розрив коренів, вона обсипається. Природно, в мікрощілини металу залишається безліч кристалічних ниток, які в подальшому прискорюють процес кристалізації речовини з іонів подвійного шару. Мабуть, саме тому накип на непрацюючий поверхні утворюється значно повільніше, ніж на добре очищеної, але колишньої в роботі, а хімічне очищення більш ефективна, ніж механічна.

У сировинних теплообменниках блоків попередньої гідроочищення спостерігається забруднення міжтрубному простору, головним чином коксом. Підвищені відкладення в теплообмін-ної апаратури пов'язані з переробкою непроектного сировини, порушеннями режиму проведення реакції і регенерації каталізатора і зменшеними швидкостями технологічних потоків.

При цьому відпадає необхідність в громіздкою теплообмін-ної апаратури.

Капітальні витрати на очистку газу від СО2 розчином моноетаноламіна (крива 7 і гарячим розчином поташу (крива 2. Тому в даному випадку зменшується витрата води на охолодження конвертованого газу, а також повністю відпадає її витрата на охолодження розчинника. Капітальні витрати знижуються головним чином за рахунок зменшення поверхні теплообмін-ної апаратури.

Таке ж перешкоду зустрічається і тоді, коли прагнуть збільшити продуктивність реактора, збільшуючи ступінь його заповнення: при незмінному часу перебування сировини в реакторі підвищується продуктивність реактора і його теплове навантаження. Отже, можуть виникнути труднощі з відведенням тепла через нестачу теплообмін-ної апаратури.

Залежно від того, який фактор є вирішальним, основний розмір реактора може визначатися часом протікання процесу (якщо процес протікає в кінетичній області), швидкістю перенесення речовини з однієї фази в іншу (якщо процес протікає в дифузійної області) або швидкістю підведення (відведення) тепла . У двох останніх випадках розрахунок ведуть як в разі розрахунку масообмінних і теплообмін-ної апаратури.
 Це якість поряд з хімічною інертністю і термічної стійкістю при різких перепадах температур, високою електричну провідність і хорошими механічними властивостями зробили графіт і матеріали на його основі незамінними в різних областях техніки і промисловості. Зокрема, у хімічній промисловості застосування графіту особливо ефективно для виготовлення теплообмін-ної апаратури, що експлуатується в агресивних середовищах. На її поверхні в значно меншому ступені відкладаються накип і забруднення, ніж на поверхні всіх інших металевих і неметалевих матеріалів. Сировиною для отримання штучного графіту служить нафтовий кокс, до якого додають кам'яновугільний пек, який грає роль в'яжучого матеріалу при формуванні виробів з графітової шихти. Сам цикл отримання виробів включає подрібнення і прожарювання сировини, змішання шихти, пресування, випал і графітизацію. Умови випалу ретельно підбирають, щоб уникнути появи механічних напруг і мікротріщин. При графитизации обпалених виробів, що проводиться при температурі 2800 - 3000 С, відбувається утворення впорядкованої кристалічної структури при першому аморфізованной маси. Щоб виробам з графіту надати непроникність по відношенню до газів, їх просочують полімерами, найчастіше фенолформальдегідними, або кремнійор-ганическое смолами, або полімерами дівінілацетілена. Просочений графіт хімічно стійок навіть при підвищених температурах. На основі графіту і фенолформальдегідних смол в даний час отримують нові матеріали, властивості яких істотно залежать від способу приготування. Матеріали, що формуються при підвищених тисках і температурах, відомі під назвою графітопластов, а матеріали, що отримуються холодним литтям, названі графітолітамі. Графітоліт, наприклад, застосовують не тільки як конструкційний, але і як футеровочний матеріал. Він отверждается при температурі 10 С протягом 10 - 15 хв, має високу адгезію до багатьох матеріалів, добре проводить теплоту і може експлуатуватися аж до 140 - 150 С. Останнім часом розроблений метод закриття пір графіту шляхом відкладення в них чистого вуглецю. Для цього графіт обробляють вуглеводневими сполуками при високій температурі. Утворений твердий вуглець ущільнює графіт, а летючі продукти видаляються. Такий графіт названий піроугле-родом.

В процесі проведення досліджень були виявлені і оцінені основні джерела газовиділень даного виробництва. ними є печі піролізу, ректифікаційні і газофракційних колони, реактори, насоси, компресори, теплообмін-ва апаратура і різні ємності. Гігієнічна значущість їх як джерел газовиділення різна. Так, колони, реактори, теплообмінники практично не виділяють шкідливих речовин в повітря робочої зони, оскільки працюють в режимі повної герметичності. Решту обладнання більш газонебезпечних. У табл. № 28 наведені дані аналізів проб повітря, відібраних під факелом газовиділень на відстані 0 5 - 1 0 м від джерела. Як видно з наведених даних, інтенсивність газовиділення залежить від типів використовуваних насосів. Безсальникові насоси і насоси з подвійними торцевими ущільненнями характеризуються високим ступенем герметичності. Єдиним джерелом газовиділення в зоні розташування цих насосів є місця нещільного з'єднання трубопровідної арматури. Плунжерні насоси, використовувані в цеху отримання дивинила, не забезпечують необхідної герметичності. Сальники відцентрових компресорів в разі порушення їх герметичності також можуть служити джерелом виділення шкідливих речовин в повітрі робочої зони. Джерелами газовиділення є численні фланцеві і різьбові з'єднання, запірні і регулюючі види арматури. Крім того, шкідливі речовини можуть періодично надходити в повітряне середовище при чищенні і ремонті устаткування.

Шкідливоюдомішкою, крім оксиду азоту і діолефннов, є ацетилен. При низьких температурах в блоках поділу коксового газу можлива кристалізація ацетилену, що призводить до накопичення його в теплообмін-ної апаратури у вибухонебезпечних кількостях. Тому, якщо зміст ацетилену в коксовому газі перевищує його кількість, яке може бути розчинено в етиленової фракції (визначається виходячи з умов рівноваги), слід вжити заходів до зниження концентрації ацетилену в вихідної суміші.

Для розрахунку установки задаються її продуктивністю, початковою концентрацією органічних речовин, тиском і температурою в реакторі, часом контакту, початковою температурою вихідної води, тиском пари, що гріє. Визначають: кількість кисню, необхідне для окислення; кількість тепла, необхідне для нагрівання стічної води до заданої температури; обсяги ємностей і реактора; поверхню теплообмін-ної апаратури.

Конструкція теплообмінника з спаяних трубок. Поверхні теплообміну з боку прямого і зворотного потоків різні. Якщо прямий потік йде по одній трубці діаметром dBHl (див. Рис. 193), а зворотний потік по N трубках діаметром dBH2 то в формулах (141) і (142) замість а. При розрахунках теплообмін-ної апаратури повітророзподільних установок необхідно знати опір апарату Ар прямим та зворотнім потоками.

Конструкція теплообмінника з спаяних трубок. Поверхні теплообміну з боку прямого і зворотного потоків різні. Якщо прямий потік йде по одній трубці діаметром dBIIl (див. Рис. 193), а зворотний потік по N трубках діаметром dBH2 то в формулах (141) і (142) замість а. При розрахунках теплообмін-ної апаратури повітророзподільних установок необхідно знати опір апарату Ар прямим та зворотнім потоками.

Внутрішня теплоізоляція зазвичай є вогнетривкої і застосовується при температурі понад 400 С. Апарати, що працюють при температурі менше 400 С, мають зовнішню теплоізоляцію, яка служить для зменшення теплоти і для запобігання опіків обслуговуючого персоналу. Вона виконується так само, як і для теплообмін-ної апаратури (юм. Вироби з антегміта отримують шляхом гарячого пресування суміші тонко подрібненого гр Афітов і фенолоформальде-гйдной смоли. З антегміта марки АТМ-1 виготовляють труби, фасонні частини, арматуру. Як і просочений графіт, антегміт особливо широко застосовують для виготовлення теплообмін-ної апаратури, призначеної для агресивних середовищ. По хімічній стійкості антегміт аналогічний просякнутих графіту.

Вироби з антегміта отримують шляхом гарячого пресування суміші тонко подрібненого графіту і фенолоформальде-гіднимі смоли. з антегмнта марки АТМ-1 виготовляють труби, фасонні частини, арматуру. Як і просочений графіт, антегміт особливо широко застосовують для виготовлення теплообмін-ної апаратури, призначеної для агресивних середовищ. По хімічній стійкості антегміт аналогічний просякнутих графіту.

Підприємства хімічної та нафтохімічної промисловості характеризуються великою водоспоживанням . Великі підприємства споживають в добу сотні тисяч, а деякі комбінати - мільйони кубометрів води. Велика кількість води вимагають заводи синтетичного каучуку, що витрачають її для теплообмін-ної апаратури, на дегазацію полімерізата, промивку каучуку, емульсійну полімеризацію і інші технологічні цілі. За середніми даними, на 1 т синтетичного каучуку витрачається 80 м3 свіжої та 1500 м3 оборотної води.