甲醇合成换热器结构优化.pdf

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1、第42卷第5期煤化工与甲醇化工设计通讯2016年5月CoalCemicalMethanolChemicalEngineeringDesignCommunications甲醇合成换热器结构优化张建民，李爱玲（新能能源有限公司，内蒙古达拉特旗014300）摘　要：通过对甲醇合成换热器结构进行对比，换热器管箱采用膨胀节结构明显优于填料函结构，有效地降低泄漏，提高合成产率，更好地适应生产需要。关键词：稳定轻烃；LNG；换热器；合成；甲醇；填料函；膨胀节中图分类号：TQ223.121文献标志码：A文章编号：1003–6490（2016）05–0018–

2、02MethanolSynthesisofHeatExchangerStructureOptimizationZhangJian-min，LiAi-lingAbstract：Basedonmethanolsynthesisheatexchangerstructure，heatexchangertubeboxpackingboxstructureisobviouslybetterthanthestructureofexpansionjoint，reduceleakageeffectively，improvethesynthesisyield，b

3、ettermeettheneedsofproduction.Keywords：naturalgasolinenaturalgasliquidstabilizedlighthydrocarbon；LNG；heatexchanger；synthesis；methylalcohol；stuffingbox；expansionjoint新能能源有限公司是新奥生态控股股份有限公司（股票代构，另一端管板采用滑动结构，属于自由端形式，滑动管板码：600803）下属子公司，是新奥集团成员企业之一，主要从与出口管箱采用膨胀节部件，分别采用法兰连接，构成管程事煤

4、基化工生产。一期已建成投产60万t/a甲醇项目、目前实出口管道，可有效补偿管程系统的伸缩量，杜绝壳程介质向现满负荷稳定生产。二期以当地丰富的煤原料，采用水煤浆气管程泄漏，同时管箱采用膨胀节结构便于安装和检修。化、催化气化、加氢气化等工艺，配套低温甲醇洗、变换、甲19202122232425262728醇合成、稳定轻烃等装置生产20万t/a稳定轻烃，同时副产23亿m（标）/aLNG，于2015年6月正式启动，目前处于施工建设阶段。1概述新能达旗二期项目，采用卡萨利工艺包，甲醇合成换热器均采用卧式结构，属于高压设备，其主要功能合成塔入口φφ与出口

5、气体进行换热，是合成工段主要设备（主要参数见表1），换热管较长，管程和壳程膨胀较大，存在泄漏现象，不能较好满足生产需要。表1甲醇合成换热器主要参数图1原换热器结构图主要参数壳程管程19.壳程；20.壳程出口；21.折流板；22.滑动管板；介质冷合成气热合成气23.管程封头；24.壳程封头；25.管箱；26.管程出口；操作温度/设计温度/℃61～230/280262.5～121.3/34027.挡板；28.管箱盖板操作压力/设计压力/（MPaG）8.67/9.58.36/9.512634572换热面积/mm3501.68换热管规格φ14×2×1

6、2000φ换热管数量/根6755重量/t总重119；管程重量582原换热器设计结构甲醇合成换热器原设计结构（见图1），采用浮头式换热器结构，换热器管板一端固定，另一端可以滑动，其滑动管图2原管箱结构图板与管程出口管箱采用焊接连接，管程出口管箱和管程出口1.管箱封头；2.内管箱；3.填料；4.填料环；段连接段采用填料函结构（见图2），在起初运行工况中，可5.填料压盖；6.外管箱；7.壳程外壁；8.螺栓、螺母有效解决壳程与管程热膨胀问题，随着使用压力、温度和介质的变化，换热器使用效果一般。填料函密封结构存在着壳891310141112151617

7、程介质向管程泄漏的现象，造成换热效果不理想，合成产率降低，能耗增加，设备使用寿命缩短，不能较好满足生产需要。3改进后换热器结构甲醇合成换热器正常运行，必须保证管板和管程正常伸缩量，否则会出现管板严重变形，结合实际工况，保证原换热器主要设备结构不变的情况下，将管程出口管箱改造为膨胀节结构（详见图3），膨胀节部件由膨胀节、内筒和法兰组成，膨胀节一端与内筒强度焊接，另一端与内筒密封焊接，从而确保膨胀节伸缩自由；换热器管程一端管板采用固定管板结图3改进后管箱结构图8.管程封头；9.螺栓螺母；10膨胀节（带配套法兰）；11.管箱；收稿日期：2016–0

8、5–1212.螺栓螺母；13.壳程封头；14壳程外壁；15.密封垫片；作者简介：张建民（1972—），男，山西太原人，设备工程师，主要16.管程盖板；17.螺栓螺母