新型钛材蒸汽加热器的应用.pdf

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1、静设备P石油化工设备技术，2014，35(5)·11·etro—Chemica1EquipmentTechnology新型钛材蒸汽加热器的应用刘守奎，张玉辉，毛荐，王懿(沈阳鼓风机集团压力容器有限公司，沈阳110869)摘要：新型钛材蒸汽加热器是一种固定管壳式加热器，被广泛的应用在PTA装置中，其主要特点是增加了耐腐蚀性的保护材料，同时具有耐腐蚀性高，重量轻，塑性强等特点。其设计出发点是解决在设计中因化工介质的多变性、设备材料的局限性、设备的使用年限和腐蚀等引起的诸多问题，需研发新型的替代产品，来适应

2、市场经济的发展，满足PTA装置中的需求。关键词：PTA钛材加热器结构特点热气循环试验精对苯二甲酸(PurifiedTerephthalicAcid)管箱、管端防护、壳芯、出口管箱部件组成。低温(下文简称PTA)，是生产聚脂纤维和包装业的基尾气从进口管箱进入，直接吹打在管端防护部件本材料和化纤业的主要原料，是重要的有机原料上，并通过锆管进入换热管内，被壳程的高温蒸汽之一。PTA装置工艺路线复杂，技术含量高，几进行加热，然后再从出气管箱流出，完成整个换热十年来由国外大公司所垄断。近些年随着国内技过程。具体

3、结构形式见图1。术水平的不断提高，PTA装置及其设备开始大量进vl155饱和155：饱和国产化，本项目介绍的钛材加热器是PTA装置管箱蒸汽蒸汽中尾气膨胀机前的换热设备，将空气反应后产生的尾气加热到130～180℃，然后进入尾气膨胀机进行压力能的回收。1介质本设备的主要工艺介质成分为93～95的N，3左右的O和少量的CO、CO。，并含有溴化物和醋酸等有机物，如对二甲苯和醋酸甲4O尾气凝液⋯口壳芯出口管箱酯等强腐蚀性介质。由于介质的强腐蚀性，对设图1加热器结构形式备的材料要求很高，通常该蒸汽加热器与工艺气

4、本设备具有以下结构特点：体接触的部分为钛材，并且要求Fe≤0．07，1)本设备采用轴向进气，轴向出气，进出气H≤0．0069／6，严格控制其含量，防止钛材铁离子管箱部件均为锥状，使气流速度成线性降低和增污染。加，减小压力损失；在生产过程中，尾气中的水会有析出，与尾气2)壳芯部件采用固定管板结构，有防止蒸汽中的强腐蚀性介质结合会对管板和换热管接头产泄漏的作用；在筒体长度方向上，设置多个蒸汽生严重的腐蚀，此外在尾气气流通过管板时产生进口，并增设了分布板，使蒸汽在壳体内分布均的撞击和冲刷作用下，加热器尾气进

5、口处的管板匀；支撑板采用上下缺口型，不仅使蒸汽分布均和换热管接头，即使采用钛材仍会很快出现腐蚀现象，设备使用寿命大大缩短。为解决这个问题，收稿日期：2014—03—13。在该设备上加设了由耐蚀性更强的锆板和锆管制作者简介：刘守奎，男，1995年毕业于沈阳大学焊接机械专成的管端防护部件。业，现在沈阳鼓风机集团压力容器有限公司从事压力容器设2结构及特点计、审核工作，已发表过论文2篇，工程师。加热器为BEM型固定管板换热器，由进口Email：liushoukui2OO8@163．eom石油化工设备技术匀，而

6、且也能保证凝液流动自由；在确定布管区域的焊接接头)，增加其可靠性，对管芯部件进行热范围时，考虑蒸汽空间和凝液空间，使所有换热管气循环试验。都能有效换热，大大提高了设备的长期运行可上述特殊要求中，最为重要的是控制Fe离靠性。子污染，确保焊缝的质量，满足设备的防腐要求。3)该设备在尾气进口端的管板上加设了管4热气循环试验端防护部件，伸人换热管内部，形成衬管，对换热热气循环试验是针对钛一钢或锆一钢复合板设管起到了保护的作用，如图2所示。提高了设备备所做的以干氮气或干纯空气为介质，模拟该设的耐蚀性，延长设备使

7、用寿命。该加热器这种结备真实的操作工况进行升温、加压、保温、保压、降构即满足了工况要求，又大大延长了换热器的使压、降温过程的试验，目的是通过试验检验焊缝的用寿命，是一种新型换代产品，对PTA装置长周焊接质量，确保设备长周期安全运行，通常这种试期安全稳定运行必将发挥重要作用。验要连续进行二次，称二次热气循环试验。对于固定换热器的管箱，如果筒体材料是钛一钢或锆一钢复合板，通常要求管箱进行热气循环试验，对于管壳程温差或压差较大的情况，为了确保换热管与管板的焊接质量，也可以按照较为苛刻的工况模拟进行热气循环试

8、验。本设备在压力试验合格后，对管程进行了热气循环试验，在进行热气循环试验前对钛材表面图2雷板与换热雷及套管连接进行铁离子污染检测，在试验升温过程中为了避3钛材设备的特殊要求免钛复层，尤其是复层的焊缝因受热产生过大的本设备管程均采用钛材，管端防护部件采用拉伸应力，升温速度应控制在30~60℃／h。锆材，在设计和制造方面都有特殊的技术要求，这热气循环试验后，在壳程进行了氦气泄漏试些特殊要求主要包含以下几点：验，试验压力通常取0．1倍设计压力和0．1MPa1)