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）

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）

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。

稳定轻烃；LNG；换热器；合成；甲醇；填料函；膨胀节

新能能源有限公司是新奥生态控股股份有限公司（股票代码：600803）下属子公司，是新奥集团成员企业之一，主要从事煤基化工生产。一期已建成投产60万t/a甲醇项目、目前实现满负荷稳定生产。二期以当地丰富的煤原料，采用水煤浆气化、催化气化、加氢气化等工艺，配套低温甲醇洗、变换、甲醇合成、稳定轻烃等装置生产20万t/a稳定轻烃，同时副产2 亿m3（标）/a LNG，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与出口气体进行换热，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

2　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段连接段采用填料函结构（见图2），在起初运行工况中，可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构，另一端管板采用滑动结构，属于自由端形式，滑动管板与出口管箱采用膨胀节部件，分别采用法兰连接，构成管程出口管道，可有效补偿管程系统的伸缩量，杜绝壳程介质向管程泄漏，同时管箱采用膨胀节结构便于安装和检修。

图1　原换热器结构图

图2　原管箱结构图

图3　改进后管箱结构图

表2　两种换热器结构对比

从表2看出，甲醇合成换热器出口管箱采用膨胀节结构要优于填料函结构，且性价比较高。

4　结束语

经过以上分析，对比，换热器出口管板采用滑动结构，管箱与出口管箱采用膨胀节连接，这样既解决了换热管膨胀问题，又同时避免了管程与壳程之间的密封，杜绝了泄漏，更有利于检修和维护，提高了工艺介质品质，改善运行状况，延长了设备使用寿命，是一种较好的换热器结构。

收稿日期：2016-05-12

作者简介： 张建民（1972—），男，山西太原人，设备工程师，主要从事设备技术管理工作。

Methanol Synthesis of Heat Exchanger Structure Optimization

Zhang Jian-min，Li Ai-ling

Based on methanol synthesis heat exchanger structure，heat exchanger tube box packing box structure is obviously better than the structure of expansion joint，reduce leakage effectively，improve the synthesis yield，better meet the needs of production.

natural gasoline natural gas liquid stabilized light hydrocarbon；LNG；heat exchanger；synthesis；methyl alcohol；stuffing box；expansion joint

TQ223.121

A

1003-6490（2016）05-0018-02

2016-05-11

孙琦琦（1995—），女，宁夏银川人，本科在读，主要研究方向为过程装备与控制工程。