石墨换热设备在氯化苯生产中的应用

赵玄，王鑫

（济宁中银电化有限公司，山东济宁272121）

石墨换热设备在氯化苯生产中的应用

赵玄，王鑫

（济宁中银电化有限公司，山东济宁272121）

介绍了石墨换热设备在氯化苯生产中的应用，并对石墨设备的修理、安装、使用、维护提出了建议。

石墨设备；氯化苯；修理；安装；使用；保护措施

1 石墨换热设备的特性

不透性石墨是既耐腐蚀又能导热的非金属材料。酚醛树脂浸泽石墨除氧化性酸和强碱外，对大部分有机物、无机物和盐类、溶剂等均有良好的耐腐蚀性能，其导热系数比一般碳钢大2倍多，热膨胀系数小，耐温急变性能好，但机械强度较低、脆性较大。

2 石墨换热器在氯化苯生产中的应用

由于石墨换热对氯化苯生产中的苯、氯苯、酸介质有较好的适应性，因此在氯化苯生产中得到较为广泛的应用，主要有以下几个方面。

（1）氯化尾气系统的一段、二段冷凝器；

（2）粗馏全凝器；

（3）精馏全凝器、真空冷凝器；

（4）喷淋吸收冷凝器；

（5）二中塔全凝器。

根据氯化苯生产厂家实践，粗馏和精馏岗位的回收苯及成品全凝器用碳钢材质，寿命只有6~9个月，而采用石墨材质寿命可达3~5年。

3 石墨换热设备的修理

3.1 石墨换热设备施工技术要求

不透性石墨换热设备主要有列管式、块孔式、板室式、喷淋式、插入式及夹套冷却等几种形式，以前3种应用最为广泛。进行石墨换热器检修施工时，应满足以下技术要求。

（1）石墨件表面不得有溢流树脂和树脂瘤。

（2）石墨件的粘结面不得有灰尘、油污和残余树脂，粘结表面需用粗砂纸打成毛面。

（3）粘结面必须严密无气孔，粘结剂选用正确，压紧后粘结缝胶合剂厚度为0.5~1.0 mm，粘结缝如有砂眼、气孔必须铲平修补。

（4）石墨件表面的残缺、裂纹、疤痕可用胶泥修补，不能影响密封性能和机械强度。

（5）粘结时，粘结缝挤出的胶泥在固化前及时清除干净，胶泥固化期间，严禁搬动和振动。

（6）施工环境温度以20~30℃为宜，一般不应低于15℃。

3.2 浮头列管石墨热交换器的修理

浮头列管式石墨换热器由壳体（钢制）和石墨管束及上下封头（盖板）组成。管束固定在石墨板和浮头上，浮头在壳体中可因温度变化，随管束的伸长或收缩而自由浮动，以免因石墨材质与钢壳线膨胀系数不同而引起的拉应力使管子断裂。

粘结组装良好的石墨热交换器经过一段时间使用后，经常出现填料箱与垫片的泄漏、传热管与管板结合的胶结缝渗漏等现象。根据设备出现故障的位置和严重程度，采取不同的检修方法。

3.2.1 调整紧固螺栓

如垫片或填料箱出现轻微渗漏，可能是由于螺栓松动影响，可随时调整，紧固一下螺栓，紧固时应均匀而对称地用力。

3.2.2 更换填料箱填料

若填料箱泄漏严重，应更换填料。检修之前，首先排除管内外物料。然后松掉压兰固定螺栓，并用顶丝将压兰顶出，取出更换的填料，放入新填料，再用压兰压紧，均匀地锁紧固定螺栓。

3.2.3 更换垫片

如两端封头的垫片损坏，只要将封头的连接螺栓松开就可以更换。如果是固定管板与壳体法兰间的垫片损坏，首先应打开浮头管板封头和填料箱压盖，取出填料，松开固定管板螺栓，将管束提起，把旧垫片取下，换上新垫片，安装固定管板封头，然后装盘根法兰，管外试压后，再装浮动管板端的封头。

3.2.4 传热管与管板粘结处泄漏的检修

传热管与管板粘结处泄漏的检修方法有塞法和换管法两种。

填塞法是利用和管板孔径相等的石墨塞，将损坏的管子两端管板孔用胶结的方法堵死。此方法适用于管板损坏较少的临时性修理；换管法是将损坏的管子取出，更换成新管子，其操作如下。

（1）用长杆钻头将损坏的管子两端孔板扩充，钻头直径比管径大1.5~2.0 mm，取出需更换的管子；

（2）清除孔壁灰尘，将粘结面用粗砂纸处理成毛面；

（3）将检验合格的新管两端加工成锥面；

（4）将浮动管板孔内壁与管端涂上胶合剂，从固定管板端将管子穿入浮动管板，穿入深度为50 mm，然后在固定管板孔内壁与管端涂上胶合剂，两端已扩大的管板孔用石墨短管管子与管板粘结在一起；

（5）常温固化48 h，如果损坏的管子较多，用扩孔换管法会影响管板的机械强度。此时可将管束从壳体中抽出，在靠近管板的地方，把管束锯下，将留在管板孔内的锥形管头用铣刀铣掉，恢复管板原来的锥孔尺寸，重新进行管束组装。

3.3 块孔式石墨换热器的修理

块孔式石墨热交换器是有布满孔的石墨块同盖板或筒体组成。石墨块间多用密封垫连接，也采用胶合剂粘结的。块孔石墨换热器使用寿命长，一般不易损坏。易损坏部位主要是密封垫腐蚀渗漏和胶结缝处胶泥腐蚀渗漏等，检修方法可采用以下几种。

3.3.1 更换密封垫

密封垫片在使用一段时间后，由于受介质腐蚀造成渗漏，此时应予以更换。更换时先用水冲洗，将腐蚀介质清除干净，然后松动螺丝，取下物料盖板，将旧垫片除去，检查石墨块密封面，如有影响密封的缺陷，要进行修补磨平，换上新垫片，重新组装并试压检验。垫片上下面抹上一层胶合剂效果较好。

3.3.2 胶结缝渗漏检修

局部微小渗漏可用扁铲开出坡口，用酒精檫净后用胶泥重新抹面。渗漏面积较大时，可以经过两次浸渍聚合，用树脂堵漏。如果粘结面胶泥已老化，渗漏面积又大时，则需用机械方法剖开胶结面重新加工，浸渍后再粘结。

3.3.3 两相介质串漏的修理

个别串漏是由于石墨质地不均、局部缺陷，或由于钻孔偏差而引起，可用堵漏的方法检修。检修时先用水试压找出串孔位置，做好标记，然后经干燥除去水份，用加工好的浸渍石墨圆棒涂上胶泥将孔填塞，待胶泥硬化后试压检查，合格后进行组装。如果在使用中出现多孔串漏，表明浸渍剂已被介质腐蚀，检修时应将石墨块体取出，重新浸渍，热处理后，单元块进行水试压试验，合格后重新组装，总体试压。

3.3.4 石墨管和石墨封头之间密封垫渗漏

块孔石墨换热器在使用中还会经常发现冷凝液出口石墨管和石墨封头之间密封垫渗漏，主要是安装偏斜引起的，修理时应予以调整，使石墨管受力均匀。另外由于压紧力不足造成渗漏，由于石墨管机械强度较低，在修理时也可将石墨管用胶合剂直接粘在石墨封头孔内。

4 石墨换热器的安装、使用与维护

4.1 石墨换热器的安装要求

（1）设备到现场试压合格后方能安装。

（2）设备安装后的不垂直度应小于0.1%。

（3）石墨件的接管只能受压应力，不能受弯曲应力。

（4）接管法兰对外连接时不得强力安装，紧固螺栓时应均匀对称地用力。

（5）物料和冷却介质含有杂质时，在进口管前安装过滤器。

4.2 石墨换热器的使用

石墨换热器的使用应在规定的温度、压力、介质范围内使用，不得超温、超压。开停车时应避免温度、压力骤变，停车时应及时放尽物料。做冷却器使用时，应缓慢开启和关闭阀门，避免冲击。做加热器使用时，应先通介质，然后缓慢通蒸汽，停车时则先停蒸汽，后停介质。

4.3 石墨换热器维护检修其他注意事项

（1）定期检查2种介质是否发生相互串漏，发现冷却水、冷凝水中有腐蚀介质或物料中水分含量超标时应立即停车检查。

（2）使用过程中发现垫片、粘结缝渗漏时应及时检修，避免腐蚀金属物件。

（3）定期清洗，除去管壁污垢。在清洗时，应采用蒸汽吹溶法或化学法，严禁采用机械法。

（4）检修时，禁止敲击石墨件，拆垫片时不应损坏石墨件。

（5）钢铁件损坏后，在电气焊接时要采用防护措施，不得损坏石墨件。

（6）定期进行设备表面防腐。

Application of graphite heat exchange equipment in the production of chlorinated benzene

ZHAO Xuan，WANG Xin
（Jining Zhongyin Electrochemical CO.,Ltd.,Jining 272121，China）

This paper mainly introduces the application of graphite heat exchange equipment in the production of chlorinated benzene，and puts forward the related protection measures for the repair，installation，use and maintenance of graphite equipment.

graphite equipment；benzene chloride；repair；Install；use；protective measures

TQ051.5

B

1009－1785(2017)06-0028-02

2016-11-24