环氧氯丙烷生产中的副产氯化氢用水吸收后即为盐酸,它具有很强的腐蚀性,大大缩短了金属换热器的使用寿命。因此环氧氯丙烷生产中与氯化氢介质有关的换热器均采用了非常耐腐蚀的石墨冷凝器。
石墨冷凝器在生产中不仅有效地进行热量的交换,降低能耗,而且可以提高有关物料的收率,从而降低物耗,它在环氧氯丙烷生产中的使用,即节约了环化反应塔的蒸汽消耗,又提高了二氯丙烷的反应收率。
1、换热效果
石墨的导热系数为480. 7 J / (m·h·℃) ,而一般合金的导热系数较之低得多,如304 型不锈钢为58. 69 J / (m·h·℃) ,因而同样厚度的石墨热阻就比不锈钢热阻小,亦既传热能力要强。虽然传热过程中的管壁热阻比起流体与污垢的热阻要小得多,但这种影响有时也不容忽略。
2、使用寿命
即使是最耐腐蚀的合金,在盐酸这类强腐蚀介质中的腐蚀速度也为0. 1 mm/ a ,而石墨的腐蚀速率几乎为0 。因此,在强腐蚀性环境中,石墨冷凝器的寿命显然要比金属换热器的长。我厂1998 年投用的HE - 1AB、HE - 2 等石墨冷凝器,至今尚在正常运行中就是一个很好的实例。而其它岗位的金属换热器则需要堵漏或已经更换。
尽管石墨冷凝器的造价较高,但从我们使用状况看,环氧氯丙烷装置中的石墨冷凝器无一是由腐蚀造成换热管泄漏而报废,损坏原因大多为意外损伤。而金属换 热器即使在其它介质条件下也经常需要堵漏,在酸性介质条件下运行时,则需要经常更换,这就会造成频繁的停车,按一次停车两天计算,不计更换列管或换热器的 直接损失,仅本装置停车造成的间接损失就达250 万元之多,由此可见,石墨冷凝器不仅有着良好的换热效果,更因其高度的耐腐蚀性,使用寿命长,而防止换热器的频繁堵漏或更换造成的装置停车,使得化工装置 真正实现长期、安全、稳定运行,因而值得在化工与石化行业进一步推广。
3、实现石墨设备长期、安全、稳定、运行的条件
石墨冷凝器在运输安装过程中尤其应轻起轻放,不得与地面或其它坚硬物质碰撞,更不可用硬物敲击。在开停过程中要遵循“小心且慢”的原则,现以循环水投用及停用情况为例将过程和有关注意事项叙述如下:
(1)开停步骤
投用:打开循环水出口放空阀,然后再打开循环水出口与入口的连通阀,慢慢打开入口阀控制流量。停止:先慢慢关闭入口阀,随后再关出口阀,打开倒淋和放空阀,全部排净换热器内积存的冷却水。
(2)注意事项
①投用前必须先排尽设备内的空气。②开关入口阀必须要慢。③冬季,为搞好防冻须将换热器内循环水全部排空。④运行中操作压力不可异常波动,一旦发现波动又不能马上消除时,即应考虑设备的切除或系统停车。
总之,由于石墨冷凝器的高度耐腐蚀性、耐热性且具有良好的传热效果,因而使它在金属换热器难以胜任的腐蚀性介质条件中可以避免因换热管堵漏或临时更换 造成的频繁停车。但其造价较高,故在选用时应对使用介质,使用寿命与实际经济效益进行综合评价后再确定是否选用。而且由于石墨的抗冲击强度较低,因此在运 输、安装与具体作业时,必须严格遵循有关的操作规程,使用中要注意操作压力的波动情况,严防由压力异常波动直接导致石墨冷凝器的意外损坏,才能使石墨换热 设备在介质条件比较苛刻的化工生产中得到更为广泛的应用。