Факты на кончиках ваших пальцев: жара

1 августа 2022 г. | Капил Батла, Eastman Chemical Co.

Теплоносители (ТТФ) обеспечивают нагрев и охлаждение технологического оборудования, включая реакторы, автоклавы, ректификационные колонны, ребойлеры, смесители и сушилки. Конструкция системы HTF должна предусматривать эффективную вентиляцию системы, как остаточной воды при запуске, так и продуктов разложения во время работы.

При вводе в эксплуатацию новых систем HTF (рис. 1) первоочередное внимание должно уделяться воздействию воды: новые системы могут быть уязвимы к чрезмерному давлению остаточной воды. Типичным источником воды могут быть испытания гидростатическим давлением (проверка герметичности), проводимые в системе во время производства или на месте после технического обслуживания. Полному удалению воды могут препятствовать сифоны и перепады высот трубопроводов. Лучшие конструкции систем предусматривают прокладку трубопроводов с уклоном в сторону стратегически расположенных нижних точек дренажа. После слива воды, но перед заполнением, систему можно дополнительно высушить путем продувки теплым сухим воздухом (или азотом) через контуры системы до тех пор, пока точка росы выходящего газа не достигнет –34–40°C, что указывает на то, что влага достаточно высушена. . Пристальное внимание к процессу сушки значительно сократит время, необходимое для достижения запланированных высоких рабочих температур при запуске.

РИСУНОК 1. Системы жидкого теплоносителя необходимо удалять из систем с остаточной водой при запуске и продуктами разложения жидкости во время работы.

Перед циркуляцией убедитесь, что уровень холодной жидкости HTF в системе достаточный. Обычно на это указывает индикатор уровня жидкости в расширительном бачке (рис. 1). Затем медленно нагрейте жидкость, циркулируя по всем контурам трубопроводов, предполагая, что содержание воды может быть чрезмерным. Клапан А закрыт, а клапаны В и С открыты. HTF циркулирует через расширительный бак и нагревается чуть выше 100°C. Эта температура заставляет влагу испаряться в паровое пространство расширительного бачка. Клапан Е открыт, и поступление инертного газа вытесняет пары воды из парового пространства ниже по потоку в улавливающую емкость или факельную систему. Процесс продолжается до тех пор, пока симптомы влажности, включая кавитацию насоса, неустойчивый расход на напорной стороне насоса, а также дребезжание, стук и звуки кипения в расширительном бачке и трубе, не исчезнут.

Как только HTF будет считаться достаточно высушенным, жидкость сможет продолжать нагреваться до более высоких рабочих температур. Типичное выравнивание клапана во время нормальной работы заключается в том, что клапаны A и B открыты, а клапаны C и E закрыты. Такое расположение клапана позволяет снизить температуру в расширительном баке (обычно около 25% объема системы), где скорость его термической деградации незначительна.

В процессе эксплуатации HTF ухудшается с возрастающей скоростью по мере того, как рабочие температуры приближаются к объемному рабочему максимуму для конкретного HTF, изменяя состояние и состав HTF. Термическое разложение приводит к образованию как высококипящих соединений, которые увеличивают вязкость жидкости и возможное образование твердых частиц, которые увеличивают риск образования коксовых или засоряющих отложений, так и низкокипящих соединений, которые уменьшают вязкость жидкости и имеют температуру кипения ниже диапазона кипения. ХТФ. Кроме того, увеличение содержания низкокипящих веществ может привести к снижению температуры вспышки на 45°C и более.

Низкокипящие газы можно контролировать путем плановой вентиляции системы. Системы лучше всего вентилировать только тогда, когда концентрация низкокипящих веществ превышает рекомендуемые пределы, основанные на анализе проб жидкости.

Та же процедура выполняется при вводе в эксплуатацию новой системы, за исключением того, что необходимы более высокие температуры. Для многих органических HTF процедура вентиляции проводится при температуре жидкости от 180 до 200°C. Этот температурный диапазон поддерживает мгновенное испарение в паровую фазу и отделение низкокипящих компонентов от теплоносителя для удаления без значительных потерь компонентов HTF. Когда клапан А закрыт, а клапаны В и С открыты, вся жидкость течет через расширительный бачок. Этот процесс повышает температуру жидкости в расширительном баке и увеличивает парциальное давление низкокипящих продуктов разложения. Это позволяет низкокипящим газам переходить в паровую фазу, где их удаление поддерживается открытием клапана E. Инертный газ может использоваться для эффективного вытеснения этих паров через поверхность жидкости и из вентиляционной линии, где они могут конденсироваться. и собраны для утилизации.