المبادلات الحرارية لمصنع البتروكيماويات

كيفية اختيار مبادلات حرارية لوحية لمحطات البتروكيماويات؟ اكتشف حلول التبادل الحراري عالية الكفاءة لصناعة البتروكيماويات مع JINFAN.

تستخدم الصناعة البتروكيماوية بشكل أساسي النفط والغاز الطبيعي والفحم كمواد خام، ومن خلال سلسلة من خطوات المعالجة الكيميائية المعقدة (مثل التكسير الحفزي، والهيدروتكسير، والإصلاح الحفزي، والتحلل الحراري، إلخ)، تُنتج مجموعة متنوعة من المنتجات البتروكيميائية، وتشمل أساسًا الأوليفينات (مثل الإيثيلين، البروبلين، والبيوتين) والعطرية (مثل البنزين، والتولوئين، والزيلين). وتُستخدم هذه المنتجات البتروكيميائية في شتى جوانب الحياة الحديثة، بما في ذلك مواد التعبئة، وتصنيع السيارات، والإلكترونيات، والبناء، والمنسوجات والصناعات الخفيفة، ومكونات البطاريات والمكثفات.

العمليات التكنولوجية الرئيسية في الصناعة البتروكيماوية

1. معالجة النفط الخام إلى وقود أساسي ومواد أولية

2. إنتاج الأوليفينات/العطرية

3. تصنيع المنتجات الكيميائية النهائية

من المتوقع أن يستمر النمو في السوق العالمية للبتروكيماويات. تستهلك مصانع البتروكيماويات كميات هائلة من الطاقة، وتُستخدم مبادلات الحرارة الصفيحية على نطاق واسع في العمليات الرئيسية داخل هذه المصانع بفضل كفاءتها العالية في نقل الحرارة، وهيكليتها المدمجة، وسهولة صيانتها. تؤدي مبادلات الحرارة الصفيحية دور "ناقل الحرارة" و"منظم درجة الحرارة" في مصانع البتروكيماويات، مما يضمن إنتاجًا فعالاً ومستقرًا واقتصاديًا.

⚡ استرداد الطاقة

تسخين السوائل شديدة البرودة (مثل المواد الأولية أو الخام) باستخدام حرارة السوائل ذات درجات الحرارة العالية.

❄️ تبريد المنتجات

تبريد منتجات التفاعل ذات درجات الحرارة العالية، أو الزيوت المصنعة، أو المنتجات الوسيطة إلى درجة الحرارة المطلوبة.

🔥 تسخين المادة الأولية

تسخين المواد الأولية باستخدام وسط ناقل للحرارة قبل عملية التقطير أو التكرير أو تغذية المفاعل.

💧 وسائط الخدمات

تسخين/تبريد مياه التبريد، أو المياه الدوارة، أو زيوت نقل الحرارة.

لا تتأثر بالظروف القاسية

يُعد مبادل الحرارة اللوحي من نوع_bloc_ أكثر ملاءمة للعمليات ذات درجات الحرارة والضغط العالي في المصانع البتروكيميائية، حيث يتناسب تمامًا مع الظروف القاسية في الصناعات الثقيلة مثل تكرير النفط واستخراج الغاز. وتتيح له هيكلته الملحومة بالكامل واستخدام مواد مقاومة للتآكل (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ) التعامل مع السوائل المسببة للتآكل، وهي خاصية حيوية في معالجة المنتجات والمركبات الوسيطة البتروكيميائية.

استكشاف المزيد من الإمكانيات

كيفية اختيار مبادلات الحرارة اللوحية في مصنع بتروكيميائي

يُعد اختيار مبادل الحرارة اللوحي المناسب في مصنع بتروكيميائي عملية معقدة، تتطلب أخذ بعين الاعتبار ظروف التشغيل وخصائص السوائل والعوامل الاقتصادية ومتطلبات السلامة والصيانة.

1. التأكد من نوع هيكل مبادل الحرارة
في الأنظمة التي تتعامل مع وسائط الخدمة (ماء التبريد، البخار) والسوائل العملية ذات التآكل المنخفض/الضغط المنخفض/المخاطر المنخفضة (مثل تبادل الحرارة بين الزيت والماء)، يُوصى باستخدام مبادل حراري من النوع اللوحي المزود بحشوات نظرًا لسهولة تنظيفه، وانخفاض تكاليف الصيانة، والقدرة على التعديل المرن لمساحة تبادل الحرارة. أما في الأنظمة التي تتعامل مع سوائل ذات درجات حرارة وضغط عاليين، أو مواد شديدة السمية، قابلة للاشتعال، متفجرة أو شديدة التآكل (مثل الهيدروكربونات، المذيبات الكيميائية)، يُفضل استخدام مبادل حراري من النوع اللوحي الملحوم لإزالة خطر تسرب الحشوات وضمان مستوى أعلى من السلامة والموثوقية.

2. تأكيد ظروف التشغيل والمعايير التصميمية
يجب تأكيد المعايير الرئيسية مثل معدل التدفق، ودرجات حرارة الدخول والخروج، والضغط التصميمي، ودرجة الحرارة التصميمية، وهبوط الضغط المسموح به.
يحدد معدل التدفق عدد وحجم قنوات مبادل الحرارة.
تحدد درجات حرارة الدخول والخروج مساحة تبادل الحرارة.
يحدد الضغط/درجة الحرارة التصميمية سماكة الصفيحة، ونوع الحشوة، والمواد المستخدمة.
يحدد انخفاض الضغط المسموح به نوع تجعيد الصفيحة وتركيبة قناة التدفق.

3. تأكيد خصائص السوائل ومادة مبادل الحرارة
تؤثر خصائص الوسط تأثيراً مباشراً على مواد الصفائح والختم. بالنسبة للوسائط شديدة التآكل، يجب اختيار سبائك خاصة (مثل التيتانيوم، هاستيلوي C276، 254SMO). أما بالنسبة للسوائل التي يسهل ترسب الرواسب عليها (مثل تلك التي تحتوي على جزيئات صلبة أو ذات لزوجة عالية)، فيجب اختيار أنواع صفائح ذات تباعد أكبر بين تجعديها. ويجب اختيار مادة الحشوة مع مراعاة توافقها الكيميائي مع الوسط ودرجة حرارة التشغيل.

4. تأكيد نوع الصفيحة وكميتها
النواة الأساسية للاختيار هي حساب وتحديد مساحة التبادل الحراري المطلوبة. بناءً على مساحة التبادل الحراري، يتم اختيار نوع الصفيحة وعدد الصفائح، وتحديد تركيبة قناة التدفق (قناة واحدة، قنوات متعددة، إلخ) لتلبية متطلبات انخفاض الضغط المسموح به للسائل.

5. الاعتبارات الاقتصادية وصيانة النظام
ركّز على تحقيق وفورات في تكاليف التشغيل على المدى الطويل من خلال استرداد الحرارة بكفاءة. اختر العلامات التجارية والطرازات المتوافقة مع معدات المصنع الحالية أو التي تتوفر لها قطع غيار بسهولة. بالنسبة للسوائل المعرضة للتَقَشُّر، فكّر فيما إذا كان من الممكن تنظيفها داخليًا (CIP)، أو اختر الطرازات التي يمكن تفكيكها بسهولة.

مقارنة أنواع مختلفة من مبادلات اللوح في المصانع البتروكيميائية

نوع	خصائص النواة	التطبيقات النموذجية في المصانع البتروكيميائية	أساسيات الاختيار والاستخدام
PHE مزود بختم مطاطي	يستخدم ختمًا من الحشوات بين الألواح، مما يسمح بالتفكيك السهل في أي وقت.	• وسائط الخدمة: ماء التبريد، تبادل الحرارة بين الزيت الساخن والماء. • العمليات غير الحرجة: مثل تبريد زيت التزييت، واسترداد الحرارة للسوائل منخفضة الضغط ومنخفضة الخطورة.	سهل الصيانة والتنظيف، وتكلفة نسبية منخفضة. مناسب للوسائط النظيفة، والضغط/درجة الحرارة المعتدلين، والتطبيقات التي تتطلب تنظيفًا دوريًا بسبب الترسبات.
مُبادل حراري لوحي نصفي ملحوم	يتم لحام أزواج الألواح معًا (بدون حشوات)، ولكن تُستخدم حشوات بين أزواج الألواح.	• دوائر التبريد: تُستخدم كمُبَرِّدات أو مكثفات في وحدات التبريد الكبيرة في الصناعات البتروكيماوية. • الوسائط الخطرة أو المسببة للتآكل: إحدى الجهتين تحتوي على سائل خطر عالي أو مسبب للتآكل (الجهة الملحومة)، بينما الجهة الأخرى تحتوي على سائل آمن (الجهة ذات الغasket).	عالية من حيث السلامة والموثوقية. يعزل اللحام السائل الخطر، مما يقلل من خطر تسرب الغasket، مع الحفاظ في الوقت نفسه على إمكانية الفك لتنظيف الجهة الآمنة.
مبادل حرارة بفجوة واسعة	تبلغ فجوة قناة التدفق بين الصفائح أكثر اتساعًا مقارنة بمبادلات الحرارة التقليدية.	• السوائل عالية اللزوجة: مثل زيت الوقود الثقيل، والبارافين الرخو، وزيت الوقود. • السوائل التي تحتوي على جسيمات أو ألياف: مثل مسحوق العامل المساعد، أو الوسائط شبيهة الطين.	تقلل القنوات الواسعة بشكل فعال من الانسداد والتلوث. مناسبة للسوائل القذرة الصعبة المعالجة وللسوائل عالية اللزوجة، وتضمن تشغيلًا مستمرًا.
Bloc PHE	تُلحَم صفائح متعددة معًا لتشكيل كتلة صلبة/نواة، وعادة ما تكون ملحومة بالكامل.	• السوائل ذات درجات الحرارة والضغط العالي: مثل تبادل الحرارة بين الزيوت عند درجات حرارة عالية، والتكثيف فوق البرج عند ضغط عالٍ. • الغازات المسببة للتآكل أو الخطرة.	مقاومة عالية للضغط ودرجة الحرارة. توفر البنية الملحومة أعلى مستوى من الأمان والختم، وهي مناسبة للظروف العملية القاسية، ولكن التنظيف والصيانة يصعبان.
مكثف اللوحة	تمييز وظيفي، تحويل السوائل الغازية إلى شكل سائل.	• التكثيف فوق عمود التقطير/التقسيم: تكثيف تيار البخار. • استرجاع المذيبات: تكثيف واستعادة أبخرة المذيبات من الغازات الناتجة عن العمليات.	يستفيد من كفاءة انتقال الحرارة العالية في مبادلات الحرارة من النوع اللوحي لتحقيق تغيير طور سريع وكامل، وبالتالي استرداد المواد القيّمة. ويمكن استخدام الأنواع الملحومة بالكامل أو شبه الملحومة.
لوحة التبخير	تمييز وظيفي، يتسبب في تحوّل السوائل إلى حالة بخارية.	• أنظمة التبريد: تبخير مبردات (مثل البروبان، الإيثيلين) في وحدات التبريد العميقة منخفضة الحرارة في الصناعات البتروكيماوية. • المعيدات: تُستخدم لتسخين قاع أعمدة التقطير لتوليد أبخرة القاع.	توفر معامل انتقال حرارة عاليًا لتحويل السائل إلى غاز بكفاءة، وتُستخدم على نطاق واسع في دوائر التبريد الكبيرة.
مبدد حرارة مقاوم للتآكل	ليس هيكلًا محددًا، بل يشير إلى اختيار المادة المصنوع منها مبادل الحرارة.	• معالجة الوسائط الحمضية: مثل النفط الخام الحمضي، وثاني أكسيد الكربون الرطب، والماء الحمضي. • البيئات التي تحتوي على الكلوريد: المصانع القريبة من مياه البحر أو الوسائط التي تحتوي على أيونات الكلوريد.	يتم اختيار سبائك خاصة (مثل التيتانيوم، هاستيلوي، والفولاذ الأوستنيتي الفائق 254SMO) لضمان التشغيل الآمن طويل الأمد في الوسائط المسببة للتآكل، ومنع التسرب وإيقاف التشغيل غير المخطط له.

نصيحة: الحسابات العملية الاحترافية وتحليل ظروف التشغيل هما المفتاح لضمان الاختيار الصحيح وتشغيل النظام بكفاءة. اتصل بنا

لماذا تختار JINFAN لمصنعك البتروكيماوي؟

حلول تبادل حراري فعّالة، وآمنة، ومتينة، وسهلة الصيانة
تمتلك JINFAN فريقًا احترافيًا من المهندسين القادرين على إجراء حسابات هندسية دقيقة واختيارات مخصصة بناءً على الخصائص الديناميكية الحرارية لسوائل العمليات المحددة للعميل، والهبوط المسموح به في الضغط، ومقاومة الترسبات الحرارية، مما يضمن مطابقة أداء المعدات بشكل تام لمتطلبات العملية.

تواصل معنا