石墨換熱設(shè)備在氯化苯生產(chǎn)中的應(yīng)用

趙玄，王鑫

（濟(jì)寧中銀電化有限公司，山東濟(jì)寧272121）

石墨換熱設(shè)備在氯化苯生產(chǎn)中的應(yīng)用

趙玄，王鑫

（濟(jì)寧中銀電化有限公司，山東濟(jì)寧272121）

介紹了石墨換熱設(shè)備在氯化苯生產(chǎn)中的應(yīng)用，并對(duì)石墨設(shè)備的修理、安裝、使用、維護(hù)提出了建議。

石墨設(shè)備；氯化苯；修理；安裝；使用；保護(hù)措施

1 石墨換熱設(shè)備的特性

不透性石墨是既耐腐蝕又能導(dǎo)熱的非金屬材料。酚醛樹(shù)脂浸澤石墨除氧化性酸和強(qiáng)堿外，對(duì)大部分有機(jī)物、無(wú)機(jī)物和鹽類(lèi)、溶劑等均有良好的耐腐蝕性能，其導(dǎo)熱系數(shù)比一般碳鋼大2倍多，熱膨脹系數(shù)小，耐溫急變性能好，但機(jī)械強(qiáng)度較低、脆性較大。

2 石墨換熱器在氯化苯生產(chǎn)中的應(yīng)用

由于石墨換熱對(duì)氯化苯生產(chǎn)中的苯、氯苯、酸介質(zhì)有較好的適應(yīng)性，因此在氯化苯生產(chǎn)中得到較為廣泛的應(yīng)用，主要有以下幾個(gè)方面。

（1）氯化尾氣系統(tǒng)的一段、二段冷凝器；

（2）粗餾全凝器；

（3）精餾全凝器、真空冷凝器；

（4）噴淋吸收冷凝器；

（5）二中塔全凝器。

根據(jù)氯化苯生產(chǎn)廠家實(shí)踐，粗餾和精餾崗位的回收苯及成品全凝器用碳鋼材質(zhì)，壽命只有6~9個(gè)月，而采用石墨材質(zhì)壽命可達(dá)3~5年。

3 石墨換熱設(shè)備的修理

3.1 石墨換熱設(shè)備施工技術(shù)要求

不透性石墨換熱設(shè)備主要有列管式、塊孔式、板室式、噴淋式、插入式及夾套冷卻等幾種形式，以前3種應(yīng)用最為廣泛。進(jìn)行石墨換熱器檢修施工時(shí)，應(yīng)滿足以下技術(shù)要求。

（1）石墨件表面不得有溢流樹(shù)脂和樹(shù)脂瘤。

（2）石墨件的粘結(jié)面不得有灰塵、油污和殘余樹(shù)脂，粘結(jié)表面需用粗砂紙打成毛面。

（3）粘結(jié)面必須嚴(yán)密無(wú)氣孔，粘結(jié)劑選用正確，壓緊后粘結(jié)縫膠合劑厚度為0.5~1.0 mm，粘結(jié)縫如有砂眼、氣孔必須鏟平修補(bǔ)。

（4）石墨件表面的殘缺、裂紋、疤痕可用膠泥修補(bǔ)，不能影響密封性能和機(jī)械強(qiáng)度。

（5）粘結(jié)時(shí)，粘結(jié)縫擠出的膠泥在固化前及時(shí)清除干凈，膠泥固化期間，嚴(yán)禁搬動(dòng)和振動(dòng)。

（6）施工環(huán)境溫度以20~30℃為宜，一般不應(yīng)低于15℃。

3.2 浮頭列管石墨熱交換器的修理

浮頭列管式石墨換熱器由殼體（鋼制）和石墨管束及上下封頭（蓋板）組成。管束固定在石墨板和浮頭上，浮頭在殼體中可因溫度變化，隨管束的伸長(zhǎng)或收縮而自由浮動(dòng)，以免因石墨材質(zhì)與鋼殼線膨脹系數(shù)不同而引起的拉應(yīng)力使管子斷裂。

粘結(jié)組裝良好的石墨熱交換器經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后，經(jīng)常出現(xiàn)填料箱與墊片的泄漏、傳熱管與管板結(jié)合的膠結(jié)縫滲漏等現(xiàn)象。根據(jù)設(shè)備出現(xiàn)故障的位置和嚴(yán)重程度，采取不同的檢修方法。

3.2.1 調(diào)整緊固螺栓

如墊片或填料箱出現(xiàn)輕微滲漏，可能是由于螺栓松動(dòng)影響，可隨時(shí)調(diào)整，緊固一下螺栓，緊固時(shí)應(yīng)均勻而對(duì)稱(chēng)地用力。

3.2.2 更換填料箱填料

若填料箱泄漏嚴(yán)重，應(yīng)更換填料。檢修之前，首先排除管內(nèi)外物料。然后松掉壓蘭固定螺栓，并用頂絲將壓蘭頂出，取出更換的填料，放入新填料，再用壓蘭壓緊，均勻地鎖緊固定螺栓。

3.2.3 更換墊片

如兩端封頭的墊片損壞，只要將封頭的連接螺栓松開(kāi)就可以更換。如果是固定管板與殼體法蘭間的墊片損壞，首先應(yīng)打開(kāi)浮頭管板封頭和填料箱壓蓋，取出填料，松開(kāi)固定管板螺栓，將管束提起，把舊墊片取下，換上新墊片，安裝固定管板封頭，然后裝盤(pán)根法蘭，管外試壓后，再裝浮動(dòng)管板端的封頭。

3.2.4 傳熱管與管板粘結(jié)處泄漏的檢修

傳熱管與管板粘結(jié)處泄漏的檢修方法有塞法和換管法兩種。

填塞法是利用和管板孔徑相等的石墨塞，將損壞的管子兩端管板孔用膠結(jié)的方法堵死。此方法適用于管板損壞較少的臨時(shí)性修理；換管法是將損壞的管子取出，更換成新管子，其操作如下。

（1）用長(zhǎng)桿鉆頭將損壞的管子兩端孔板擴(kuò)充，鉆頭直徑比管徑大1.5~2.0 mm，取出需更換的管子；

（2）清除孔壁灰塵，將粘結(jié)面用粗砂紙?zhí)幚沓擅妫?/p>

（3）將檢驗(yàn)合格的新管兩端加工成錐面；

（4）將浮動(dòng)管板孔內(nèi)壁與管端涂上膠合劑，從固定管板端將管子穿入浮動(dòng)管板，穿入深度為50 mm，然后在固定管板孔內(nèi)壁與管端涂上膠合劑，兩端已擴(kuò)大的管板孔用石墨短管管子與管板粘結(jié)在一起；

（5）常溫固化48 h，如果損壞的管子較多，用擴(kuò)孔換管法會(huì)影響管板的機(jī)械強(qiáng)度。此時(shí)可將管束從殼體中抽出，在靠近管板的地方，把管束鋸下，將留在管板孔內(nèi)的錐形管頭用銑刀銑掉，恢復(fù)管板原來(lái)的錐孔尺寸，重新進(jìn)行管束組裝。

3.3 塊孔式石墨換熱器的修理

塊孔式石墨熱交換器是有布滿孔的石墨塊同蓋板或筒體組成。石墨塊間多用密封墊連接，也采用膠合劑粘結(jié)的。塊孔石墨換熱器使用壽命長(zhǎng)，一般不易損壞。易損壞部位主要是密封墊腐蝕滲漏和膠結(jié)縫處膠泥腐蝕滲漏等，檢修方法可采用以下幾種。

3.3.1 更換密封墊

密封墊片在使用一段時(shí)間后，由于受介質(zhì)腐蝕造成滲漏，此時(shí)應(yīng)予以更換。更換時(shí)先用水沖洗，將腐蝕介質(zhì)清除干凈，然后松動(dòng)螺絲，取下物料蓋板，將舊墊片除去，檢查石墨塊密封面，如有影響密封的缺陷，要進(jìn)行修補(bǔ)磨平，換上新墊片，重新組裝并試壓檢驗(yàn)。墊片上下面抹上一層膠合劑效果較好。

3.3.2 膠結(jié)縫滲漏檢修

局部微小滲漏可用扁鏟開(kāi)出坡口，用酒精檫凈后用膠泥重新抹面。滲漏面積較大時(shí)，可以經(jīng)過(guò)兩次浸漬聚合，用樹(shù)脂堵漏。如果粘結(jié)面膠泥已老化，滲漏面積又大時(shí)，則需用機(jī)械方法剖開(kāi)膠結(jié)面重新加工，浸漬后再粘結(jié)。

3.3.3 兩相介質(zhì)串漏的修理

個(gè)別串漏是由于石墨質(zhì)地不均、局部缺陷，或由于鉆孔偏差而引起，可用堵漏的方法檢修。檢修時(shí)先用水試壓找出串孔位置，做好標(biāo)記，然后經(jīng)干燥除去水份，用加工好的浸漬石墨圓棒涂上膠泥將孔填塞，待膠泥硬化后試壓檢查，合格后進(jìn)行組裝。如果在使用中出現(xiàn)多孔串漏，表明浸漬劑已被介質(zhì)腐蝕，檢修時(shí)應(yīng)將石墨塊體取出，重新浸漬，熱處理后，單元塊進(jìn)行水試壓試驗(yàn)，合格后重新組裝，總體試壓。

3.3.4 石墨管和石墨封頭之間密封墊滲漏

塊孔石墨換熱器在使用中還會(huì)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)冷凝液出口石墨管和石墨封頭之間密封墊滲漏，主要是安裝偏斜引起的，修理時(shí)應(yīng)予以調(diào)整，使石墨管受力均勻。另外由于壓緊力不足造成滲漏，由于石墨管機(jī)械強(qiáng)度較低，在修理時(shí)也可將石墨管用膠合劑直接粘在石墨封頭孔內(nèi)。

4 石墨換熱器的安裝、使用與維護(hù)

4.1 石墨換熱器的安裝要求

（1）設(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)試壓合格后方能安裝。

（2）設(shè)備安裝后的不垂直度應(yīng)小于0.1%。

（3）石墨件的接管只能受壓應(yīng)力，不能受彎曲應(yīng)力。

（4）接管法蘭對(duì)外連接時(shí)不得強(qiáng)力安裝，緊固螺栓時(shí)應(yīng)均勻?qū)ΨQ(chēng)地用力。

（5）物料和冷卻介質(zhì)含有雜質(zhì)時(shí)，在進(jìn)口管前安裝過(guò)濾器。

4.2 石墨換熱器的使用

石墨換熱器的使用應(yīng)在規(guī)定的溫度、壓力、介質(zhì)范圍內(nèi)使用，不得超溫、超壓。開(kāi)停車(chē)時(shí)應(yīng)避免溫度、壓力驟變，停車(chē)時(shí)應(yīng)及時(shí)放盡物料。做冷卻器使用時(shí)，應(yīng)緩慢開(kāi)啟和關(guān)閉閥門(mén)，避免沖擊。做加熱器使用時(shí)，應(yīng)先通介質(zhì)，然后緩慢通蒸汽，停車(chē)時(shí)則先停蒸汽，后停介質(zhì)。

4.3 石墨換熱器維護(hù)檢修其他注意事項(xiàng)

（1）定期檢查2種介質(zhì)是否發(fā)生相互串漏，發(fā)現(xiàn)冷卻水、冷凝水中有腐蝕介質(zhì)或物料中水分含量超標(biāo)時(shí)應(yīng)立即停車(chē)檢查。

（2）使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)墊片、粘結(jié)縫滲漏時(shí)應(yīng)及時(shí)檢修，避免腐蝕金屬物件。

（3）定期清洗，除去管壁污垢。在清洗時(shí)，應(yīng)采用蒸汽吹溶法或化學(xué)法，嚴(yán)禁采用機(jī)械法。

（4）檢修時(shí)，禁止敲擊石墨件，拆墊片時(shí)不應(yīng)損壞石墨件。

（5）鋼鐵件損壞后，在電氣焊接時(shí)要采用防護(hù)措施，不得損壞石墨件。

（6）定期進(jìn)行設(shè)備表面防腐。

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