石墨換熱設備在氯化苯生產中的應用

趙玄，王鑫

（濟寧中銀電化有限公司，山東濟寧272121）

石墨換熱設備在氯化苯生產中的應用

趙玄，王鑫

（濟寧中銀電化有限公司，山東濟寧272121）

介紹了石墨換熱設備在氯化苯生產中的應用，并對石墨設備的修理、安裝、使用、維護提出了建議。

石墨設備；氯化苯；修理；安裝；使用；保護措施

1 石墨換熱設備的特性

不透性石墨是既耐腐蝕又能導熱的非金屬材料。酚醛樹脂浸澤石墨除氧化性酸和強堿外，對大部分有機物、無機物和鹽類、溶劑等均有良好的耐腐蝕性能，其導熱系數比一般碳鋼大2倍多，熱膨脹系數小，耐溫急變性能好，但機械強度較低、脆性較大。

2 石墨換熱器在氯化苯生產中的應用

由于石墨換熱對氯化苯生產中的苯、氯苯、酸介質有較好的適應性，因此在氯化苯生產中得到較為廣泛的應用，主要有以下幾個方面。

（1）氯化尾氣系統的一段、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。

根據氯化苯生產廠家實踐，粗餾和精餾崗位的回收苯及成品全凝器用碳鋼材質，壽命只有6~9個月，而采用石墨材質壽命可達3~5年。

3 石墨換熱設備的修理

3.1 石墨換熱設備施工技術要求

不透性石墨換熱設備主要有列管式、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種應用最為廣泛。進行石墨換熱器檢修施工時，應滿足以下技術要求。

（1）石墨件表面不得有溢流樹脂和樹脂瘤。

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

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

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

（5）粘結時，粘結縫擠出的膠泥在固化前及時清除干凈，膠泥固化期間，嚴禁搬動和振動。

（6）施工環境溫度以20~30℃為宜，一般不應低于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，隨管束的伸長或收縮而自由浮動，以免因石墨材質與鋼殼線膨脹系數不同而引起的拉應力使管子斷裂。

粘結組裝良好的石墨熱交換器經過一段時間使用后，經常出現填料箱與墊片的泄漏、傳熱管與管板結合的膠結縫滲漏等現象。根據設備出現故障的位置和嚴重程度，采取不同的檢修方法。

3.2.1 調整緊固螺栓

如墊片或填料箱出現輕微滲漏，可能是由于螺栓松動影響，可隨時調整，緊固一下螺栓，緊固時應均勻而對稱地用力。

3.2.2 更換填料箱填料

若填料箱泄漏嚴重，應更換填料。檢修之前，首先排除管內外物料。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，首先應打開浮頭管板封頭和填料箱壓蓋，取出填料，松開固定管板螺栓，將管束提起，把舊墊片取下，換上新墊片，安裝固定管板封頭，然后裝盤根法蘭，管外試壓后，再裝浮動管板端的封頭。

3.2.4 傳熱管與管板粘結處泄漏的檢修

傳熱管與管板粘結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的方法堵死。此方法適用于管板損壞較少的臨時性修理；換管法是將損壞的管子取出，更換成新管子，其操作如下。

（1）用長桿鉆頭將損壞的管子兩端孔板擴充，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，將粘結面用粗砂紙處理成毛面；

（3）將檢驗合格的新管兩端加工成錐面；

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

（5）常溫固化48 h，如果損壞的管子較多，用擴孔換管法會影響管板的機械強度。此時可將管束從殼體中抽出，在靠近管板的地方，把管束鋸下，將留在管板孔內的錐形管頭用銑刀銑掉，恢復管板原來的錐孔尺寸，重新進行管束組裝。

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，也采用膠合劑粘結的。塊孔石墨換熱器使用壽命長，一般不易損壞。易損壞部位主要是密封墊腐蝕滲漏和膠結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間后，由于受介質腐蝕造成滲漏，此時應予以更換。更換時先用水沖洗，將腐蝕介質清除干凈，然后松動螺絲，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，要進行修補磨平，換上新墊片，重新組裝并試壓檢驗。墊片上下面抹上一層膠合劑效果較好。

3.3.2 膠結縫滲漏檢修

局部微小滲漏可用扁鏟開出坡口，用酒精檫凈后用膠泥重新抹面。滲漏面積較大時，可以經過兩次浸漬聚合，用樹脂堵漏。如果粘結面膠泥已老化，滲漏面積又大時，則需用機械方法剖開膠結面重新加工，浸漬后再粘結。

3.3.3 兩相介質串漏的修理

個別串漏是由于石墨質地不均、局部缺陷，或由于鉆孔偏差而引起，可用堵漏的方法檢修。檢修時先用水試壓找出串孔位置，做好標記，然后經干燥除去水份，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，合格后進行組裝。如果在使用中出現多孔串漏，表明浸漬劑已被介質腐蝕，檢修時應將石墨塊體取出，重新浸漬，熱處理后，單元塊進行水試壓試驗，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經常發現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，修理時應予以調整，使石墨管受力均勻。另外由于壓緊力不足造成滲漏，由于石墨管機械強度較低，在修理時也可將石墨管用膠合劑直接粘在石墨封頭孔內。

4 石墨換熱器的安裝、使用與維護

4.1 石墨換熱器的安裝要求

（1）設備到現場試壓合格后方能安裝。

（2）設備安裝后的不垂直度應小于0.1%。

（3）石墨件的接管只能受壓應力，不能受彎曲應力。

（4）接管法蘭對外連接時不得強力安裝，緊固螺栓時應均勻對稱地用力。

（5）物料和冷卻介質含有雜質時，在進口管前安裝過濾器。

4.2 石墨換熱器的使用

石墨換熱器的使用應在規定的溫度、壓力、介質范圍內使用，不得超溫、超壓。開停車時應避免溫度、壓力驟變，停車時應及時放盡物料。做冷卻器使用時，應緩慢開啟和關閉閥門，避免沖擊。做加熱器使用時，應先通介質，然后緩慢通蒸汽，停車時則先停蒸汽，后停介質。

4.3 石墨換熱器維護檢修其他注意事項

（1）定期檢查2種介質是否發生相互串漏，發現冷卻水、冷凝水中有腐蝕介質或物料中水分含量超標時應立即停車檢查。

（2）使用過程中發現墊片、粘結縫滲漏時應及時檢修，避免腐蝕金屬物件。

（3）定期清洗，除去管壁污垢。在清洗時，應采用蒸汽吹溶法或化學法，嚴禁采用機械法。

（4）檢修時，禁止敲擊石墨件，拆墊片時不應損壞石墨件。

（5）鋼鐵件損壞后，在電氣焊接時要采用防護措施，不得損壞石墨件。

（6）定期進行設備表面防腐。

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