Corrosie elimineren en prestaties verbeteren: hoe Petrobas hun mantel-en-buiswarmtewisselaars verving door Alfa Laval Compabloc.

De uitdaging

"We hadden een kosteneffectieve warmtewisselaaroplossing nodig waarbij titanium en legeringen konden worden gebruikt om corrosieproblemen te voorkomen. Ook een oplossing die ruimte zou bieden voor aanpassingen in
verschillende procesfasen," legt Osmar Vallim Pedroso, Senior Engineer bij Replan, uit.

Onze oplossing

Aangezien de raffinaderij geen eerdere ervaring had met compacte warmtewisselaars, was er aanvankelijk enige terughoudendheid om deze technologieconversie door te voeren. Daarom werden alle technische aspecten van Compabloc vergeleken met shell-and-tube-oplossingen geanalyseerd voordat tot aankoop werd overgegaan.

We kozen voor compacte warmtewisselaars vanwege hun hoge efficiëntie. Ook omdat het mogelijk is om een Compabloc te installeren op een beperkte ruimte bij renovatieprojecten. Om dezelfde warmteoverdrachtscapaciteit te bereiken met shell-and-tube-eenheden is meer ruimte nodig, en de materiaal- en installatiekosten zijn veel hoger.

– zegt Osmar Vallim Pedroso.

Procesimplementatie

De eerste van Replan’s acht Compabloc-eenheden werkt als condensor in de zurewaterstripkolom. Uitgerust met titaniumplaten verving de eenheid een bestaande mantel-en-buizenwarmtewisselaar met een buizenbundel van AISI 304, die ernstige corrosieproblemen ondervond. Deze werden voornamelijk veroorzaakt door hoge gehalten aan chloriden en waterstofsulfide in de dampstroom. Sinds de installatie van de eenheid zijn er geen corrosieproblemen meer geweest.

Replan heeft later nog een Compabloc met titaniumplaten toegevoegd als herverdamper aan de onderzijde van de zurewaterstripkolom. Het compacte ontwerp en de lage statische druk die voor deze installatie vereist waren, waren belangrijke factoren bij de keuze voor Compabloc in deze toepassing.

Compabloc compacte warmtewisselaars geïnstalleerd in de Fluid Catalytic Cracking Unit van de Replan-raffinaderij van Petrobras.

De raffinaderij heeft ook twee mantel-en-buizenwarmtewisselaars vervangen door één verticale Compabloc-condensor in de dampcompressiefase, wat 20% extra warmteoverdrachtscapaciteit opleverde in een kleinere ruimte. Twee extra Compablocs, met platen van 254 SMO, werden geïnstalleerd in de naftafractie-eenheid als topcondensors.
Daarnaast zijn er drie extra Compablocs toegevoegd tijdens de modernisering van de FCC-eenheid, die elk parallel werken met bestaande mantel-en-buizenwarmtewisselaars.

Impact en voordelen

De Compabloc-warmtewisselaars van Alfa Laval boden de volgende voordelen voor de raffinaderij:

• Er zijn geen corrosieproblemen opgetreden sinds de installatie van de Alfa Laval-units.
• Vermindering van de koolwaterstofbelasting op de compressoren.
• Dankzij het compacte ontwerp, vergeleken met een mantel-en-buiswarmtewisselaar, kan de Compabloc worden geïnstalleerd waar de beschikbare ruimte beperkt is.
• De units vereisen zeer weinig onderhoud.

Alfa Laval heeft ons goed ondersteund bij het vinden van de beste oplossing. De Compablocs leveren uitstekende thermische prestaties en de onderhoudskosten zijn lager dan bij mantel-en-buiswarmtewisselaars.”

- Osmar Vallim Pedroso, Senior Engineer bij Replan