Проходя через теплообменный аппарат, потоки газа или жидкости при нагревании перемещаются снизу вверх, а при охлаждении — сверху вниз. При таком перемещении   происходит   естественная   конвекция   в   аппарате.
В теории теплообмена рекомендуется для достижения хорошего эффективного теплообмена соблюдать принцип направленной конвекции, когда направление естественной конвекции совпадает   с  движением   газожидкостных   потоков.    В этом случае создаются более благоприятные условия для равномерного   обтекания   потоком   теплопередающнх   поверхностей.
Соблюдение указанного принципа особенно важно при обвязке теплообменников реакторного блока, так как при этом имеет место   теплообмен   между   двухфазными   потоками.
При неправильной обвязке теплообменников из-за резкого различия физических свойств газа и жидкости может происходить избирательное движение газа и жидкости, возникновение застойных зон, в результате чего нарушается теплообмен и резко снижается теплосъем. Чтобы этого не происходило, рекомендуется при обвязке теплообменников реакторного блока газосырьевую смесь направлять в межтрубное пространство, причем поток направлять  снизу,  а  выводить через верхний  штуцер.
Газопродуктовая смесь направляется в трубное пространство через  верхний   штуцер,   а   выводится  через  нижний   штуцер.
В последнее время широкое распространение получило блокирование теплообмепных аппаратов реакторного блока. Компоновка аппаратов в блок позволяет уменьшить расход высоколегированных сталей, требуемых для обвязки трубопроводами, оптимально решить вопросы тепловой компенсации трубопроводов, уменьшить площадь для размещения аппаратуры, сократить время   строительно-монтажных   работ.
На рис. 1 приведена схема и общий вид компоновки кожухо-трубных  теплообменников  в  блок диаметром   1200  мм.
Теплообменники блоков стабилизации катализата, экстракции ароматических углеводородов п.блоков очистки газа от сероводорода служат, как правило, для теплообмена между однофазными потоками.

Рис.  1. Схема (а) и общий вид (б) компоновки теплообменников в блоке: А — неподвижная опора;  Б — пружинная опора.

 

 

 

При выборе аппаратов очень важно выбрать температурный интервал нагреваемых и охлаждаемых продуктов и подобрать скорости движения сред таким образом, чтобы при минимальных капитальных вложениях были оптимальные гидравлические сопротивления   и   соответственно   эксплуатационные   расходы.
При предварительных расчетах диаметр аппарата можно выбирать, исходя из скоростей в трубном пространстве 1,0—3,0 м/с, а  в  межтрубном  пространстве — от  0,5 до   1,0  м/с.
Поверхность теплообмена укрупненно выбирают, задаваясь определенным температурным интервалом и рекомендуемым для данных   сред   коэффициентом   теплопередачи.
При указанных скоростях коэффициент теплопередачи может составлять   от   250  до   350   Вт/(м2-К).
После выбора схемы теплообмена и определения числа аппаратов и общей поверхности теплопередачи значение коэффициента теплопередачи   уточняется   с   помощью   расчетов.
Правильность расчета теплообменников зависит от того, насколько расчетное значение коэффициента теплопередачи близко к фактическому.
Конструкция аппаратов для данных узлов выбирается в соответствии   с   требованиями   ГОСТ    14246—79.

Аппараты предусматривают перекрестное направление потоков, а так как при многократном ходе потока расчетный поправочный коэффициент приближается к единице, то для получения в целом эффективного теплообмена аппараты сдваивают, а иногда даже страивают.
Коррозионноактивные потоки, как правило, направляются в трубное пространство, а менее активные потоки (такие как стабильный катализат, рафннат и т. п.) — в межтрубное пространство.
В блоках регенерации раствора моноэтаноламина насыщенный раствор моноэтаноламина направляется в трубное пространство,   а   регенерированный   раствор — в   межтрубное.
Рекомендуемые диаметры трубок в теплообменниках — 20 мм, длина — 6000 мм,  расположение трубок — по квадрату.
Конструкция теплообменника, обычно применяемая на практике,  приведена  на   рис.2.

Рис. 2.  Теплообменник с плавающей головкой и сильфопным компенсатором:

1 — распределительная камера: 2 — трубчатая решетка; 3 — кожух; 4 — теплообменная трубка;    5 — крышка   корпуса;    6 — компенсатор;    7 — крышка    плавающей    головки; 8 — опора.