Установка первичной переработки нефти Игровской нефти верейского горизонта

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

  «Астраханский государственный  технический университет»

 

 

Кафедра «Химической  технологии нефти и газа»

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 
по дисциплине «Первичная переработка  нефти и газа»

 на тему «Установка первичной переработки нефти Игровской нефти верейского горизонта»

 

 

 

 

 

 

 

 

     Выполнил:

                                                                                                               студент группы ДХТ- 42

              Шубин В.Е.

       Руководитель  проекта:

                                  к.т.н.  Лаврентьева Т.А.

 

 

 

Астрахань, 2011 
СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

Башкирия — одна  из богатейших   нефтяных  областей Советского Союза. На ее территории открыты десятки месторождений, имеющих промышленное значение, из которых такие, как Туймазинское, Шкаповское, Арланское обладают очень большими запасами нефти.

Нефтеносные районы Башкирии расположены в восточной части  Русской платформы, примыкающей  к Уральской складчатой системе. Основные месторождения размещены в платформенной части в пределах Татарского свода и его краевой части, расположенного на территории Татарии и захватывающего западные районы Башкирии (Туймазы, Серафимовка, Шкапово).

Нефти Башкирской АССР являются сернистыми и высокосернистыми, высокосмолистыми и сравнительно тяжелыми. Плотность их колеблется от 0,846 до 0,918, содержание силикагелевых смол — от 9 до 27%, а серы — от 1,44 до 4,53%.

Наиболее сернистыми являются нефти месторождений северо-западной части республики, содержание серы в которых превышает 3% и даже достигает 4,5%. Это месторождения «Большого Арлана» и группа месторождений в Чекмагушском районе (Чекмагушское, Карача-Елгинское, Щелкановское и другие). Характерным для нефтей Башкирии, кроме того, является высокое содержание металлов, причем в нефтях с большим содержанием серы наблюдается более высокое содержание металлов.

Потенциальное содержание бензиновых дистиллятов в нефтях изменяется от 14 до 30%. Менее богаты ими нефти северо-западных месторождений (14 —18%). Эти дистилляты низкооктановые — октановое число по моторному методу для бензинов большинства нефтей находится в пределах 39—45 пунктов. Только из некоторых нефтей получаются бензины с более высокими октановыми числами: бензин из кумертауской нефти имеет октановое число в чистом виде 52,3, из карачаелгинской — 49,5.

Товарные керосины можно  вырабатывать из некоторых нефтей (туймазинская, сергеевская, шкаповская). Из более  сернистых нефтей получаются керосины с высоким содержанием общей серы (0,4—1,5%), а из некоторых нефтей и с высоким содержанием меркаптановой серы (0,009 —0,036%).

Для производства дизельного топлива типа «летнего» с содержанием  общей серы не более 1% пригодна только туймазинская девонская нефть. При  неполном отборе  от потенциала товарное дизельное, топливо можно получить из сергеевской и шкаповской нефтей.

Из некоторых высокосернистых  нефтей возможно получение компонента дизельного топлива с содержанием серы не более 1%, но при условии существенного   облегчения фракционного состава.

Выход таких облегченных дистиллятов  зависит от содержания общей серы в нефти и колеблется от 6 до 13%.

В дистиллятах дизельного топлива  преобладают парафиновые углеводороды, что обусловливает их высокие  цетановые числа — от 45 до 55.

Из нефтей Башкирии могут быть получены топочные мазуты различных марок. Однако в мазутах марки 200, полученных из воядинской, чекмагушской, девонской, волковской и кумертауской нефтей, содержание серы превышает норму  ГОСТ, а из шелкановской и карачаелгинской нефтей нельзя вырабатывать топочные мазуты стандартных качеств по содержанию серы, так как уже в сырых нефтях содержание серы выше, чем нормируется ГОСТ 10585—63 для топочных мазутов из высокосернистых нефтей.

История переработки нефти насчитывает около двух столетий. Первые сведения о перегонке нефти в кубе и её осветлении относятся к середине XVIII века. В 1745 г. в районе Ухты был построен первый куб для перегонки нейти. По своим масштабам это производство было ничтожным, но большинство историков рассматривают его как начальный момент в истории мировой и отечественной переработки нефти.

Задача первичной переработки  нефти – разделить отдельные  фракции без изменения их природного состава, она включает два этапа  технологии – глубокое обезвоживание и обессоливание нефти, и собственно дистилляцию нефти на фракции. При этом получаемые дистилляты составляют три группы продуктов – светлые дистилляты (3-4 фракции, выкипающие в интервале от   25-30 ºС до  350 ºС), средние дистилляты (2-3 фракции, выкипающие от 350 ºС до 500-550 ºС) и остаток (гудрон), кипящий выше 500-550 ºС.

Процесс прямой перегонки  проводится в установках трубчатого типа, которые включают трубчатые  печи различного типа, ректификационные и отпарные колонны, теплообменники и холодильники.

Продуктами прямой перегонки  на установках АТ являются моторные топлива (бензин, авиационный керосин), дизельное  топливо и значительное количество остатка – мазута. На установках АВТ на второй ступени подвергается разгонке мазут с образованием смазочных  масел и остатки – гудрона, перерабатываемого в битум, пек, нефтяной кокс. Этим на установках АВТ достигается большая глубина переработки нефти, нежели на установках АТ.

 

 

 
I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

1.1 Основы  первичной перегонки нефти

 

Фракционным составом обычно называют зависимость количества выкипающего продукта от повышения температуры кипения. Такая зависимость имеет место для любых смесей разнокипящих веществ с определенной температурой кипения такой зависимости нет, так как вещество начинает кипеть и полностью выкипает при одной и той же температуре, называемой температурой кипения.

В основе всех методов  определения фракционного состава  нефти лежит дистилляция нефти  – тепловой процесс испарения  и конденсации углеводородов  нефти, в результате которого нефть разделяется на фракции с различными интервалами кипения. Такой процесс может быть реализован в двух вариантах – однократным испарением (ОИ)  и сочетанием ОИ с ректификацией.

Дистилляция однократным испарением присуща обеим из указанных вариантов, но как самостоятельный вариант используется для грубого (нечеткого) разделения нефти на фракции. Сущность её в том, что нефть нагревают до определенной температуры и при определенном давлении направляют в испарительную камеру, где образовавшиеся при нагреве нефти пары легких углеводородов отделяют от неиспарившихся тяжелых углеводородов. Оба  эти потока выводятся из испарительной камеры, конденсируются и охлаждаются.

Многократная  перегонка. Если в процессе ОИ нефть можно разделить на две фракции – паровую фазу и остаток, то многоступенчатой перегонкой нефть можно разделить на несколько дистиллятных фракций и остаток. Реализуется такая перегонка последовательной середой процессов однократного испарения или однократной конденсации. В первом случае нефть нагревают до температуры, обеспечивающей испарение легких фракций, и после ОИ при этой температуре паровую фазу конденсируют.  Остаток первой ступени ОИ далее снова нагревают до температуры, обеспечивающей испарение средних фракций и после отделения паровой фазы от жидкой, первую конденсируют и выводят как керосиновую фракцию. Остаток второй ступени ОИ далее нагревают до температуры, обеспечивающей испарение тяжелых фракций, и вновь процессом ОИ отделяют паровую фазу и ее конденсируют. Таким образом, получают три дистиллятные фракции нефти и остаток выше 350 °C – мазут. Четкость разделения этих фракций, как и при одноступенчатом ОИ – наименьшая. Такое же многоступенчатое разделение нефти можно осуществить другим путем – нагреть в печи до максимально возможной температуры, обеспечивающей испарение всех фракций кипящих до 350 °C – мазут. Паровую же фазу в этом случае подвергнуть двум ступеням однократной конденсации (ОК) – на второй ступени температура ОК поддерживается такой, чтобы из паровой фазы парциально сконденсировались дизельные фракции, а на третьей ступени ОК – керосиновые. Бензиновые фракции покинут третью ступень в паровой фазе и будут полностью сконденсированы вне третьей ступени. Именно такой вариант многоступенчатого разделения нефти по своему принципу лежит в основе современной технологии первичной перегонки нефти.

Перегонка с  ректификацией (дистилляция) – это процесс однократного испарения сочетающийся с концентрацией легколетучих компонентов в паровой фазе (дистилляте), а тяжелых компонентов – в жидкой фазе (остатке). Достигается это тем, что на пути поднимающихся кверху паров и стекающей вниз жидкой фазы устанавливаются каскад контактных устройств, на которых происходит массообмен между паровой и жидкой фазами. В итоге, паровая фаза обогащается легкокипящими компонентами, а жидкая фаза – тяжелыми компонентами. Схема ректификационного разделения нефти на две фракции – ректификат  и остаток осуществляется в простой ректификационной колонне и включает:

        • Нагрев нефти в печи до определенной температуры;
  • Однократное испарение нефти и отделение паровой фазы от жидкой;
  • Ректификацию паровой фазы в укрепляющей части колонны;
  • Ректификацию жидкой фазы нефти в отгонной части колонны.

Кроме нагрева нефти  в печи, остальные стадии осуществляются в одной колонне, где пространство между укрепляющей частью выполняет роль испарителя и называется питательной частью колонны. Если нефть надо разделить на более чем две фракции, то это реализуется в сложных колоннах, где отводимого сверху легкого ректификата сбоку в жидкой фазе через отпарные боковые колонны (стриппинги) выводят еще 2-3 дистиллята, а снизу колонны – остаток.

1.2 Факторы, определяющие выход и качество конечных дистиллятов

1.2.1 Температурный  режим ректификационный колонны

 

Температурный режим  является одним из основных параметров процесса, изменением которого регулируется качество продуктов ректификации. Важнейшими точками контроля являются температуры поступающего сырья и продуктов ректификации, покидающих ректификационную колонну. При расчете ректификации бинарных смесей температуру паров ректификата и жидкого остатка можно определить по изобарным температурным кривым.

При расчёте ректификационных колонн для разделения нефтей и нефтяных фракций температурный режим  определяют при помощи кривых однократного испарения (ОИ). Чем легче перегоняемая нефть, чем более пологая кривая ОИ и чем меньше давление в испарителе и заданная доля отгона, тем ниже температура нефти на входе в колонну. Как показала практика работы трубчатых установок, перегонка нефти при атмосферном давлении ведется при температурах на входе сырья в ректификационную колонну 320-360 ºС. Перегонка мазутов ведется в вакууме и при температуре на выходе из печи не выше 440 ºС. Температура нагрева мазута в печи лимитируется его возможным разложением и ухудшением качества получаемых масляных дистиллятов (вязкости, температуры вспышки, цвета и др.).

Температуру боковых  погонов определяют по нулевой точке  на ОИ для отбираемых дистиллятов  с учетом их парциального давления. В зависимости от фракционного состава  получаемых продуктов, давлении в ректификационной колонне и количества вводимого водяного пара температуры боковых погонов из колонны примерно следующие: лигройного дистиллята 105-135 ºС, керосинового 165-225 ºС, дизельного 210-265 ºС. В вакуумных колоннах эти температуры составляют: для солярового дистиллята 220-265 ºС, веретенного 245-270 ºС, машинного 270-290 ºС, лёгкого цилиндрового 290-320 ºС, тяжёлого цилиндрового 320-360 ºС.

Температура нефтяных паров  зависит также от давления в колонне  и расхода водяного пара. Её определяют по 100%-ной точке на кривой ОИ с учетом парциального давления смеси этих паров с водяным паром. В отсутствии водяного пара при атмосферном давлении эта температура приближенно равна температуре 75% отгона по кривой ОИ для данного продукта.

Температура остатка  для колонн, работающих с вводом водяного пара, примерно на 20-40 ºС ниже температуры в питательной секции колонны.

 

1.2.2 Давление в колонне и расход водяного пара

 

Давление в колонне  поддерживают ниже или выше атмосферного, если необходимо соответственно понизить или повысить температуры отбираемых из колонны продуктов.

Так, перегонку мазута осуществляют в колоннах при глубоком вакууме, что позволяет проводить  ректификацию при сравнительно невысоких  температурах и избежать значительного термического разложения продуктов, которое было бы при атмосферном давлении и температурах выше 500 ºС.

С другой стороны, повышение  давления позволяет осуществлять ректификацию низкомолекулярных углеводородов, например пропана и бутанов, при  температурах вверху колонны 45-55 ºС, когда конденсация паров обеспечивается водой, а не специальными хладагентами, как при атмосферном давлении. Необходимо иметь ввиду, что повышение давления в колонне позволяет повысить удельную производительность колонны по парам.

Таким образом, выбор  давления для процесса ректификации требует в каждом конкретном случае соответствующего обоснования.

Давление в различных  сечениях данной колонны зависит  также от величины гидравлических сопротивлений, возникающих при прохождении  паров через тарелки, т.е. от конструкции тарелок, гидравлического затвора и удельного расхода жидкости.

Из опыта работы следует, что в среднем перепад давления на одну тарелку составляет: в атмосферных  колоннах 5-10, а в вакуумных 1,5-3 мм рт.ст.

Действие водяного пара аналогично действию вакуума, такт как по закону Дальтона водяной пар понижает парциальное давление нефтяных паров и позволяет жидкому нефтепродукту испаряться при более низкой температуре.

Расход водяного пара на атмосферных трубчатых установках обычно составляет 1,2-1,5 вес. %; на вакуумных 5-8 вес. % от перегоняемого сырья.

1.3 Основные аппараты и оборудование АВТ установок

1.3.1 Основные типы ректификационных колонн

 

Массообменные, или диффузионные, процессы наиболее распространены на газоперерабатывающих заводах. Технологическое  назначение их весьма разнообразно, однако сущность всех процессов массообмена  заключается главным образом  в разделении смесей посредством  переноса вещества из одной фазы в другую путем диффузии. Диффузионные процессы обратимы, их направление определяется законами фазового равновесия, фактическими концентрациями в массообменивающихся фазах, а также температурой и давлением, при которых осуществляется процесс.

На технологических  установках АГПЗ (на установках абсорбционной (гликолевой) осушки газа, установках абсорбционной  очистки газа от кислых компонентов, установках стабилизации конденсата) осуществляется сепарация газа от кислых компонентов (Н2S, СO2), кислой воды, и переработка газового конденсата (из него выделяют целевые продукты - бензин, дизельное топливо, мазут, сжиженные газы и т.д.).

Аппараты колонного  типа представляют собой цилиндрические сосуды вертикального типа, сделанные  из материалов, устойчивых к действию обрабатываемых веществ, и рассчитанные на соответствующее давление. Они оборудуются штуцерами, люками-лазами, патрубками и другими приспособлениями, необходимыми для эксплуатации колонны при заданном режиме и проведении ремонтно-монтажных работ. Основные размеры колонны (высота и диаметр, число тарелок, размеры штуцеров, патрубков, число предохранительных клапанов и др.) определяются технологическими, термодинамическими, гидравлическими и механическими расчетами. Размеры колонн зависят от состава обрабатываемых продуктов, давления, температуры, системы орошения и других факторов.

Каждый массообменный  аппарат носит наименование конкретного, целенаправленного массообменного процесса. Так, например:  
- ректификационная колонна - это аппарат, в котором происходит процесс ректификации, т.е. массообмен между жидкой и паровой фазами для четкого разделения компонентов на практически чистые фракции, различающиеся температурой кипения. Диффузионный процесс разделения жидкостей ректификацией возможен при условии, что температуры кипения жидкостей различны. Для осуществления диффузии пары и жидкости должны как можно лучше контактировать между собой, двигаясь в ректификационной колонне навстречу друг другу: жидкость под собственным весом сверху вниз, пары — снизу вверх. Из свойств равновесной системы известно, что при контактировании неравновесных паровой и жидкой фаз система стремиться к состоянию равновесия в результате массообмена и теплообмена между этими фазами. Следовательно, для протекания ректификации необходимо, чтобы контактируемые жидкость и пары при одном и том же давлении не были равновесными. Иными словами, нужно, чтобы температура жидкости была ниже температуры паров.

Тарельчатые колонны. Классическими типами колонных аппаратов, получивших наиболее широкое распространение, являются тарельчатые и насадочные колонны. Конструкции тарельчатых колонн весьма разнообразны. Это объясняется большим ассортиментом перерабатываемого сырья, широким диапазоном производительности и различным гидравлическим режимом колонн. Они представляет собой цилиндрический вертикальный аппарат, разделенный по высоте на несколько отсеков, оборудованных тарелками различной конструкции. Тарелки монтируют горизонтально внутри колонны. В качестве конструкционного материала для изготовления колонных аппаратов наиболее широко применяют углеродистую и кислотостойкую сталь, реже цветные металлы и чугун. В настоящее время осваиваются тарельчатые колонны из неметаллических материалов — керамики, графита и фторопласта.

В газоперерабатывающей промышленности применяют тарельчатые колонны различных размеров: от небольших диаметром 300—400мм до крупнотоннажных высокопроизводительных установок с колоннами диаметром 5—12 м. Высота колонны зависит от числа тарелок и расстояния между ними. Чем меньше расстояние, тем ниже колонна. Обычно расстояние между тарелками 250—300 мм. По соображениям конструктивного порядка и возможности ремонта и очистки тарелок в колоннах большого диаметра расстояния между ними увеличивают до 500—600 мм. Кипятильники в ректификационных установках малой производительности делают в виде змеевиков, установленных непосредственно в кубе, но более часто кипятильник монтируют в виде выносного теплообменника. В колоннах непрерывного действия не нужен большой объем кубовой жидкости и кубом в них является нижняя часть колонны высотой 1—2,5 м.  К тарелкам предъявляют следующие требования: Они должны иметь высокий КПД, т.е. обеспечивать хороший контакт между жидкостью и паром; обладать малым гидравлическим сопротивлением; устойчиво работать при значительном колебании расходов жидкости и пара; тарелки должны быть просты по конструкции, удобны в эксплуатации; нечувствительны к различным осадкам и отложениям; иметь малый вес. Наибольшее применение находят колпачковые, клапанные тарелки, тарелки из S - образных элементов. Они имеют специальные переливы для поступающей и уходящей жидкости и направляющие элементы для прохода газа.

Тарелки в колонне  необходимо устанавливать строго горизонтально, так как при перекосе часть  колпачков оказываются не залитыми жидкостью, и через эти колпачки устремляется основной поток пара, что резко ухудшает работу колонны. Не допускаются коробление тарелок и прогиб их под действием собственного веса и веса жидкости. Максимальное отклонение отдельных точек тарелки от горизонтальной плоскости не должно превышать 6мм. Для обеспечения этого требования тарелки больших диаметров укрепляют снизу ребрами жесткости.

Насадочная  колонна. Насадочная колонна, наиболее простая по конструкции, представляет собой цилиндрический вертикальный аппарат, заполненный по всей высоте или на отдельных участках так называемой насадкой — определенных размеров и конфигурации телами из инертных материалов. 
 Насадочные колонны широко применяют для процессов абсорбции, очистки, охлаждения и увлажнения газов, иногда ректификации. Они удовлетворительно работают только при обильном и равномерном орошении насадки жидкостью. Различаются два основных режима работы насадочных аппаратов: пленочный, при котором жидкость, омываемая газом, стекает по элементам насадки, и эмульгационный, когда весь аппарат заполнен жидкостью, а через слой ее между элементами насадки барботирует газ.

Основные элементы насадочных колонн — насадка, опорные колосники, устройства для орошения и распределения жидкости.  
Насадка предназначена для создания большой поверхности контакта между стекающей по ней жидкостью и поднимающимся потоком паров и интенсивного перемешивания их. Контакт и массообмен в насадочной колонне происходят непрерывно на всем участке аппарата, заполненном насадкой, и осуществляется в противотоке газа и плёнки жидкости на поверхности элементов насадки и в дисперсном слое жидкость - газ между отдельными элементами насадки. Этим и отличается работа насадочной колонны от тарельчатой.

Кольца Рашига диаметром 10 – 150 мм применяют наиболее часто. Они просты по конструкции, дешевы в изготовлении и обеспечивают удовлетворительный контакт между жидкостью и газом. Лучше по своим показателям кольца Палля. Они в отличие от колец Рашига имеют языки, изогнутые внутрь. Седловидная насадка предпочтительна при работе с продуктами, загрязняющими насадку. Элементы насадки изготавливают из керамики, фарфора или тонколистового металла. В промышленных колоннах в основном применяют насадочные кольца диаметром 25 и 50мм. Насадку укладывают беспорядочно на колосниковую решетку, представляющую собой тарелку, составленную из перфорированных (дырчатых), просечно-вытяжных металлических листов или пластинчатых решеток. Колосники должны быть прочными и долговечными. Их монтируют из отдельных секций на жестком металлическом каркасе. К насадкам предъявляют следующие требования: большая поверхность, нечувствительность к загрязнениям и осадкам, малое гидравлическое сопротивление, простота изготовления, низкая стоимость.

В насадочных колоннах практически невозможно добиться равномерного распределения стекающей сверху вниз жидкости по всем поперечным сечениям аппарата. Особенно неравномерно распределяется жидкость при больших диаметрах колонн. Именно поэтому контактирование фаз в них недостаточно, вследствие чего трудно достигнуть четкого разделения.  
 Различают насадки насыпные (из отдельных элементов) и хордовые (из полос, пластин, решеток). Плоскопараллельную насадку с успехом применяют в вакуумных колоннах, где особенно важно снизить гидравлическое сопротивление. Она представляет собой пакет пластин высотой 0,5—0,8м, стянутый болтами. Зазоры между пластинами фиксируются дистанционными втулками. Насадка устанавливается таким образом, чтобы листы каждого последующего пакета были повернуты на 45—90° по отношению к предыдущему.

Насадочные колонны  имеют люки для разгрузки и  загрузки насадки, которые устанавливают  в верхней и нижней точках каждого  слоя. Патрубки для входа газа снабжают козырьками или зонтами, препятствующими  затеканию в них жидкости.

1.3.2 Теплообменные аппараты

 

В химической промышленности широко распространены тепловые процессы — нагревание и охлаждение жидкостей  и газов и конденсация паров, которые проводятся в теплообменных  аппаратах (теплообменниках). Теплообменное  оборудование занимает значительный удельный вёс в химической технологии. Теплообменники работают с самыми различными средами, коррозионными, токсичными и высоковязкими продуктами. Их эксплуатируют при температурах до 1000°С и давлениях до 200МПа.   

Теплообменниками называют аппараты, предназначенные для передачи тепла от одних веществ к другим. Вещества, участвующие в процессе передачи тепла, называются теплоносителями. Теплообменные аппараты подразделяются в зависимости от формы поверхности, вида теплоносителей, способа передачи теплоты. В соответствии с последним показателем их можно классифицировать на поверхностные (рекуперативные), смесительные (контактные) и регенеративные. Поверхностные теплообменники представляют собой наиболее значительную и важную группу теплообменных аппаратов, используемых в химической технологии. В поверхностных теплообменниках теплоносители разделены стенкой, причем теплота передается через поверхность этой стенки. Если поверхность теплообмена в таких теплообменниках формируется из труб, то их называют трубчатыми. В другой группе поверхностных теплообменников поверхностью теплообмена являются стенка аппарата или металлические плоские листы.

В смесительных (или контактных) теплообменниках теплообмен происходит при непосредственном соприкосновении теплоносителей. К смесительным теплообменникам относятся, например, градирни. В регенеративных теплообменниках процесс переноса теплоты от горячего теплоносителя к холодному разделяется во времени на два периода и происходит при попеременном нагревании и охлаждении насадки. Теплообменники этого типа часто применяют для регенерации теплоты отходящих газов.

Необходимо учитывать  технологическое назначение теплообменников: различают аппараты для процесса теплообмена без изменения агрегатного  состояния продуктов, конденсаторы, испарители и реакционные аппараты, сопровождающиеся интенсивным теплообменом. Характер процессов, протекающих в теплообменнике, определяет в значительной степени его конструкцию.

Поверхностные теплообменники. Такие теплообменники широко распространены в промышленности, особенно теплообменники трубчатого типа. При выборе конструкции и решении вопроса, в какую полость направлять тот или иной теплоагент, руководствуются следующими общими соображениями:

-  при высоком давлении теплоносителей применяют трубчатые теплообменники и теплоноситель с более высоким давлением направляют по трубам, так как они имеют малый диаметр и могут выдержать большое давление;

-  корродирующий теплоноситель в трубчатых теплообменниках также целесообразно направлять по трубам;

- загрязненные или дающие отложения  теплоагенты необходимо направлять  с той стороны поверхности  теплообмена, где возможно производить  очистку (в кожухотрубчатых теплообменниках  более доступное для очистки,  трубное пространство, в змеевиковых теплообменниках — наружная сторона труб;

- для повышения эффективности  теплообменников стремятся по  возможности уменьшить сечение  каналов для движения теплоагентов, так как коэффициент теплоотдачи  возрастает с увеличением скорости.

Кожухотрубчатые теплообменники. Они достаточно просты в изготовлении, отличаются возможностью развивать большую поверхность теплообмена в одном аппарате, надежны в работе. К кожуху с помощью болтов и прокладок крепятся крышка и днище. Один из теплоносителей протекает по трубам, другой - по межтрубному пространству. Теплота от одного теплоносителя другому передается через поверхность стенок труб. Обычно нагреваемый теплоноситель подается снизу, а охлаждаемый теплоноситель - сверху вниз противотоком. Такое движение теплоносителей способствует более эффективному переносу теплоты, так как при этом происходит совпадение направления движения каждого теплоносителя с направлением, в котором стремится двигаться данный теплоноситель под влиянием изменения его плотности при нагревании или охлаждении.  Наиболее распространенный способ размещения труб в трубных решетках - по вершинам правильных шестиугольников. Применяются и другие способы размещения труб (по вершинам квадратов, по концентрическим окружностям).  
 В многоходовом по трубному пространству теплообменнике с помощью поперечных перегородок, установленных в крышках теплообменников, трубный пучок разделен на секции, или ходы, по которым последовательно движется теплоноситель. При этом число труб в каждой секции обычно примерно одинаковое. Очевидно, что в таких теплообменниках при одном и том же расходе теплоносителя скорость его движения по трубам увеличивается кратно числу ходов. Для увеличения скорости в межтрубном пространстве в нем устанавливают ряд сегментных перегородок. В горизонтальных теплообменниках эти перегородки являются одновременно промежуточными опорами для труб. Двухтрубные теплообменники применяют для процессов со сравнительно небольшими тепловыми нагрузками и соответственно малыми поверхностями теплообмена (не более десятков квадратных метров).