低温甲醇洗工序管道布置要点总结

山东化工60SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2012年第41卷低温甲醇洗工序管道布置要点总结刘俊(中国化学工业桂林工程有限公司,广西南宁530022)摘要:针对低温甲醇洗装置的工艺特点,对主要设备的管道布置的要点跟技巧进行总结供工程设计人员参考。关键词:气液两相;管道布置;低温甲醇中图分类号:TQ223.12;TQ055.8+1文献标识码:B文章编号:1008-021X(2012)07-000The Key Point for the Piping Arrangement of Rectisol UnitLIU JunChina Chemical GuiLin Engineering Co., Ltd., Nanning 530022, ChinaAbstract: The summary of the piping arrangement for the important equipments involved in the Rectisolprocess, for engineers referenceKey words: gas-liquid two-phase flow; piping arrangement rectisol低温甲醇洗是一种物理洗涤法,利用甲醇在-节阀前后都应加导淋。另外,对水平方向的机泵管60℃左右的低温下对酸性气体溶解度极大的特性,口来说,若是泵口(如侧线抽头)与管道尺寸相差较去除变换合成气中的CO2、H2S等气体,多用于氨合大,常规的配管方式很难解决其应力问题,在该项目成、甲醇合成羰基合成、工业制氢、城市煤气、天然中两台并联泵的管口为DN50,管道为DN150(见图气净化等大型工业化装置,具有吸收能力大、选择性1),管口所能承受的力跟力矩都很小(设备厂商提好净化度高、操作费用低的特点。供数据),调整多次管道都难以满足应力要求,可以目前国内使用的低温甲醇洗工艺大量引进德国考虑泵管口用柔性连接。林德公司和鲁奇公司的专利技术,两家公司现在也(2)气体。流体中会夹带H2S、CO、H2等有毒是在相互借鉴,区别越来越小。作者参与了江苏淮易燃气体,不能随意排放到大气中需进入火炬系统安某企业所采用的鲁奇工艺的低温甲醇洗的管道设处理。计工作(PDS三维),就设计过程中的一些要点、难1.2温度低,管线尺寸大点做些阐述与探讨。利用甲醇在在低温下(最低-60℃)的选择吸1工艺特点收性,同时分段吸收合成气中的CO2、H2S,实现净化11吸收剂有毒用量大,需密闭回收目的。为保证管系在低温工况中保持足够的柔性、(1)液体。甲醇属易燃易爆物品,且有毒,易挥不会因脆变造成损坏,装置大量采用低温钢与不锈发,不得随意排放,装置中需设置密闭回收系统,减钢管道管件,本项目中的所有的低温钢管道材料都少环境污染以及其潜在着火危险,这就要求设计者由国外采购,成本大大提升,这就需要在配管时要特仔细检査管道走向,在管系低点增加排净阀门(双别考虑其经济性。阀+盲板)连接到回收系统。需要注意的是泵出口该装置80%以上的工艺管道都需要保冷,在开管道止回阀后管系很长,停车检修时,由于阀门的止始进行管道布置时就应考虑设置保冷支架的位置,逆作用,会停留大量的甲醇止回阀通常会设置在低增大管道之间,管道与构建筑物之间的距离。点,就要注意该点的排净问题。于此类似的还有调管道多在DN300以上,管件阀门占空间大,应节阀组的低点特别是一些事故关(FC)的阀门,调力问题突出。收稿日期:2012-06-2作者简介:刘俊(1983-),男,山东泰安人,工程师主要从事管道设计工作。第7期刘俊:低温甲醇洗工序管道布置要点总结61图1泵管口柔性连接示意图在其他项目中见过水平泵管口大量采用柔性连接的实例,图2为其所采用产品规格书中截图。321ss Annular Corrugated HoseCQLIIIDMIDADPlate Sicel Flar300ss Ferle30455 BraidFlex-Hose Co s PUMPSAVER SMP styte has 150 Ah. plate carton steel Mlanges. 321 stainless steelre. Also awaitabe wah 300 b, 600 bD, concentric red cing, DIN flanges and nmpe brads ecorrugated hose, and single stainless steel braid, Larger sizos up to 30"iD are avaiable with spechigher pressures. Other alloys available upon request.2软管样图然而实际上,有些设备管口距离很近,空间有1.3热交换系统复杂,两相流管线多限管件尺寸太大,不能实现该对称分布的要求,要该工艺设计了复杂的换热系统,充分利用物料尽量使两分支管道的阻力差不多防止短路现象的自身的热量冷量。由于甲醇中溶有大量气体,所发生,这个问题可深人探讨。以在多数情况下,管线介质呈两相流动,在管道布2气液两相流的配管置中应特别注意。换热器管口多两相流,为达均布2.1不要产生液袋效果,常要求管线对称分布(多管口进料)(,类似对于管内的气液系统,受各种因素的影响,可产生气泡流塞状流、环状流、雾状流等不同形态,有些于空冷器,见图3。流形如柱塞流会引起管系的大幅度震动,对所连接的设备造成损害,要防止其形成。应力分析软件并不能准确计算出两相流内部冲力对管系的影响,配管多根据经验进行,其基本原则是要尽量少用弯头,使管线短而直,减小阻力降,并多用导向架。要特别注意防止液袋的产生,因其底部易积聚液体,后面的N2B气体会把液柱推走,然后液体重新集聚,如此反复,形成柱塞流,引起管道的严重震荡。过程如图4图3对称管口两相流典型接法62SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2012年第41卷所示。塔的配管与确定管口方位紧密联系在一起,两者不能孤立开来,塔可分为操作侧与配管区两部分配管区主要用于容纳工艺与公用工程管道,操作侧用于设置人孔及平台,用于检修塔内件、仪表及少量操作任务。管口方位的确定可遵循一定的原则,比如从上到下,对局限性大的管道优先定位,最终经设备专业与内件厂商的审查确认。板式塔管口方位的确定有大量资料可供参阅,本文不再做详细介绍,仅图4柱塞流形成过程图示就一些具体问题提供技巧性的讨论。2.2塔上管道2.2.1仪表口的确定塔盘1奇数塔盘降液区盘3人孔塔盘4图5塔管口方位简图如图5所示,按照设备专业图纸所给的尺寸定位,温度计口们设置在塔盘1降液区,平面位置上,在塔的配管区,这样就无法对该管口所接仪表进行维护,而将平台扩展到配管侧并不可行,与工艺设备商议将该测温点降低一块塔板,即装在塔盘2的降液区,管口转到操作侧。仪表管口位置应方便维修,当无法满足时,可加大平台或延长爬梯。如图6,将下层平台的上爬梯直延长到上层平台的底部,以有足够的高度接近左侧仪表口2。2.2.2塔上两相流管线气液两相流介质在进入高塔时,由于介质流速过高对塔冲击比较大,从而会引起塔的振动,所以在进塔之前应对管子进行扩径对于部分管线,为了使气液两相流体在进塔之前有更好的分离效果,在扩图6直爬梯与塔管口相对位置径后还需保留一定的水平管段。由于扩径后介质的流速降低,介质在立管上所呈现的环状流则会变为第7期刘俊:低温甲醇洗工序管道布置要点总结63波状流或层流,这种情况下气液两相分层,故此异径管线长度,但这样可能会造成某些上塔管线调节阀管宜置于水平管段,如图7,如若置于立管,由于扩组的位置很高,这就给调节阀的维修操作带来了麻径介质流速下降,在立管就会形成柱状流,从而引起烦,对于这样一个辩证的问题,设计者要多听下生产管子振动。为使阻力降更低,下部可改用两个45°单位的意见,寻找一个平衡点。弯头3结语泵、换热器、塔占据了低温甲醇洗工序设备的绝对比例,做好这三类设备的管道布置就可基本保证整个装置的设计质量,对一些难点要点灵活处理、化繁为简,提高设计质量和效率。对于进设备的两相流管道的对称分布问题,当受设备条件制约无法完全满足时,其管道布置技巧还需更深人讨论。参考文献[1]张德姜、赵勇.石油化工工艺管道设计与安装[M].北京:中国石化出版社,2001.[2]蔡尔辅.石油化工管道设计[M].北京:化学工业出版社,2004[3]沈军.煤制合成气低温甲醇洗工序管道布置总结[J]贵州化工,2007,32(1):28图7进塔管线典型配管(本文文献格式:刘俊.低温甲醇洗工序管道布置该装置双相流管线多靠自动控制,调节阀前为要点总结[J山东化工,2012,41(7):60-63,)液相流体,阀后为气液双相,应尽量缩短调节阀后的}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}》》}H》}HH(上接第59页)吹扫。有一定温度要求的通过高压氮气加热器2.5LLP氮气(0.3MPa(E3052)加热对15单元的一些充气锥进行吹扫,起主要用户是工艺水储罐(T301),防止空气中流化作用;对K1301进行热气密封;激冷气管线吹的氧气进人工艺水中对后续设备产生腐蚀;碱储罐扫。(T3601)主要是防止二氧化碳进入碱液中,影响碱有一定品质要求的通过清洁高压氮气过滤器液品质。(S3051)对开工烧嘴、煤烧嘴的氧气管线以及总的3结语氧管线进行吹扫。通过上面的叙述可以看出氮气、二氧化碳存在有一定压力要求的通过30PW015将压力将到于壳牌煤气化的每一个系统中扮演着很重要的角072MPa进过低压氮气加热器(E1501)加热进入灰色。从其作用上来讲分为这几个方面:一是流体输气提冷却罐(v1504),主要作用是对灰进行气提,保送作为载气,一是作为惰性气体的保护作用,三是对证灰能安全排放。24LP氮气(0.43MPa)设备起密封作用,保护设备。因此在工艺操作中一主要用户是煤粉制备和干燥单元(1l单元),扮定要减少氮气二氧化碳系统和纯氮系统的压力温演的角色更多是保护作用防止超温超压。例如廖度的波动,从而保证装置的正常运转。煤机(A1101);热风炉(F1l01)。同时还有密封作用,例如对旋转给料机(X1105A/BC/D/E/F/C(本文文献格式:徐明辉,王荣荣,陈鹏氮气/二H)的密封K1301的低压密封;对S03,201的氧化碳在壳牌煤气化技术中的应用[J.山东化工,2012,4(7):58-59,63.)反吹作用;流化作用,例如煤粉贮仓(v1201)底锥的