山東化工60SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2012年第41卷低溫甲醇洗工序管道布置要點總結(jié)劉俊(中國化學(xué)工業(yè)桂林工程有限公司,廣西南寧530022)摘要:針對低溫甲醇洗裝置的工藝特點,對主要設(shè)備的管道布置的要點跟技巧進行總結(jié)供工程設(shè)計人員參考。關(guān)鍵詞:氣液兩相;管道布置;低溫甲醇中圖分類號:TQ223.12;TQ055.8+1文獻標識碼:B文章編號: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低溫甲醇洗是一種物理洗滌法,利用甲醇在-節(jié)閥前后都應(yīng)加導(dǎo)淋。另外,對水平方向的機泵管60℃左右的低溫下對酸性氣體溶解度極大的特性,口來說,若是泵口(如側(cè)線抽頭)與管道尺寸相差較去除變換合成氣中的CO2、H2S等氣體,多用于氨合大,常規(guī)的配管方式很難解決其應(yīng)力問題,在該項目成、甲醇合成羰基合成、工業(yè)制氫、城市煤氣、天然中兩臺并聯(lián)泵的管口為DN50,管道為DN150(見圖氣凈化等大型工業(yè)化裝置,具有吸收能力大、選擇性1),管口所能承受的力跟力矩都很小(設(shè)備廠商提好凈化度高、操作費用低的特點。供數(shù)據(jù)),調(diào)整多次管道都難以滿足應(yīng)力要求,可以目前國內(nèi)使用的低溫甲醇洗工藝大量引進德國考慮泵管口用柔性連接。林德公司和魯奇公司的專利技術(shù),兩家公司現(xiàn)在也(2)氣體。流體中會夾帶H2S、CO、H2等有毒是在相互借鑒,區(qū)別越來越小。作者參與了江蘇淮易燃氣體,不能隨意排放到大氣中需進入火炬系統(tǒng)安某企業(yè)所采用的魯奇工藝的低溫甲醇洗的管道設(shè)處理。計工作(PDS三維),就設(shè)計過程中的一些要點、難1.2溫度低,管線尺寸大點做些闡述與探討。利用甲醇在在低溫下(最低-60℃)的選擇吸1工藝特點收性,同時分段吸收合成氣中的CO2、H2S,實現(xiàn)凈化11吸收劑有毒用量大,需密閉回收目的。為保證管系在低溫工況中保持足夠的柔性、(1)液體。甲醇屬易燃易爆物品,且有毒,易揮不會因脆變造成損壞,裝置大量采用低溫鋼與不銹發(fā),不得隨意排放,裝置中需設(shè)置密閉回收系統(tǒng),減鋼管道管件,本項目中的所有的低溫鋼管道材料都少環(huán)境污染以及其潛在著火危險,這就要求設(shè)計者由國外采購,成本大大提升,這就需要在配管時要特仔細檢査管道走向,在管系低點增加排凈閥門(雙別考慮其經(jīng)濟性。閥+盲板)連接到回收系統(tǒng)。需要注意的是泵出口該裝置80%以上的工藝管道都需要保冷,在開管道止回閥后管系很長,停車檢修時,由于閥門的止始進行管道布置時就應(yīng)考慮設(shè)置保冷支架的位置,逆作用,會停留大量的甲醇止回閥通常會設(shè)置在低增大管道之間,管道與構(gòu)建筑物之間的距離。點,就要注意該點的排凈問題。于此類似的還有調(diào)管道多在DN300以上,管件閥門占空間大,應(yīng)節(jié)閥組的低點特別是一些事故關(guān)(FC)的閥門,調(diào)力問題突出。收稿日期:2012-06-2作者簡介:劉俊(1983-),男,山東泰安人,工程師主要從事管道設(shè)計工作。第7期劉俊:低溫甲醇洗工序管道布置要點總結(jié)61圖1泵管口柔性連接示意圖在其他項目中見過水平泵管口大量采用柔性連接的實例,圖2為其所采用產(chǎn)品規(guī)格書中截圖。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軟管樣圖然而實際上,有些設(shè)備管口距離很近,空間有1.3熱交換系統(tǒng)復(fù)雜,兩相流管線多限管件尺寸太大,不能實現(xiàn)該對稱分布的要求,要該工藝設(shè)計了復(fù)雜的換熱系統(tǒng),充分利用物料盡量使兩分支管道的阻力差不多防止短路現(xiàn)象的自身的熱量冷量。由于甲醇中溶有大量氣體,所發(fā)生,這個問題可深人探討。以在多數(shù)情況下,管線介質(zhì)呈兩相流動,在管道布2氣液兩相流的配管置中應(yīng)特別注意。換熱器管口多兩相流,為達均布2.1不要產(chǎn)生液袋效果,常要求管線對稱分布(多管口進料)(,類似對于管內(nèi)的氣液系統(tǒng),受各種因素的影響,可產(chǎn)生氣泡流塞狀流、環(huán)狀流、霧狀流等不同形態(tài),有些于空冷器,見圖3。流形如柱塞流會引起管系的大幅度震動,對所連接的設(shè)備造成損害,要防止其形成。應(yīng)力分析軟件并不能準確計算出兩相流內(nèi)部沖力對管系的影響,配管多根據(jù)經(jīng)驗進行,其基本原則是要盡量少用彎頭,使管線短而直,減小阻力降,并多用導(dǎo)向架。要特別注意防止液袋的產(chǎn)生,因其底部易積聚液體,后面的N2B氣體會把液柱推走,然后液體重新集聚,如此反復(fù),形成柱塞流,引起管道的嚴重震蕩。過程如圖4圖3對稱管口兩相流典型接法62SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2012年第41卷所示。塔的配管與確定管口方位緊密聯(lián)系在一起,兩者不能孤立開來,塔可分為操作側(cè)與配管區(qū)兩部分配管區(qū)主要用于容納工藝與公用工程管道,操作側(cè)用于設(shè)置人孔及平臺,用于檢修塔內(nèi)件、儀表及少量操作任務(wù)。管口方位的確定可遵循一定的原則,比如從上到下,對局限性大的管道優(yōu)先定位,最終經(jīng)設(shè)備專業(yè)與內(nèi)件廠商的審查確認。板式塔管口方位的確定有大量資料可供參閱,本文不再做詳細介紹,僅圖4柱塞流形成過程圖示就一些具體問題提供技巧性的討論。2.2塔上管道2.2.1儀表口的確定塔盤1奇數(shù)塔盤降液區(qū)盤3人孔塔盤4圖5塔管口方位簡圖如圖5所示,按照設(shè)備專業(yè)圖紙所給的尺寸定位,溫度計口們設(shè)置在塔盤1降液區(qū),平面位置上,在塔的配管區(qū),這樣就無法對該管口所接儀表進行維護,而將平臺擴展到配管側(cè)并不可行,與工藝設(shè)備商議將該測溫點降低一塊塔板,即裝在塔盤2的降液區(qū),管口轉(zhuǎn)到操作側(cè)。儀表管口位置應(yīng)方便維修,當(dāng)無法滿足時,可加大平臺或延長爬梯。如圖6,將下層平臺的上爬梯直延長到上層平臺的底部,以有足夠的高度接近左側(cè)儀表口2。2.2.2塔上兩相流管線氣液兩相流介質(zhì)在進入高塔時,由于介質(zhì)流速過高對塔沖擊比較大,從而會引起塔的振動,所以在進塔之前應(yīng)對管子進行擴徑對于部分管線,為了使氣液兩相流體在進塔之前有更好的分離效果,在擴圖6直爬梯與塔管口相對位置徑后還需保留一定的水平管段。由于擴徑后介質(zhì)的流速降低,介質(zhì)在立管上所呈現(xiàn)的環(huán)狀流則會變?yōu)榈?期劉俊:低溫甲醇洗工序管道布置要點總結(jié)63波狀流或?qū)恿?這種情況下氣液兩相分層,故此異徑管線長度,但這樣可能會造成某些上塔管線調(diào)節(jié)閥管宜置于水平管段,如圖7,如若置于立管,由于擴組的位置很高,這就給調(diào)節(jié)閥的維修操作帶來了麻徑介質(zhì)流速下降,在立管就會形成柱狀流,從而引起煩,對于這樣一個辯證的問題,設(shè)計者要多聽下生產(chǎn)管子振動。為使阻力降更低,下部可改用兩個45°單位的意見,尋找一個平衡點。彎頭3結(jié)語泵、換熱器、塔占據(jù)了低溫甲醇洗工序設(shè)備的絕對比例,做好這三類設(shè)備的管道布置就可基本保證整個裝置的設(shè)計質(zhì)量,對一些難點要點靈活處理、化繁為簡,提高設(shè)計質(zhì)量和效率。對于進設(shè)備的兩相流管道的對稱分布問題,當(dāng)受設(shè)備條件制約無法完全滿足時,其管道布置技巧還需更深人討論。參考文獻[1]張德姜、趙勇.石油化工工藝管道設(shè)計與安裝[M].北京:中國石化出版社,2001.[2]蔡爾輔.石油化工管道設(shè)計[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004[3]沈軍.煤制合成氣低溫甲醇洗工序管道布置總結(jié)[J]貴州化工,2007,32(1):28圖7進塔管線典型配管(本文文獻格式:劉俊.低溫甲醇洗工序管道布置該裝置雙相流管線多靠自動控制,調(diào)節(jié)閥前為要點總結(jié)[J山東化工,2012,41(7):60-63,)液相流體,閥后為氣液雙相,應(yīng)盡量縮短調(diào)節(jié)閥后的}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}》》}H》}HH(上接第59頁)吹掃。有一定溫度要求的通過高壓氮氣加熱器2.5LLP氮氣(0.3MPa(E3052)加熱對15單元的一些充氣錐進行吹掃,起主要用戶是工藝水儲罐(T301),防止空氣中流化作用;對K1301進行熱氣密封;激冷氣管線吹的氧氣進人工藝水中對后續(xù)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕;堿儲罐掃。(T3601)主要是防止二氧化碳進入堿液中,影響堿有一定品質(zhì)要求的通過清潔高壓氮氣過濾器液品質(zhì)。(S3051)對開工燒嘴、煤燒嘴的氧氣管線以及總的3結(jié)語氧管線進行吹掃。通過上面的敘述可以看出氮氣、二氧化碳存在有一定壓力要求的通過30PW015將壓力將到于殼牌煤氣化的每一個系統(tǒng)中扮演著很重要的角072MPa進過低壓氮氣加熱器(E1501)加熱進入灰色。從其作用上來講分為這幾個方面:一是流體輸氣提冷卻罐(v1504),主要作用是對灰進行氣提,保送作為載氣,一是作為惰性氣體的保護作用,三是對證灰能安全排放。24LP氮氣(0.43MPa)設(shè)備起密封作用,保護設(shè)備。因此在工藝操作中一主要用戶是煤粉制備和干燥單元(1l單元),扮定要減少氮氣二氧化碳系統(tǒng)和純氮系統(tǒng)的壓力溫演的角色更多是保護作用防止超溫超壓。例如廖度的波動,從而保證裝置的正常運轉(zhuǎn)。煤機(A1101);熱風(fēng)爐(F1l01)。同時還有密封作用,例如對旋轉(zhuǎn)給料機(X1105A/BC/D/E/F/C(本文文獻格式:徐明輝,王榮榮,陳鵬氮氣/二H)的密封K1301的低壓密封;對S03,201的氧化碳在殼牌煤氣化技術(shù)中的應(yīng)用[J.山東化工,2012,4(7):58-59,63.)反吹作用;流化作用,例如煤粉貯倉(v1201)底錐的