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    延迟焦化装置焦炭塔顶油气管线的管道设计.pdf

    • 资源ID:20031       资源大小:562.16KB        全文页数:4页
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    延迟焦化装置焦炭塔顶油气管线的管道设计.pdf

    22 CHEMICAL ENGINEERING DESlGN 延迟焦化装置焦炭塔顶油气管线的管道设计 陈江波 中石化洛阳工程有限公司 洛阳471003 摘要 延迟焦化装置中的焦炭塔顶油气管线是多工况的复杂管道系统,其设计的合理与否直接影响到整 个焦化装置的运行。焦炭塔顶油气管线的设计不但与焦炭塔、焦化炉及分馏塔的平面布置分不开,而且管道的 选材、应力分析、支架设置、操作检修措施也决定着油气管线的设计,配管的优劣会直接影响装置的运行。 关键词 延迟焦化油气管线管道设计 目前,提高重油转化深度、增加轻质油品产 量的主要工艺技术是延迟焦化、渣油催化裂化和 渣油加氢处理等。由于延迟焦化工艺对原料的适 应性强、柴汽比高、投资少、设计和建设周期短、 经济效益好等优点,近年来在国内被广泛采用。 延迟焦化工艺是将减压渣油、减粘渣油、催 化油浆、溶剂抽提的半沥清等重质原油经热裂化 转化为气体、轻质、中质馏分油和焦炭的热加工 过程。具体是将重质油在加热炉中加热,采用高 的流速及高的热强度,使油品在加热炉中短时问 内达到结焦反应所需要的温度,然后迅速离开加 热炉进入焦炭塔,从而使结焦反应基本不在加热 炉中进行,而延迟到焦炭塔中进行的加工工艺。 将这些气体、轻质、中质馏分油从焦炭塔顶转移 到分馏塔进行分馏的管线便是焦炭塔顶油气管线, 本文结合某公司1400kt/a延迟焦化装置一炉两 塔,对焦炭塔顶油气管线的管道设计中应当注意 的问题进行分析。 1焦炭塔、焦化炉及分馏塔的平面布置 在进行延迟焦化装置的平面布置设计时,要 结合已有的地形情况,处理好焦炭塔、加热炉及 分馏塔的位置关系。由于原料在焦化加热炉到焦 炭塔的管道中极易结焦,焦化加热炉与焦炭塔的 布置可以不受防火问距的限制国家标准 GB 501602008第5.2.2条,在满足操作、检修 要求的情况下,布置得越紧凑越好;分馏塔也应 尽量靠近焦炭塔,以缩短油气管线的长度。加热 炉前副管桥与焦炭塔及主管桥平行布置,分馏塔 布置在焦炭塔附近,不仅缩短了焦炭塔进料线和 塔顶油气管线的长度,减少了介质在管道内结焦 的可能性,同时也减少了合金钢管道的用量,节 省了投资。具体布置见图1。 电梯问 ~ 园 ; ●一一● I 1 I 主管桥 I I I上冒 r ■■ _。_’一 一1_。_一十 I 嘈什*棒I l i i i 广一I I I l I }一一{一_一一-~_一一 加热妒 图1 延迟焦化一炉两塔布置图 2 焦炭塔顶油气管线的材料选用 延迟焦化装置所加工的重质原油多为高硫原 油,而塔顶油气管线的操作温度较高,一般最高 温度大于425cc。当温度为230~330qC时,油气中 的硫化物分解生成H s,开始对管道产生腐蚀;随 着温度进一步升高,当温度为330~400CC时,H,s 开始分解为H 和S,生成的S与Fe反应生成FeS 覆盖在管道内表面形成一层保护膜,防止设备发 生进一步腐蚀。但在有酸存在的情况下如环烷 酸,酸可以与FeS发生反应,破坏保护膜,裸露 陈江波工程师。2005年毕业于陕西科技大学过程装备与控制工程专业。一直从事石油化工装置的管道设计工作。联系电话 037964885544,Emailchenjb.1pecsinopec.COill。 .{ _ . 一 陈江波 延迟焦化装置焦炭塔顶油气管线的管道设计 23 的钢材继续发生腐蚀,故环境中酸的存在强化了 硫化物对管道的腐蚀;当温度为425~430℃时, 高温硫对碳钢管道腐蚀速率最大;当温度大于 480C时,硫化物已完全分解,腐蚀速率反而下 降。焦炭塔顶油气管线的操作温度属于高温硫 对碳钢管道腐蚀最强的温度范围,在高温硫腐蚀 环境下,最有效的措施是提高管材的抗腐蚀性能, 一般采用耐蚀合金材料。该材料抗高温硫腐蚀的 能力主要随材料中铬含量的增加而增强。在还原 性的含硫介质中,钢材中Cr质量分数为15%~ 20%,可以大幅增强钢材的抗硫腐蚀能力,但钢材 的造价会随着Cr含量的增加而显著增加。由于塔 顶油气管线不会发生高温环烷酸腐蚀,国内一般 使用价格低廉的12Cr5Mo耐热钢。该合金钢具有 良好的抗氧化性、耐腐蚀性和组织稳定性;热强 性能较高,且工艺性能良好。 阀门选用高温耐磨球阀,以防止焦炭粉造成 阀门失灵。由于该阀门操作频繁,而且管径大, 在投资和其他条件允许的情况下,采用电动程控 执行机构,以减轻工人劳动强度和提高阀门的安 全性,见图2。 安装时阀体的高压端应在各支管的汇合端, 不得装反。这种安装,不仅能有效切断油气、避 免造成事故,而且还可以延长阀门的使用寿命。 保温材料选用导热系数小,并且耐高温的硅酸 图2高温耐磨球阀布置图 盐制品,以减少热损失,并延长使用寿命。 3 焦炭塔顶油气管线的管道设计与应力 分析 焦炭塔顶油气管线的管道设计应按照尽量短 而直的原则,以减少弯头数量和缩短管道长度, 减小管内压力降和防止介质在管内结焦。但是, 该管系管径较大本装置为DN600,操作为变温 操作常温约425℃,介质流速较大,操作介质 频繁变化。焦炭塔除正常操作工况外,还有小吹 气、大吹气、小给水、大给水、油气预热等多种 工况,而且,由于两塔频繁切换操作,因此整个 管系的工况非常复杂,管系的布置应该进行详细 的、多工况的应力分析 J。焦化装置焦炭塔及塔 顶油气管线的操作工况见表1。 表1 焦炭塔及塔顶油气管线的操作工况 ℃ 陈江波延迟焦化装置焦炭塔顶油气管线的管道设计 25 向上位移,而焦炭塔的温度低于油气管线温度时, 油气管线将以管道上的某一标高为临界点,临界 点以上的管道向上位移,临界点以下向下位移。 根据应力分析结果,本装置油气管线的临界点位 于距管嘴以下约15m的地方,那么对位于临界点 以下的“n”型补偿器处支架的设计就应特别注 意,在选用弹簧支架时,既要留出向上的位移空 问,也要满足向下的位移要求,这就需要向弹簧 生产商提出特别要求,将弹簧的定位销按设计要 求进行特殊定位。 5焦炭塔顶油气管线的操作检修措施及预 制安装 在设计该管道时,应充分考虑到该管系容易 结焦、操作频繁的特性,在经常操作的地方须设 置操作和检修平台,以方便操作和在线检修图 2。同时还应在管道上适当设一些拆卸法兰如 “n型弯”头处,方便安装及检修;并在易结焦 部位塔顶设置清焦法兰和法兰盖,便于在线 清焦时使用图3。 该管道下料前应核实各管道组成件的实际结 构尺寸,控制管道及阀组的总尺寸不变,合理利 用直管段调整连接尺寸。预制时,应在直管段预 留活口,以调节制造和施工带来的误差。安装时 先从焦炭塔管嘴开始安装,敷设框架管道要注意 保证垂直管道的垂直度。 6 高温耐磨球阀的蒸汽密封管设计 高温耐磨球阀在密封面和阀的盘根处需采取 蒸汽密封和吹扫,防止阀内密封面和盘根处结焦。 而各处的吹扫蒸汽用量不同,为保证球阀密封面 不结焦和减少蒸汽的消耗量,通过在用汽点的管 道上安装限流孑L板来控制。在管道设计时,对各 限流孑L板编号加以区分,可成组安装,但同时也 需考虑操作方便和便于球阀的检修。蒸汽主管应 为专用管道,不能与管道吹扫蒸汽接在一起,以 保证稳定的压力和足够的用汽量。 7 结语 在焦炭塔顶油气管线的设计过程中,以上所 探讨的问题相对比较典型、在设计过程中应加以 重视,设计改进也是在不断吸取已建成装置的经 验而获得的。因此,只有在不断总结及摸索中, 管道设计的安全性、合理性、经济性及美观性等 因素才能更好的得到体现,才会做出精品工程。 参考文献 1杜荣熙,肖翔.延迟焦化装置大油气管线减薄原因分析 [J].石油化工腐蚀与防护,2001,18491O. 2王桂华.大型焦化装置焦炭塔顶油气管道的受力分析 [J].石油化工设备技术,2009,3032327. 收稿日期20140429 浙江力普纳米钙粉碎成套生产线获发明专利 ““- *-一” 日前,中国粉碎技术领航者浙江力普粉碎设备有限公司研发的“一种纳米钙粉碎成套生产线”荣获国家发明专利 专利号ZL 201210379555.2。 在此之前,该产品已获实用新型专利,并列入2013年度浙江省新产品,通过了专家鉴定。专家认为该产品自主研发了 旋风粉碎机、分级机、集料装置、除尘装置、回料回风装置等设备,优化布置组成用于纳米碳酸钙粉碎的成套生产线,实 现了粉料超细粉碎的连续、高效和清洁生产。该生产线能耗低、噪声小,其解聚后的纳米碳酸钙的粒径分布均匀。核心技 术已申请7项国家专利保护,处于国内领先水平。整条生产线集粉碎、分级、集料、除尘于一体,处于封闭状态下完成, 不会产生粉尘污染,清洁环保,实现纳米钙的规模化生产。 纳米碳酸钙作为科技含量高、附加值高的朝阳产业,大力发展不仅可以使丰富的石灰岩资源变成经济优势,而且可以 提升相关的橡胶、建筑、塑料、油漆、日化、造纸等行业的产品质量和竞争力,促进这些行业的结构调整和产品升级换 代,同时也为碳酸钙产业的发展开辟更广阔的空间。因此,加强研制和开发新的高档超细碳酸钙产品的生产工艺及设备, 成为我国碳酸钙工业发展的重要目标及迫切需求。 该生产线经国内纳米碳酸钙知名企业使用证实能耗低、产量大、细度集中、振实密度好,是进行纳米碳酸钙的活 化、分散、粉碎处理的理想设备。与国内碳酸钙企业比较,生产纳米碳酸钙的电耗、煤耗分别要低50%、40%,二氧化碳 气体吸收率提高了9个百分点,年减排二氧化碳1.5万吨。 目前,该生产线畅销山西、安徽、山东、It JII、广东、江西等省市;远销俄罗斯、日本、中东等国家和地区,深受客 商的青睐 丁文

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