低溫甲醇洗裝置配管設計探討

第4期中氮肥2015年7月M-Sized Nitrogenous Fertilizer progressJu.2015低溫甲醇洗裝置配管設計探討吳勝軍(航天長(cháng)征化學(xué)工程股份有限公司蘭州分公司,甘肅蘭州730050)[摘要]介紹低溫甲醇洗凈化裝置的工藝流程,結合低溫甲醇洗工藝的特點(diǎn),對600kta合成氨系統配套低溫甲醇洗裝置管道布置設計要點(diǎn)進(jìn)行分析和探討,供業(yè)內參考。[關(guān)鍵詞]低溫甲醇洗裝置;低溫泵;低溫換熱器;減壓調節閥;塔器;尾氣放空管;配管設計[中圖分類(lèi)號]TQ113.264.3[文獻標志碼]B[文章編號]1004-9932(2015)04-0028-030引言來(lái)越大,相應對于裝置的管道布置難度和要求也越來(lái)越高。某600k/a合成氨裝置已建成投產(chǎn)目前,國內外大型煤制合成氨、合成甲醇、其凈化系統采用大連理工大學(xué)的低溫甲醇洗專(zhuān)利合成油等項目變換氣凈化工段廣泛采用低溫甲醇技術(shù)3?，F結合該項目的工程設計及施工現場(chǎng)洗工藝口。低溫甲醇洗是一種物理吸收過(guò)程,裝置運行信息反饋,對低溫甲醇洗裝置管道布置甲醇作為吸收溶劑,利用變換氣組分在低溫甲醇設計要點(diǎn)進(jìn)行分析、探討和總結,供業(yè)內參考。中具有不同溶解度的特點(diǎn),在高壓下吸收H2S1低溫甲醇洗裝置流程簡(jiǎn)介CO2等酸性氣體,以達到凈化變換氣的目的2隨著(zhù)化工項目的大型化,單套裝置的規模越低溫甲醇洗裝置工藝流程如圖1所E-03脫鹽水CO產(chǎn)品氣凈化氣T-02T03原料氣E01m01P-01P-02P03P-04P05廢水圖Ⅰ低溫甲醇洗裝置工藝流程簡(jiǎn)圖T-0Ⅰ—H2S吸收塔;T-02-CO3吸收塔;T-03—中壓閃蒸塔;T-α4-CO3汽提/解吸塔;T-05—熱再生塔;T-06—甲醇/水分餾塔T-07—尾氣水洗塔;P-01-H2S吸收塔進(jìn)料泵;P-α2—熱再生塔進(jìn)料泵;P-03一貧甲醇泵;P-04—甲醇/水分餾塔進(jìn)料泵;P-05—尾氣水洗塔底泵;E-01—原料氣冷卻器;E-02—貧富甲醇換熱器;E-03—酸性氣/尾氣換熱器變換氣(40℃,3.1MPa)經(jīng)一系列原料冷換氣中全部的H2S、COS和部分CO2被來(lái)自CO2卻器降溫分離岀水分后,進(jìn)入H2S吸收塔,變吸收塔的富甲醇洗滌吸收后,進(jìn)亼CO2吸收塔,被貧甲醇(-53℃,3.2MPa)洗滌除去所有的[收稿日期]2015-01-21[作者簡(jiǎn)介]吳勝軍(1982—),男,甘肅通渭人,工程師,主要CO2后,凈化氣由CO2吸收塔塔頂引出,經(jīng)換從事煤化工領(lǐng)域設計工作。熱后送后續合成工段第4期吳勝軍:低溫甲醇洗裝置配管設計探討292低溫甲醇洗系統的特點(diǎn)2004(1)有毒有害、易燃易爆介質(zhì)較多。系統中存在甲醇、氨、H2S、CO等有毒有害、易燃易爆GFJOII態(tài)STRO1介質(zhì),對系統的密封性、防火、防爆要求較髙。GF1007(2)系統溫度變化范圍較大。系統溫度在pt3GF100970~226℃,低溫是系統的顯著(zhù)特點(diǎn),對系統(a)進(jìn)口(b)出口材料選擇、管道布置有較高的要求。圖2泵進(jìn)出口管道典型布置(3)兩相流管道較多。由于甲醇溶液溶有體膨脹產(chǎn)生位移的影響,以免管口受力太大而損大量氣體,在流動(dòng)過(guò)程中介質(zhì)極易汽化產(chǎn)生兩相壞設備或管口。連接換熱器封頭管口的管道,靠流,此外液氨管道也易因汽化而岀現兩相流現近管口的第一個(gè)支架宜設置在水平管道上,且為象。兩相流管道易發(fā)生振動(dòng),對管道柔性、支吊限位導向架,典型配管如圖3(a)所示。架設計要求更高。對于多股流繞管式換熱器,一般為提高換熱(4)塔器較多,且以板式塔為主。低溫伊效率同一種介質(zhì)有多個(gè)管口進(jìn)出換熱器,因此,醇洗工藝現普遍采用7塔流程,塔器較多,以板配管時(shí)要考慮進(jìn)出換熱器管口的對稱(chēng)布置,避免式塔為主。板式塔配管設計要同時(shí)考慮工藝流程因管道阻力不同造成流體偏流,影響換熱效率要求、管口方位、內件以及管道支吊架等因素,繞管式換熱器典型配管如圖3(b)所示。相較于填料塔來(lái)說(shuō),配管設計難度更大,要求對于氨冷換熱器,由于液氨蒸發(fā)空間通過(guò)液更高位來(lái)調節,一般設置就地液位計和遠傳液位計(5)換熱網(wǎng)絡(luò )復雜,換熱器型式較多。低因此,液氨管道和液位計宜布置在換熱器的兩溫甲醇洗是低溫吸收、高溫解吸的過(guò)程,為了盡側,這樣既可避免管道和液位計相碰,也方便儀可能回收能量,該裝置配套多種型式的換熱器,表、閥門(mén)的安裝、檢修。液氨、氣氨管道內易發(fā)如普通管殼式、繞管式、板式換熱器等,對于不生相變而產(chǎn)生兩相流現象,管道走向應“步步同型式的換熱器,應根據其結構特點(diǎn)進(jìn)行合理配高”或“步步低”,避免出現“袋形”。管設計,以滿(mǎn)足工藝及裝置穩定運行的要求。3低溫甲醇洗配管設計要求3.1低溫泵的配管)mm x 40mm連接到繞管換熱器F2口泵在低溫下運行時(shí),低溫會(huì )對與泵相接的管道產(chǎn)生較大的推力和應力,即使不大的推力,也連接到繞管換熱器F1口POmum x 50mm會(huì )產(chǎn)生很大的應力,所以低溫泵管道布置要盡可能考慮管道柔性S(a)管殼式換熱器(b)繞管式換熱器由于甲醇溶液溶有大量氣體,在流動(dòng)過(guò)程中圖3換熱器管道典型布置介質(zhì)極易汽化,為防止泵發(fā)生汽蝕,泵入口管道3.3減壓調節閫組的配管應盡量短,少拐彎,避免出現“袋形”。泵水平低溫甲醇洗是一個(gè)高壓吸收、低壓解吸的過(guò)吸入管連接異徑管,應采用頂平安裝,泵入口典程,一般情況下從高壓到低壓都是通過(guò)減壓閥組型配管如圖2(a)所示。泵出口管道為防止閥來(lái)實(shí)現。吸收了酸性氣的富甲醇經(jīng)減壓閥降壓門(mén)安裝過(guò)高,增加管道柔性,止回閥安裝在水平后,富甲醇閃蒸出部分酸性氣而產(chǎn)生兩相流現管上,彎管底部設置支吊架,泵岀口典型配管如象,如果管道布置及支吊架設置不合理,易造成圖2(b)所示。管道振動(dòng),影響裝置穩定運行。因此,減壓閥組3.2低溫換熱器的配管應靠近中壓閃蒸塔布置,使兩相流管道盡量短,管殼式換熱器的固定點(diǎn)一般都在筒體支座管道走向應“步步高”,避免出現“袋形”。減上,因此,凡在封頭管口連接的管道都要考慮筒壓閥后支吊架宜設置固定架,減壓閥前宜設置徑0中氪肥第4期向限位導向支架,以防止管道振動(dòng)。管前要做詳細的配管研究,統籌考慮,使管口方3.4塔器的配管位設計更加合理。無(wú)特殊要求和限制的條件下本裝置規模為600kta合成氨系統,低溫甲塔上所有人孔應盡量布置在同一方位,這樣既方醇洗裝置采用8塔流程,其配管主要圍繞這8個(gè)便操作和檢修,又美觀(guān)。塔進(jìn)行,因此,塔的管口方位設計及配管對裝置液體的穩定運行非常關(guān)鍵。本裝置的特點(diǎn)為:塔徑液體塔分布器分布器溢流堰流堰大,內件結構相對復雜,均采用浮閥塔盤(pán),以四溢流、雙溢流塔盤(pán)為主;進(jìn)岀塔管徑較大,配管270990°270液體不僅要滿(mǎn)足工藝及內件的要求,而且也要滿(mǎn)足管口方位、操作檢修、節省材料的要求。(1)本裝置以低溫塔為主,進(jìn)出塔的管道J180(a)雙溢流塔(b)四溢流塔應考慮低溫對管口受力的影響,以免管口受力太圖5液相進(jìn)料分布器大。沿塔垂直管道固定架一般設置在塔體靠近管人孔方位人孔方位口處,固定架與管口之間管道應有足夠的柔性,避免管口受力太大。由于管徑較大,考慮到管道支吊架的設置,管道應盡量靠近塔體,典型配管降液管降液管降液管如圖4(a)所示。(2)沿塔布置的多個(gè)大直徑管道,應均勻受液盤(pán)受液盤(pán)布置,以免因管道重力造成塔體過(guò)大的偏載,如圖4(b)所示。一般情況塔體壁厚較薄,沿塔人孔方位〃人孔方位的范圍垂直布置的管道應盡量考慮地面支撐,避免塔體預焊件受力過(guò)大而引起塔體局部變形。DN1000(a)雙溢流塔(b)四溢流塔固定架DN8OO圖6人孔方位開(kāi)設范圍(5)系統塔器液位控制點(diǎn)較多,關(guān)鍵部位同時(shí)設有就地、遠傳和聯(lián)鎖液位計。液位計管口導向架方位應遠離降液區,避免因液相落差而造成液位DN1200的波動(dòng),引起測量誤差。液位計應位于梯子平臺(a)主視圖(b)俯視圖可操作區域,對于較長(cháng)的液位計,為安裝、檢修圖4塔器管道布置方便,液位計應盡量靠近直爬梯。(3)液相進(jìn)料管受塔盤(pán)型式影響較大,管3.5尾氣放空管道設計必須開(kāi)設在上下兩塊塔盤(pán)非降液區,選擇合理無(wú)特殊要求的情況下,低溫甲醇洗尾氣放空的進(jìn)料分布器,使液相均勻地落在受液盤(pán)區域。管道一般連接在CO2汽提/解吸塔塔頂,放空高對于四溢流塔盤(pán),需設置2個(gè)對稱(chēng)的進(jìn)料管口,度約為86.7m,其管道布置及彈簧吊架型式才能有效利用塔盤(pán),提高塔盤(pán)效率。雙溢流塔和如圖7所示。裝置運行情況下,尾氣水洗塔為常四溢流塔液相進(jìn)料分布器如圖5所示溫塔,CO2汽提/解吸塔為低溫塔,從尾氣水洗(4)人孔應設置在操作區,并設梯子平臺。塔塔頂至CO2汽提/解吸塔之間的尾氣管道在垂人孔方位應設在非降液區,雙溢流和四溢流塔盤(pán)直方向存在一定的熱位移,因此,該常溫管道需人孔開(kāi)設范圍如圖6所示。四溢流塔盤(pán)人孔開(kāi)設經(jīng)應力核算,生根在CO2汽提/解吸塔上的支撐的范圍較小,在進(jìn)岀塔管口較多的的情況下,配應選擇徑向限位彈簧吊架,彈簧支吊架的選型應第4期中氬肥No 42015年7月M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressJu.2015GE水煤漿氣化裝置渣水分離問(wèn)題探討毛兆鋒,李志祥,劉澤(神華包頭煤化工有限責任公司,內蒙古包頭014000[摘要]以神華包頭煤化工有限責任公司CE水煤漿氣化裝置為例,簡(jiǎn)介其2種排渣方式,對渣水分離系統出現的問(wèn)題進(jìn)行分析、探討與總結,并提出解決方案。[關(guān)鍵詞]CE水煤漿氣化;渣水分離系統;排渣方式;問(wèn)題解廢渣利用[中圖分類(lèi)號]TQ546[文獻標志碼]B[文章編號]1004-9932(2015)04-0031-0GE水煤漿氣化裝置作為神華包頭煤化工有解決方案。限責任公司1800k/a甲醇裝置的龍頭,其運行1渣水分離系統介紹的平穩程度直接決定后系統的連續生產(chǎn)狀況。從氣化裝置開(kāi)車(chē)近5a來(lái)的運行情況尤其是開(kāi)車(chē)初1.1渣水分離的重要性期來(lái)看,氣化爐運行周期較短、計劃停車(chē)次數偏GE水煤漿氣化為高溫下(1350℃)以濃多。氣化裝置的連續穩定運行受諸多操作變量因度60%(質(zhì)量分數)左右的水煤漿、純度>素的影響,本文著(zhù)重從氣化渣水分離方面著(zhù)手,99.6%的氧氣為原料進(jìn)行的加壓(6.5MPa)氣對渣水分離系統出現問(wèn)題的原因進(jìn)行剖析探究,化,反應生成的高溫粗煤氣及溶渣進(jìn)入激冷室冷并針對現有的煤氣化裝置的運行狀況提出可行的卻,原料煤中灰分等雜質(zhì)變成的熔融態(tài)的粗渣經(jīng)激冷水降溫后固化,在激冷室底部與激冷水沉降[收稿日期]2015-01-13[作者簡(jiǎn)介]毛兆鋒(1985—),男,寧夏中衛人,助理工程師。分離后經(jīng)鎖斗排到渣池;氣化爐激冷室中洗滌粗嚴格按照應力分析結果并結合作用在彈簧支吊架重要的作用。氣液兩相流、低溫是本裝置的顯著(zhù)上的荷載統籌考慮。特點(diǎn),配管過(guò)程中要綜合考慮介質(zhì)特性、裝置特點(diǎn),并嚴格遵循工藝要求,將系統中的安全隱患盡量消除,保證裝置穩定、長(cháng)周期運行。同時(shí),彈簧支吊架管道布置既要滿(mǎn)足生產(chǎn)中的操作和檢修要求,又CO2汽提要節省材料,減少裝置投資。/解吸塔彈簧支吊架[參考文獻][]王顯炎.大型煤氣化配套低溫甲醇洗的優(yōu)勢[J.化工設水洗塔[2]唐宏青,低溫甲醇洗凈化技術(shù)[J],中氮肥,2008(1):(a)管道布置(b)彈簧支吊架[3]汪家銘.低溫甲醇洗凈化工藝的技術(shù)進(jìn)展及應用概況[J」圖7尾氣放空管道布置及支吊架型式化肥設計,2008(1):25-28[4]崔紹華,CFX在加氫精制裝置加熱爐入口管道布置的應用4結語(yǔ)[冂].石油化工設計,2013(3):24-26[5]GB50316—2000.工業(yè)金屬管道設計規范[S].北京:中低溫甲醇洗裝置利用甲醇在低溫高壓下脫除國計劃出版社,2008:74粗合成氣中的酸性氣組分以達到凈化的目的,合[6]HG/20546-200.,化工裝置設備布置設計規定[S].北理的管道布置,對整個(gè)裝置的穩定運行有著(zhù)非常京:中國計劃出版社,2010:36