煤制合成氣低溫甲醇洗工序管道布置總結

貴州化工2007年2月Guizhou Chemical Industry第32卷第1期煤制合成氣低溫甲醇洗工序管道布置總結沈軍(貴州省化工醫藥規劃設計院,貴州貴陽(yáng),55000)摘要根據煤制合成氣低溫甲醇洗滌凈化工藝裝置系統特點(diǎn),對其管道布置在工程設計時(shí)的一些特殊要求進(jìn)行總結,供工程設計人員參考。關(guān)鍵詞低溫甲醇洗滌凈化管道布置中圖分類(lèi)號TQ055.81;TQ546.4文獻標識碼B文章編號1008-9411(2007)01-0028-03前言1.2溶有氣體的甲醇的兩向流動(dòng)性由于甲醇中溶有大量氣體,所以在大多數情況在以煤為原料制合成氨、甲醇等的工藝過(guò)程中,下,管線(xiàn)介質(zhì)呈兩相流動(dòng)比較多,因此在管道布置中需要脫除合成氣中的OO2,H2S等酸性氣體。目前,應特別注意。該過(guò)程大量采用德國魯奇( Lurgi)公司和林德1.2.1應避免兩相流管線(xiàn)形成液袋Linde)公司的低溫甲醇洗滌技術(shù)來(lái)對煤制合成氣由于氣液兩相流管線(xiàn)是由氣體和液體兩種流體的酸性氣體進(jìn)行脫除組成,如果配管時(shí)形成液袋,則液體就會(huì )在低點(diǎn)積低溫甲醇洗是一種物理洗滌法,以甲醇作為洗聚,當介質(zhì)流動(dòng)速度過(guò)低時(shí),有可能充滿(mǎn)低點(diǎn)管子滌劑,利用變換氣中各組分在低溫甲醇中具有不同如圖1中的(a),接下來(lái)后面的氣體則會(huì )把低點(diǎn)所積溶解度的特點(diǎn),用低溫甲醇來(lái)吸收變換合成氣中的聚的液體推走,如圖1中的(b),接下來(lái)又會(huì )有液體CO2、H2S等氣體,從而達到凈化合成氣的目的。在低點(diǎn)積聚,氣體再把液體推走,如此反復,最后形成柱狀流,如圖1中的(c),這種情況下氣體以比液1系統特點(diǎn)體平均速度大得多的速度推著(zhù)液體流動(dòng),碰撞回復1.1低溫管件,形成激震力,從而引起管道的嚴重振動(dòng)。甲醇在低于-30℃時(shí),吸收OO2、H2S、OOS等極性氣體的溶解度增加,因此,低溫是該過(guò)程的關(guān)1.1.1低溫管材的選取般的鐵素體鋼,在低溫條件下會(huì )出現韌性下降、易脆的現象。因此為保證材料在低溫時(shí)的韌性本工序多采用含鎳的低合金鋼,這就要求在配管時(shí),不僅要滿(mǎn)足工藝要求,而且要盡量考慮其經(jīng)濟性。圖1管線(xiàn)液袋的形成1.1.2低溫泵的管道布置1.2.2應避免兩相流管線(xiàn)形成氣袋由于泵是回轉機械,即使不大的管系推力作用液兩相流管子在管道的最高點(diǎn)極易產(chǎn)生氣在泵的接口法蘭上,也會(huì )使回轉軸的定位偏移,軸承袋,因此在管道的配置中,應盡量減少最高點(diǎn),在不燒壞然而低溫又容易使管系產(chǎn)生較大的推力和應可避免時(shí),則應在最高點(diǎn)設置放空閥。如圖2力。因此,為保證泵的機械性能,需要泵口管系有足夠的柔性,連接泵口的管道直管段不宜過(guò)長(cháng),可通過(guò)加設彎管來(lái)增加管系的柔性,消除對泵的推力。1.1.3低溫對換熱器的配管影響換熱器的固定點(diǎn)一般是在其筒體上,因此凡連接封頭端管口的管線(xiàn)必須考慮因換熱器筒體膨脹而中國煤化工產(chǎn)生的位移影響,以免管口承受過(guò)大的推力。另外,CNMHG若上下兩層之間換熱器有管道連接,要注意兩管口之間應避免直管連接,必要時(shí)可設變管,以消除管口圖2消除氣袋設計圖推力。2007年2月第32卷第1期沈軍:煤制合成氣低溫甲醇洗工序管道布置總結291.2.3立管管徑應比水平管徑稍小1.3.1對管線(xiàn)的影響在氣液兩相流管道布置時(shí),立管管徑應比水平由于甲醇易汽化,流體在管道內流動(dòng),即使產(chǎn)生管徑稍小,以提高介質(zhì)流速,使之形成環(huán)狀流,如圖很小的阻力,都會(huì )出現兩相流動(dòng),也就會(huì )增加兩相流3中的a,在這種情況下,液體呈膜狀沿管內壁流動(dòng),體的線(xiàn)速度,使流體的控制困難,并難于計量。氣體則沿管中心高速流動(dòng),部分液體為霧狀而被氣1.3.2泵管線(xiàn)的布置體帶走。這種流型比較穩定,可以避免介質(zhì)在低速由于甲醇的易汽化性,而且往往溶有大量氣體,下形成的柱狀流所帶給管子的振動(dòng)情況。如圖3中因此在對泵進(jìn)行配管設計時(shí),應特別注意,以免發(fā)生的b氣蝕現象。首先在吸入管段不得有氣袋產(chǎn)生(因為吸入管管系由于氣體積聚,也會(huì )發(fā)生氣蝕),并且當泵的吸入管系有變徑時(shí),水平人口管線(xiàn)要采用平頂的偏心異徑管,以防變徑處氣體積聚,產(chǎn)生氣袋。另外,當塔、槽最低液面與泵入口中心線(xiàn)高度確定后,為提高有效汽蝕余量,應減少入口管系的阻力。例如泵的入口在滿(mǎn)足應力允許的范圍內,應盡b量縮短長(cháng)度,減少彎頭,其管徑應比泵入口管口直徑圖3立管管徑與振動(dòng)情況大1-2級,以減少阻力。1.2.4進(jìn)高塔管線(xiàn)的布置14系統流體物性特點(diǎn)氣液兩相流介質(zhì)在進(jìn)入高塔時(shí),由于介質(zhì)流速(1)液體:由于溶有氣體的甲醇液體有毒,故裝過(guò)高對塔沖擊比較大,從而會(huì )引起塔的振動(dòng),所以在置內的甲醇不能隨意排放,要通過(guò)導淋總管匯入污進(jìn)塔之前應對管子進(jìn)行擴徑,對于部分管線(xiàn),為了使甲醇槽,然后由泵送入蒸餾塔回收循環(huán)利用。液在進(jìn)塔之前有更好的分離效果,在擴徑后還需(2)氣體:由于夾帶、溶解于甲醇中的H、CO、保留一定的水平管段。由于擴徑后介質(zhì)的流速降H2S等氣體有毒且易燃,不能直接排入大氣,須送入低,介質(zhì)在立管上所呈現的環(huán)狀流則會(huì )變?yōu)椴盍骰鹁嫦到y燃燒后排放?；驅恿?這種情況下氣液兩相分層,故此異徑管宜置1.5塔的配管設計于水平管段,如圖4,如若置于立管,由于擴徑介質(zhì)低溫甲醇洗的配管,主要是圍繞二個(gè)低溫吸收流速下降,在立管就會(huì )形成柱狀流,從而引起管子振塔(甲醇吸收塔、再吸收塔)和一個(gè)高溫解析塔(熱再生塔)進(jìn)行。因此,塔的配管就顯得尤為重要。塔的配管和其它設備的配管相比,其特點(diǎn)是首先要滿(mǎn)足工藝和塔內塔盤(pán)的布置要求,另外還要求做到布置簡(jiǎn)化、操作簡(jiǎn)便、檢修容易、用材經(jīng)濟。因此要在充分了解塔的內部結構、工藝操作的基礎上,精心設工藝所要求的水平管段長(cháng)度下面著(zhù)重談?wù)勊墓芸诜轿坏拇_定和配管:(1)含有甲醇的進(jìn)料管:由于含有氣體的甲醇為氣液兩相流動(dòng)流體,其開(kāi)設方位受塔內塔盤(pán)的降液板位置限制最嚴格,必須開(kāi)設在上下兩塊塔盤(pán)的非b俯視圖降液區域,必要時(shí)可開(kāi)設兩個(gè)對稱(chēng)布置的管口,才能圖4高塔管線(xiàn)布置有效的利用相應的塔盤(pán),提高塔盤(pán)的效率,如圖6。1.2.5進(jìn)換熱器管線(xiàn)的布置f:從檢修和操作十考慮,人孔方位應朝由于介質(zhì)為兩相流動(dòng),流動(dòng)的測量?jì)x表不能準向中國煤化工開(kāi)設在沒(méi)有降液板確計量,也不能靠閥門(mén)調節。因此,對進(jìn)入換熱器的的方CNMHG便,而且美觀(guān)。兩相流管線(xiàn),應采用對稱(chēng)布置,使流體平均分配到各(3)儀表接口:液位計及液位調節器的接口應開(kāi)支管,以達到較好的換熱效果,如圖5設在能從平臺或梯子上容易觀(guān)測和檢修的位置,并1.3甲醇的易汽化性且不應開(kāi)設在降液區,以免受流入液體的影響而計貴州化工2007年2月30Guizhou Chemical Industry第32卷第1期而設置過(guò)多的彈簧支架或是因局部受力過(guò)大而引起塔身的局部變形,使塔更安全可靠。塔的回流若是靠泵供給時(shí),從泵到塔頂的管線(xiàn)必須考慮塔的熱脹。若是靠重力回流時(shí),要設置平衡塔的液封,以免氣體短路。抽出管與泵相連時(shí),管路應短而少彎,并要有足夠的柔性以減少對泵嘴的圖5換熱器管線(xiàn)布置應力。(5)塔的安全放空:由于安全閥后要接往泄壓系N5A統,因此安全閥要安裝在高于泄壓總管的最低平臺N6B處,使閥后排出管線(xiàn)最短,而且管內不積存液體。NGAHNSA參考文獻[1]張德姜、趙勇等.石油化工工藝管道設計與安裝[M].北京:中國石化出版社,2001圖6堪的配管設計[2]化學(xué)工業(yè)部化工工藝配管設計技術(shù)中心站化工管路量不準。手冊,下冊[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1988溫度計的測量口一般應開(kāi)設在液相區域,而壓3]蔡爾輔石油化工管道設計[M北京:化學(xué)工業(yè)出版力計的測量口則應開(kāi)設在汽相區域內。社,2004(4)塔上管線(xiàn)的垂直布置:為了減少支撐,若無(wú)(收稿日期2006-06-14)特殊要求管線(xiàn)離開(kāi)管口后應立即向下,并沿著(zhù)與塔作者筒介平行的方向盡可能集中布置,以利統一支撐。另外沈軍,2001年7月畢業(yè)于貴州工業(yè)大學(xué),2001年至今由于幾個(gè)塔一般都為薄壁塔,所有垂直布置的管線(xiàn)直在貴州省化工醫藥規劃設計院從事化工、醫藥設計工最好能考慮地面支撐(在地面設置彈簧,用假腿支作撐),這樣可避免因塔身單個(gè)焊件不能承受過(guò)大的力Piping of cryogenic Methanol- washing System for Coal-based Sythesis GasShen JunGuizhou Chemical Engineering and Pharmaceutic Planning Design Institute, Guizhou, 550002)Abstract: Based the characteristics of the cryogenic methanol -washing system for coal- based synhesisplant, the special piping requirements inengineering design are summarized in this artical for the designer'referrenceKey words: Cryogenic methanol; washing -rectisol; piping磷礦資源日趨緊張由于開(kāi)發(fā)滯后與資源消耗速度增快,我國磷資源遠遠不能滿(mǎn)足磷化工發(fā)展需要,從204年下半年開(kāi)始,磷礦價(jià)格大輻上漲,品位32%磷礦坑口價(jià)已由當時(shí)的250元上漲到了現在的320元,貨緊、質(zhì)次成為當前磷礦供應的突出問(wèn)題。2006年,許多遠離資源地的磷肥企業(yè)因原料供應不足而頻頻停產(chǎn)、限產(chǎn)為解決這一問(wèn)題,磷肥協(xié)會(huì )鼓勵有實(shí)力的企業(yè)走礦肥結合、酸肥結合之路,促進(jìn)硫磷資源合理開(kāi)發(fā)利用國家已采取措施限制磷礦出口,同時(shí)大力鼓勵進(jìn)口,鼓勵有中國煤化工則用境外資源。磷肥協(xié)會(huì )正在研究鼓勵磷礦進(jìn)口措施,與國家有關(guān)部門(mén)商討能否HCNMHG面鼓勵磷礦進(jìn)口。