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(jié)沈軍(貴州省化工醫(yī)藥規(guī)劃設(shè)計(jì)院,貴州貴陽(yáng),55000)摘要根據(jù)煤制合成氣低溫甲醇洗滌凈化工藝裝置系統(tǒng)特點(diǎn),對(duì)其管道布置在工程設(shè)計(jì)時(shí)的一些特殊要求進(jìn)行總結(jié),供工程設(shè)計(jì)人員參考。關(guān)鍵詞低溫甲醇洗滌凈化管道布置中圖分類號(hào)TQ055.81;TQ546.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào)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(shù)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(yīng)特別注意。該過(guò)程大量采用德國(guó)魯奇( Lurgi)公司和林德1.2.1應(yīng)避免兩相流管線形成液袋Linde)公司的低溫甲醇洗滌技術(shù)來(lái)對(duì)煤制合成氣由于氣液兩相流管線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(dāng)介質(zhì)流動(dòng)速度過(guò)低時(shí),有可能充滿低點(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(dá)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(fù),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(tǒng)特點(diǎn)體平均速度大得多的速度推著液體流動(dòng),碰撞回復(fù)1.1低溫管件,形成激震力,從而引起管道的嚴(yán)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(xiàn)韌性下降、易脆的現(xiàn)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),不僅要滿足工藝要求,而且要盡量考慮其經(jīng)濟(jì)性。圖1管線液袋的形成1.1.2低溫泵的管道布置1.2.2應(yīng)避免兩相流管線形成氣袋由于泵是回轉(zhuǎn)機(jī)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(zhuǎn)軸的定位偏移,軸承袋,因此在管道的配置中,應(yīng)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(yīng)可避免時(shí),則應(yīng)在最高點(diǎn)設(shè)置放空閥。如圖2力。因此,為保證泵的機(jī)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(zhǎng),可通過(guò)加設(shè)彎管來(lái)增加管系的柔性,消除對(duì)泵的推力。1.1.3低溫對(duì)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必須考慮因換熱器筒體膨脹而中國(guó)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(yīng)避免直管連接,必要時(shí)可設(shè)變管,以消除管口圖2消除氣袋設(shè)計(jì)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(jié)291.2.3立管管徑應(yīng)比水平管徑稍小1.3.1對(duì)管線的影響在氣液兩相流管道布置時(shí),立管管徑應(yīng)比水平由于甲醇易汽化,流體在管道內(nèi)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(xiàn)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(nèi)壁流動(dòng),體的線速度,使流體的控制困難,并難于計(jì)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泵管線的布置體帶走。這種流型比較穩(wěn)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(duì)泵進(jìn)行配管設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)特別注意,以免發(fā)生的b氣蝕現(xiàn)象。首先在吸入管段不得有氣袋產(chǎn)生(因?yàn)槲牍芄芟涤捎跉怏w積聚,也會(huì)發(fā)生氣蝕),并且當(dāng)泵的吸入管系有變徑時(shí),水平人口管線要采用平頂?shù)钠漠悘焦?以防變徑處氣體積聚,產(chǎn)生氣袋。另外,當(dāng)塔、槽最低液面與泵入口中心線高度確定后,為提高有效汽蝕余量,應(yīng)減少入口管系的阻力。例如泵的入口在滿足應(yīng)力允許的范圍內(nèi),應(yīng)盡b量縮短長(zhǎng)度,減少?gòu)濐^,其管徑應(yīng)比泵入口管口直徑圖3立管管徑與振動(dòng)情況大1-2級(jí),以減少阻力。1.2.4進(jìn)高塔管線的布置14系統(tǒng)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(duì)塔沖擊比較大,從而會(huì)引起塔的振動(dòng),所以在置內(nèi)的甲醇不能隨意排放,要通過(guò)導(dǎo)淋總管匯入污進(jìn)塔之前應(yīng)對(duì)管子進(jìn)行擴(kuò)徑,對(duì)于部分管線,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(kuò)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(kuò)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(xiàn)的環(huán)狀流則會(huì)變?yōu)椴盍骰鹁嫦到y(tǒng)燃燒后排放?；?qū)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(shè)計(jì)于水平管段,如圖4,如若置于立管,由于擴(kuò)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(shè)備的配管相比,其特點(diǎn)是首先要滿足工藝和塔內(nèi)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(jì)。因此要在充分了解塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工藝操作的基礎(chǔ)上,精心設(shè)工藝所要求的水平管段長(zhǎng)度下面著重談?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(shè)方位受塔內(nèi)塔盤(pán)的降液板位置限制最嚴(yán)格,必須開(kāi)設(shè)在上下兩塊塔盤(pán)的非b俯視圖降液區(qū)域,必要時(shí)可開(kāi)設(shè)兩個(gè)對(duì)稱布置的管口,才能圖4高塔管線布置有效的利用相應(yīng)的塔盤(pán),提高塔盤(pán)的效率,如圖6。1.2.5進(jìn)換熱器管線的布置f:從檢修和操作十考慮,人孔方位應(yīng)朝由于介質(zhì)為兩相流動(dòng),流動(dòng)的測(cè)量?jī)x表不能準(zhǔn)向中國(guó)煤化工開(kāi)設(shè)在沒(méi)有降液板確計(jì)量,也不能靠閥門調(diào)節(jié)。因此,對(duì)進(jìn)入換熱器的的方CNMHG便,而且美觀。兩相流管線,應(yīng)采用對(duì)稱布置,使流體平均分配到各(3)儀表接口:液位計(jì)及液位調(diào)節(jié)器的接口應(yīng)開(kāi)支管,以達(dá)到較好的換熱效果,如圖5設(shè)在能從平臺(tái)或梯子上容易觀測(cè)和檢修的位置,并1.3甲醇的易汽化性且不應(yīng)開(kāi)設(shè)在降液區(qū),以免受流入液體的影響而計(jì)貴州化工2007年2月30Guizhou Chemical Industry第32卷第1期而設(shè)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?shù)墓芫€必須考慮塔的熱脹。若是靠重力回流時(shí),要設(shè)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(yīng)短而少?gòu)?并要有足夠的柔性以減少對(duì)泵嘴的圖5換熱器管線布置應(yīng)力。(5)塔的安全放空:由于安全閥后要接往泄壓系N5A統(tǒng),因此安全閥要安裝在高于泄壓總管的最低平臺(tái)N6B處,使閥后排出管線最短,而且管內(nèi)不積存液體。NGAHNSA參考文獻(xiàn)[1]張德姜、趙勇等.石油化工工藝管道設(shè)計(jì)與安裝[M].北京:中國(guó)石化出版社,2001圖6堪的配管設(shè)計(jì)[2]化學(xué)工業(yè)部化工工藝配管設(shè)計(jì)技術(shù)中心站化工管路量不準(zhǔn)。手冊(cè),下冊(cè)[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1988溫度計(jì)的測(cè)量口一般應(yīng)開(kāi)設(shè)在液相區(qū)域,而壓3]蔡爾輔石油化工管道設(shè)計(jì)[M北京:化學(xué)工業(yè)出版力計(jì)的測(cè)量口則應(yīng)開(kāi)設(shè)在汽相區(qū)域內(nèi)。社,2004(4)塔上管線的垂直布置:為了減少支撐,若無(wú)(收稿日期2006-06-14)特殊要求管線離開(kāi)管口后應(yīng)立即向下,并沿著與塔作者筒介平行的方向盡可能集中布置,以利統(tǒng)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直在貴州省化工醫(yī)藥規(guī)劃設(shè)計(jì)院從事化工、醫(yī)藥設(shè)計(jì)工最好能考慮地面支撐(在地面設(shè)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(guó)磷資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足磷化工發(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(dāng)時(shí)的250元上漲到了現(xiàn)在的320元,貨緊、質(zhì)次成為當(dāng)前磷礦供應(yīng)的突出問(wèn)題。2006年,許多遠(yuǎn)離資源地的磷肥企業(yè)因原料供應(yīng)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(lì)有實(shí)力的企業(yè)走礦肥結(jié)合、酸肥結(jié)合之路,促進(jìn)硫磷資源合理開(kāi)發(fā)利用國(guó)家已采取措施限制磷礦出口,同時(shí)大力鼓勵(lì)進(jìn)口,鼓勵(lì)有中國(guó)煤化工則用境外資源。磷肥協(xié)會(huì)正在研究鼓勵(lì)磷礦進(jìn)口措施,與國(guó)家有關(guān)部門商討能否HCNMHG面鼓勵(lì)磷礦進(jìn)口。