关于甲醇洗涤塔的技术管理

第11卷第5期神華科技2013年9月.VOL1I NO.5Sep.2013关于甲醇洗涤塔的技术管理谭立平(中国神华煤制油化工有限公司北京工程分公司,北京, 10011)摘要: 在合成气净化装置中,甲醇洗涤塔是净化单元非常重要的一台设备,由于其压力高(中压 .3.8MPa),又是低温容器(-70C),为了保证设备在生产过程中长周期运行,在设计、制造和安装过程中,须全程进行管理,本文主要论述甲醇洗涤塔的技术管理。关键词:甲醇洗涤塔材料管理焊接中图分类号:TQ2文献标识码:B文章编号:1674-8492(2013 )05- -072- -04的材料,在设计制造方面有特殊的补充要求。1前言塔体的上段选材,根据甲醇洗涤塔的设备工况，在工程公司的项目设备管理中，由于管理的内须选择低温压力容器用钢。09MnNiDR是国内最好的容较多,需和公司各专业工程技术人员、设计单位技抗低温Ni钢板,含Ni量0.5%,它的使用温度为-70C。术人员施工单位技术人员、制造单位技术人员进行而塔上段的设计温度为-70C,没有温度富裕。另外沟通与联系,解决设备的设计、采购、.制造和安装等09MnNiDR根据GB3531-96标准，国内钢厂此材料一系列问题。因煤制氢装置需管理的设备较多,本文最大钢板厚度不超过60mm( GB3531- -2008标准钢板论述煤制氢的重要设备一甲 醇洗涤塔设备的技术最大厚度可用到120mm),没有厚度富裕,且国内当管理。时09MnNiDR用于设计温度为-70C的业绩不多。当时该钢种只用到-50C的低温,-70C未实际使用2甲醇洗涤塔的设备参数过,焊接工艺稍有不当,-70C的冲击功达不到标准甲醇洗涤塔是低温甲醇洗单元中的主要设备之要求(现在09MnNiDR已有多年使用业绩,可用于一。甲醇洗涤塔的设备数据:工艺介质:变换合成气+此工况)。甲醇，上段设计温度约为- -709C,下段设计温度约为查ASME2004《铁基材料》SA20表A2.15中低温-45C,上下段设计压力都为3.8MPa,直径约为3.8m。材料,知SA662及SA537的含NI量较低,在厚度50~此塔为板式吸收塔,利用低温甲醇吸收二氧化碳及硫75mm范围内,使用温度为-60以上(在满足冲击功化氢能力强的特点,塔的上段甲醇吸收变换工艺气体的前提下),也不满足设计工况的要求。SA203Gr A、B中二氧化碳(塔下切线至上下段连接焊缝约42m),塔含Ni量2.5%，在满足平均冲击功20J的条件下,最的下段甲醇吸收工艺气体中的硫化氢(塔上切线至.大使用厚度为60mm，不满足钢板厚度要求。上下段连接焊缝约19m)。此塔筒体两切线相距约SA203Gr.D的焊Ni量为3.5% ,在设备壁厚50~75mm61m,塔内设双溢流塔盘,第二类压力容器(见表1)。范围内,能用于-879C以上(即冲击功符合标准规范表1变换合成 气进入甲醇洗涤塔前的化学成份( % )要求)的温度。故此遵照林德工艺要求,塔上段为SA203Gr.D。HCCO2HS+COS塔体下段选材必须能耐-45C的低温，国内材料55.0138.50.08 .5.4216MnDR只能用于-40C的工况，不满足要求。SA516Gr70在-45C工况下，使用钢板厚度上限为3塔体的选材35mm(查2004ASME规范),即使用厚度≤35mm。甲醇洗涤塔的选材，在设备技术管理中非常重根据相关规范进行计算,塔体下段其计算厚度需要,国内有专门的低温钢标准规范(如GB150附录C56mm,显然下段采用SA516Gr70材质也不能满足要.和HGT20585)。国外在ASME规范中,对低温钢部分求。下段可以采用SA203Gr.D .SA662及SA537材料，.●74.神萧科技第5期寿命。由于SA203Gr.D是ASME标准中的低温钢,国分各占50%。主要评分内容包括:制造资质文件、设内的压力容器钢板生产厂一舞阳钢厂 、武钢和重备供货范围和工作范围、设备的卷板能力、热处理炉钢，当时没有生产3.5Ni容器钢板的业绩(舞阳钢厂能力、吊装能力、焊接机具及射线能力、现场组对能2007年后开始试生产SA203E),SA203Gr:D只能进口。力、交货进度等。经询价后,参加投标的单位都是国据调查国外的制造厂一德国的迪林根和韩国的浦内制造压力容器的知名厂家,由专家委员会评审打项制铁,都有制造此材料的业绩,生产SA203GrD的冲分。因西安某设备有限公司有较多制造SA203Gr.D和击功都在100J以上,故选择这两家为生产SA203Gr.D09MnNiDR压力容器的业绩,最后确定为甲醇洗涤塔钢板的候选单位(见表5)。.的供货厂家。表5实际供应的韩国浦项 制铁的SA203Gr.D化学成份机械性能6设备管理 中的审图机械性能化学成份设备管理中的审图,是在设计阶段技术管理中的Mpa,%)零下87度硬(%)重要的一环。审图管理和设计单位的校审不同,主要钢板规格冲击功(J)度~YPTS EL是审查安全性、可施工性、可维修性及经济性,设备的NiMn CEQ结构应便于业主的维修及备件的更换。甲醇洗涤塔中0.0825 0.253 008,应重点审查设备吊耳的设置、设备的基础模板。62 x2825x 6200 34453834 180 130 170 177 0.0032,3.510.639,6.1设备图纸中 吊耳的审查0.446 .目前很多大型设计单位负责工程总承包，安装0.0833 0.262 0.00662 x2825x 6200 34652735 189 180 149 158 000 3.530.641.施工须进行管理,因此设备设计必须考虑吊装。根据0.449HG20585标准设备厚度≥16mm,必须进行焊后热处理,即此台设备应在设计阶段就应考虑设置吊耳。此62 x2825x6200 348 521 36117,146,120 158 0.0003 3.53 0.641,台设备设计单位按HCT21574及SH/T3515标准选择轴式吊耳(两个对称布置),吊耳位置应在重心以上,09MnNiDR国内当时的钢板生产厂家为:重钢、设计单位对设备吊耳和设备壳体进行了应力计算,武钢舞阳钢厂。其中后两家质量较好,因舞阳生产应力计算合格。的钢板厚度及低温冲击功高于武钢，是国内生产中但是根据HGT21574标准，单个设备吊耳的最大厚板的著名厂家,故此选择舞阳钢厂作为09MnNiDR承重力为200t,而甲醇洗涤塔的重量约为400t,那么的供货单位。将以上主材的供货钢厂,写人技术附件单个吊耳实际承重200t,考虑实际吊装时设备有所中候选分包商名单中。倾斜，实际上单个吊耳有可能超过200t,超出了标5.3关键及特殊材料设备的技术规格书准。于是建议设计单位在设备底部设置溜尾吊耳,设设备技术附件签订,还应对特殊材料,给出钢板计单位根据SH/T3515表D.1 ,选定吊耳结构类型IV,的制造供货指标要求(S、P含量,化学性能,冲击功，单个吊耳可承受300t,项目组要求设计单位(总承包碳当量等)。因为钢板的标准规范及国外的规范中,单位),向大件吊装单位提供计算书复核。吊装单位很多检查和试验内容要求不是强制项,需订货单位、同意在设备裙座处,设置溜尾吊耳的方案,溜尾吊耳.使用单位和设计单位在技术附件中共同确定。因此，的设置尺寸,参考HGT21574标准进行。要求设计单位根据设备及材料的特殊性，编写技术在施工阶段中实际设备的吊装施工方案为:采规格书。如甲醇洗涤塔体上段SA203Gr.D材料的设用平衡梁主吊,用1100t吊车挂在轴式吊耳上,单辅计单位,写出了制造的技术规格书。吊采用250t吊车抬设备下部,当设备仰角为70°~75°5.4 设备询价文件发出前的评分时附吊脱钩,主吊继续安装就位。在甲醇洗涤塔设备询价文件发出之前,需要技术6.2设备基础模板的审查人员制订设备的评分标准,评分标准有综合评分法和此台设备总高将近70m,设备设计时须考虑风载最低评标价格法。此台设备制造供货商的工作范围荷、压力载荷及地震载荷等因素。根据JB4710标准，是制造设备,评分按综合评分法进行,技术分和商务H/D( 7000/3800)>15, H>30m为高振型塔,还须考虑.第5期谭立平:关于甲醇洗涤塔的技术管理●75●横风向风振,签于以上因素设备基础和地脚螺栓应为比，处理能力提高30% -50%，塔板效率提高10%~一次灌浆。在设备到安装现场之前,须埋预留螺栓,20%,操作弹性提高40%以上,塔板压降降低10%~这就要求螺栓位置安装精度要高。即设备的基础预埋20%。采用鼓泡器使整个塔板鼓泡均匀,特别是塔板连螺栓的方位、螺栓的中心圆直径(直径为4096mm),须接处也可以布阀，提高浮阀排列的均匀度和开孔率。和设备地脚螺栓孔相匹配。比较4家的投标文件进行评分,B厂商有先进的在设备审图及技术附件中，由设计院提交的图浮阀结构和详细的工艺计算，最终选定B厂商成为纸,必须有塔体地脚螺栓模板图。制造时,将裙座基塔盘供货厂家。根据相关规范和设备腐蚀情况、低温础环和设备模板一起配钻孔，保证基础螺栓的顺利工况和使用年限,要求塔盘的厚度≥3mm,浮阀的个安装。数及布置,由厂商在详细的塔板制造图中确定,塔盘6.3塔盘的技术性管理层数间距及溢流类型满足工艺包要求。该设备塔盘的层数及塔盘类型，塔盘的间距是7结论.专利商,根据水力学及化工相关原理确定。但是工艺设备数据表中,没有确定塔盘型式和溢流方式。为了以上是神华煤制氢单元,煤气净化甲醇洗涤塔的确定板式塔盘的具体类型，要求设计单位组织全国设计和制造过程的总结。整个装置的详细设计和设备设计及制造塔盘厂家来交流。如:华东理工、清华大技术附件的签定在2005年完成, 2006年和2007年是学、北京泽华、天大等单位,他们有专门的计算塔盘现场施工阶段,该设备随装置于2008年开车成功一的计算软件。设计塔盘的方案区别主要是浮阀的开直到现在,使用良好,每年停车检修进行设备检测,没孔和形状不同，经过技术交流,3家认为泡罩塔结构有发现壁厚减薄、低温裂纹等方面的问题。复杂、造价高安装维修麻烦。筛板塔压力降较低;小孔径筛板易堵塞，塔板效率- -般;浮阀塔处理能力参考文献大,操作弹性大,塔板效率高,压力降小。3家都决定[{1] GB150 1998.钢制压力容器[S].[2] Sh/T3526 2004,石油化工异种钢焊接规程[S].采用浮阀塔盘,且采用双溢流类型。[3] SHT3515. 2003,大型设备吊装工程施工工艺标准[S].A厂商采用长方形导向浮阀塔板,浮阀上开1~2[4] HC20581-1998.钢制化工容器材料选用规定[S].个导向阀孔，与传统的F1浮阀塔板相比,能力提高10% ,效率提高15% ,压力降减少20%以上。作者简介:谭立平( 1962- ),化工设备工程师, 1984年毕业于B厂商采用圆形ADV浮阀塔板，浮阀上开设3湖南广播电视大学,现供职于中国神华煤制油化工有限公司北京工程个三角形排列的导向孔，与传统的F1浮阀塔板相.分司。Technical Management of Methanol Washing TowerTAN Liping(China Shenhua Coal to Liquid and Chemical Co, Lud, Beijing Engineering Branch, Beijing, 10011)Abstract: Methanol washing tower is an important equipment to purify unit in the synthesis gas punification device, because of its highpressure (pressure 3.8MPa), and eryogenic vessel (-709C). To ensure the equipment running long period in the production process, itshould be managed in the design, manufacture and the installation process, this paper mainly discusses the technology management ofmethanol washing tower.Key Words: Methanol Washing Tower, Material; Management; Weld(收稿日期:2013-03- -29责任编辑:杨静