煤制合成气低温甲醇洗工序管道布置总结

贵州化工2007年2月Guizhou Chemical Industry第32卷第1期煤制合成气低温甲醇洗工序管道布置总结沈军(贵州省化工医药规划设计院,贵州贵阳,55000)摘要根据煤制合成气低温甲醇洗涤净化工艺装置系统特点,对其管道布置在工程设计时的一些特殊要求进行总结,供工程设计人员参考。关键词低温甲醇洗涤净化管道布置中图分类号TQ055.81;TQ546.4文献标识码B文章编号1008-9411(2007)01-0028-03前言1.2溶有气体的甲醇的两向流动性由于甲醇中溶有大量气体,所以在大多数情况在以煤为原料制合成氨、甲醇等的工艺过程中,下,管线介质呈两相流动比较多,因此在管道布置中需要脱除合成气中的OO2,H2S等酸性气体。目前,应特别注意。该过程大量采用德国鲁奇( Lurgi)公司和林德1.2.1应避免两相流管线形成液袋Linde)公司的低温甲醇洗涤技术来对煤制合成气由于气液两相流管线是由气体和液体两种流体的酸性气体进行脱除组成,如果配管时形成液袋,则液体就会在低点积低温甲醇洗是一种物理洗涤法,以甲醇作为洗聚,当介质流动速度过低时,有可能充满低点管子涤剂,利用变换气中各组分在低温甲醇中具有不同如图1中的(a),接下来后面的气体则会把低点所积溶解度的特点,用低温甲醇来吸收变换合成气中的聚的液体推走,如图1中的(b),接下来又会有液体CO2、H2S等气体,从而达到净化合成气的目的。在低点积聚,气体再把液体推走,如此反复,最后形成柱状流,如图1中的(c),这种情况下气体以比液1系统特点体平均速度大得多的速度推着液体流动,碰撞回复1.1低温管件,形成激震力,从而引起管道的严重振动。甲醇在低于-30℃时,吸收OO2、H2S、OOS等极性气体的溶解度增加,因此,低温是该过程的关1.1.1低温管材的选取般的铁素体钢,在低温条件下会出现韧性下降、易脆的现象。因此为保证材料在低温时的韧性本工序多采用含镍的低合金钢,这就要求在配管时,不仅要满足工艺要求,而且要尽量考虑其经济性。图1管线液袋的形成1.1.2低温泵的管道布置1.2.2应避免两相流管线形成气袋由于泵是回转机械,即使不大的管系推力作用液两相流管子在管道的最高点极易产生气在泵的接口法兰上,也会使回转轴的定位偏移,轴承袋,因此在管道的配置中,应尽量减少最高点,在不烧坏然而低温又容易使管系产生较大的推力和应可避免时,则应在最高点设置放空阀。如图2力。因此,为保证泵的机械性能,需要泵口管系有足够的柔性,连接泵口的管道直管段不宜过长,可通过加设弯管来增加管系的柔性,消除对泵的推力。1.1.3低温对换热器的配管影响换热器的固定点一般是在其筒体上,因此凡连接封头端管口的管线必须考虑因换热器筒体膨胀而中国煤化工产生的位移影响,以免管口承受过大的推力。另外,CNMHG若上下两层之间换热器有管道连接,要注意两管口之间应避免直管连接,必要时可设变管,以消除管口图2消除气袋设计图推力。2007年2月第32卷第1期沈军:煤制合成气低温甲醇洗工序管道布置总结291.2.3立管管径应比水平管径稍小1.3.1对管线的影响在气液两相流管道布置时,立管管径应比水平由于甲醇易汽化,流体在管道内流动,即使产生管径稍小,以提高介质流速,使之形成环状流,如图很小的阻力,都会出现两相流动,也就会增加两相流3中的a,在这种情况下,液体呈膜状沿管内壁流动,体的线速度,使流体的控制困难,并难于计量。气体则沿管中心高速流动,部分液体为雾状而被气1.3.2泵管线的布置体带走。这种流型比较稳定,可以避免介质在低速由于甲醇的易汽化性,而且往往溶有大量气体,下形成的柱状流所带给管子的振动情况。如图3中因此在对泵进行配管设计时,应特别注意,以免发生的b气蚀现象。首先在吸入管段不得有气袋产生(因为吸入管管系由于气体积聚,也会发生气蚀),并且当泵的吸入管系有变径时,水平人口管线要采用平顶的偏心异径管,以防变径处气体积聚,产生气袋。另外,当塔、槽最低液面与泵入口中心线高度确定后,为提高有效汽蚀余量,应减少入口管系的阻力。例如泵的入口在满足应力允许的范围内,应尽b量缩短长度,减少弯头,其管径应比泵入口管口直径图3立管管径与振动情况大1-2级,以减少阻力。1.2.4进高塔管线的布置14系统流体物性特点气液两相流介质在进入高塔时,由于介质流速(1)液体:由于溶有气体的甲醇液体有毒,故装过高对塔冲击比较大,从而会引起塔的振动,所以在置内的甲醇不能随意排放,要通过导淋总管汇入污进塔之前应对管子进行扩径,对于部分管线,为了使甲醇槽,然后由泵送入蒸馏塔回收循环利用。液在进塔之前有更好的分离效果,在扩径后还需(2)气体:由于夹带、溶解于甲醇中的H、CO、保留一定的水平管段。由于扩径后介质的流速降H2S等气体有毒且易燃,不能直接排入大气,须送入低,介质在立管上所呈现的环状流则会变为波状流火炬系统燃烧后排放。或层流,这种情况下气液两相分层,故此异径管宜置1.5塔的配管设计于水平管段,如图4,如若置于立管,由于扩径介质低温甲醇洗的配管,主要是围绕二个低温吸收流速下降,在立管就会形成柱状流,从而引起管子振塔(甲醇吸收塔、再吸收塔)和一个高温解析塔(热再生塔)进行。因此,塔的配管就显得尤为重要。塔的配管和其它设备的配管相比,其特点是首先要满足工艺和塔内塔盘的布置要求,另外还要求做到布置简化、操作简便、检修容易、用材经济。因此要在充分了解塔的内部结构、工艺操作的基础上,精心设工艺所要求的水平管段长度下面着重谈谈塔的管口方位的确定和配管:(1)含有甲醇的进料管:由于含有气体的甲醇为气液两相流动流体,其开设方位受塔内塔盘的降液板位置限制最严格,必须开设在上下两块塔盘的非b俯视图降液区域,必要时可开设两个对称布置的管口,才能图4高塔管线布置有效的利用相应的塔盘,提高塔盘的效率,如图6。1.2.5进换热器管线的布置f:从检修和操作十考虑,人孔方位应朝由于介质为两相流动,流动的测量仪表不能准向中国煤化工开设在没有降液板确计量,也不能靠阀门调节。因此,对进入换热器的的方CNMHG便,而且美观。两相流管线,应采用对称布置,使流体平均分配到各(3)仪表接口:液位计及液位调节器的接口应开支管,以达到较好的换热效果,如图5设在能从平台或梯子上容易观测和检修的位置,并1.3甲醇的易汽化性且不应开设在降液区,以免受流入液体的影响而计贵州化工2007年2月30Guizhou Chemical Industry第32卷第1期而设置过多的弹簧支架或是因局部受力过大而引起塔身的局部变形,使塔更安全可靠。塔的回流若是靠泵供给时,从泵到塔顶的管线必须考虑塔的热胀。若是靠重力回流时,要设置平衡塔的液封,以免气体短路。抽出管与泵相连时,管路应短而少弯,并要有足够的柔性以减少对泵嘴的图5换热器管线布置应力。(5)塔的安全放空:由于安全阀后要接往泄压系N5A统,因此安全阀要安装在高于泄压总管的最低平台N6B处,使阀后排出管线最短,而且管内不积存液体。NGAHNSA参考文献[1]张德姜、赵勇等.石油化工工艺管道设计与安装[M].北京:中国石化出版社,2001图6堪的配管设计[2]化学工业部化工工艺配管设计技术中心站化工管路量不准。手册,下册[M]北京:化学工业出版社,1988温度计的测量口一般应开设在液相区域,而压3]蔡尔辅石油化工管道设计[M北京:化学工业出版力计的测量口则应开设在汽相区域内。社,2004(4)塔上管线的垂直布置:为了减少支撑,若无(收稿日期2006-06-14)特殊要求管线离开管口后应立即向下,并沿着与塔作者筒介平行的方向尽可能集中布置,以利统一支撑。另外沈军,2001年7月毕业于贵州工业大学,2001年至今由于几个塔一般都为薄壁塔,所有垂直布置的管线直在贵州省化工医药规划设计院从事化工、医药设计工最好能考虑地面支撑(在地面设置弹簧,用假腿支作撑),这样可避免因塔身单个焊件不能承受过大的力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磷矿资源日趋紧张由于开发滞后与资源消耗速度增快,我国磷资源远远不能满足磷化工发展需要,从204年下半年开始,磷矿价格大輻上涨,品位32%磷矿坑口价已由当时的250元上涨到了现在的320元,货紧、质次成为当前磷矿供应的突出问題。2006年,许多远离资源地的磷肥企业因原料供应不足而频频停产、限产为解决这一问题,磷肥协会鼓励有实力的企业走矿肥结合、酸肥结合之路,促进硫磷资源合理开发利用国家已采取措施限制磷矿出口,同时大力鼓励进口,鼓励有中国煤化工則用境外资源。磷肥协会正在研究鼓励磷矿进口措施,与国家有关部门商讨能否HCNMHG面鼓励磷矿进口。