液氮储存、升压与气化技术应用

第41卷增刊1石油化工设备Vol 41 Supplement 12012年8月PETRO-CHEMICAL EQUIPMENTAug.2012文章编号:10007466(2012)增刊1-0046-03液氮储存、升压与气化技术应用张玮杰,段永江,王晋泰,戴旭,姬海涛2,杨玮玮,唐恒焦(1.中国石油工程建设公司新疆设计分公司,新疆乌鲁木齐830019;2中国石油乌鲁木齐石化公司,新疆乌鲁木齐830019)摘要:在某石化公司炼油厂100万t/a加氢裂化装置事故氮项目设计中,采用了真空绝热液氪儲槽、低温液氮泵、高效水浴式气化器及真空绝热管技术,为加氫裂化装置试车及安全平稳运行提供了有力保障关键词:低温液氮;储存;汽化;技术中图分类号:TE96;TQ050文献标志码:BApplication of Liquid Nitrogen Storage, Boost and Gasification TechnologyZHANG Wei-jie, DUAN Yong-jiang, WANG Jin-tai", DAI XuJI Hai-tao, YANG Wei-wei, TANG Heng-jiao(1. Xinjiang Design Branch of Engineering Construction Corporation of CNPC, Urumqi 830019China: 2. CNPC Urumqi Petrochemical Company, Urumqi 830019, China)Abstract: The design of accident nitrogen unit in 1 million tons/year HCR plant, for the petrochemical company refinery, use adiabatic liquid nitrogen storage tank, temperature liquid nitrogen pump, high efficiency water type carburetor and thermal vacuum tube technology. The trialrun and safety steady running for HCR was strongly ensured, after the project completion andKey words: low temperature liquid nitrogen; storage; vaporization; technology某石化公司炼油厂100万t/a加氢裂化装置,置的高压氮气瓶作为应急储罐(称为氮气瓶区),加在事故状态下(如循环氢压缩机联锁停机、反应器床氢裂化装置发生事故时气瓶区可以立即供气。这层飞温等)需用氮气,以保护反应器等重要设备。按样,事故氮区包括氮气瓶区与液氮储存区,总储气量照业主委托要求,加氢裂化事故状态下高压氮气总约78120m3(标准状态)输送能力为4000m3/h需量12000m3(标准状态),单位时间用量(标准状态)加氢裂化装置事故状态下,事故氮区可4000m3/h(标准状态),供气压力8.0MPa。提供充足的8.0MPa氮气,完全可满足业主要求该石化公司化肥厂液氮纯度9.99%,操作温笔者对事故氮项目设计中的难点、采用的新技术等度-188℃。空分装置扩量改造后,液氮每天剩余进行简要介绍。约10m3,储存在储槽4111V4-1、2内,定期排空,浪费极大。化肥厂新增液氮汽车装车设施可为炼油1设计难点厂事故氮系统提供液氮。由于液氮储存、升压及气1.1低温储槽桑发率化系统响应时间为5~15min,不能在第一时间满蒸发率是由外部热量传入储槽内部引起液化气足加氢裂化事故状态用气。因此,公司将炼油厂闲体的汽化,一天当中这部分汽化质量占有效体积质dhA中国煤化工收稿日期:201203-07作者简介:张玮杰(1985-),男,辽宁盘锦人,助理工程师学士,多年从事CNMHG设计工作增刊1张玮杰,等:液氮储存、升压与气化技术应用量的比例。储槽内部的热量主要由夹层绝热材料、槽,主要由以下3部分组成内筒与外筒之间的固定座、各种从内筒到外筒的管(1)筒体储槽为双层圆筒形结构,外封头选用路以及其它设计构件传入。绝热材料的选择对蒸发碟形封头,内筒及其配管均用奥氏体不锈钢制造,外率有很大的影响筒用16MnR制造,夹层充满绝热珠光砂并抽真空,1.2低温液氮泵出口压力同时设置了经过特殊处理的吸附剂,以延长储槽的液氮经低温液氮泵升压至8.0MPa后进入气寿命。化器21,方可得到该压力下的气体(2)安全装置及控制系统储槽内外筒均设有1.3低温液氨管道保冷性能安全装置,内筒有2组安全阀和内筒防爆装置,外筒液氮与环境有约200℃的温差,常用的保温方有防爆装置。内筒安全装置主要由2套安全阀爆法在低温液体输送过程中冷量损失很大,尤其泵破片组成,一用一备,用以防止因真空失效、增压过人口容易产生气蚀快引起内筒升压超过使用限度造成强度破坏、泄漏。用户在使用前应按《压力容器安全监察规程》要求进2设计内容行校验方可使用。外筒防爆装置用以防止因意外事故造成真空失效、内筒泄漏造成夹层内部压力上2.1工艺方案升。将炼油厂闲置的高压氮气瓶作为应急储罐,加(3)操作系统储槽上设置有各种阀门,阀门布氢裂化事故状态时气瓶区可以立即供气,但供气量置于储槽底部周围。①充装口。充装口设置有液体不足。由于气瓶占地过大,为节省土地,利用液氮气进、出口阀及快速接头,便于向储槽内进液、卸液液相压缩比高的特点,新建了液氮储槽、液氮泵、气②增压器及压力调节装置。增压器布置在储槽外下化器液氮槽车以及相应设施,以弥补气瓶供气量不部。压力调节装置由增压阀、减压阀、安全阀、增压足的问题,液氮升压、气化后供应到加氢裂化装置器、进液阀及回气阀组成,用户根据需求调节相应阀使用的液氮来自该石化公司化肥厂,通过液氮槽车门,储槽即可排出需求压力的液体。③排液阀。其可将化肥厂液氮转运至炼油厂事故氮系统。根据工艺需要增加2台液氮罐、2台液氮泵和结构紧凑、占地面积小口。储槽、增压器组成封闭系统,在不外加任何能源的情况下即可向外供应液体1台气化器,预留2台液氮罐、2台液氮泵和1台气或气体,保证了排放液体或气体的纯度。化器的位置,为以后装置需求留有足够空间。3.2气化器2.2工艺流程采用高效水浴式气化器,采用90℃低温热水(1)液氮储存区液氮从化肥厂储槽4111-V4与高压液氮(液氮泵升压后)换热,降低了设备投资,1、2装入专用槽车,槽车将液氮拉运至炼油厂事很好地满足了供氮需求。故氮区将液氮卸至低温液氮储槽V-1、2。加氢裂3.3真空绝热管化装置事故状态下,液氮自低温储槽送入低温液氮真空绝热管为高真空多层绝热低温液体输送管,泵P12加压至8.0MPa,在气化器内气化后经管其工作压力不大于20MPa(可根据用户需要设计),道送入加氢裂化装置。设计温度一270℃,工作介质为LN2、LO2、LAr(2)气瓶区0.9MPa氮气自炼油厂低压氮气LH2、LHe和LNG,内外管材质0Cr18N9,夹层压力管网来,经氮压机加压后管输至氮气瓶R-1~20小于0.004Pa,管道冷损量不大于0.5~2W/m,管道加氢裂化装置事故状态下高压氮气经管道送入加真空漏率小于2×10-1PaL/s氢裂化装置在液氮管路输送中,由于液氮与环境温度温差2.3配管及其他较大,常用的聚氨脂发泡保温方法在低温液体输送设计中须增设液氮罐与液氮泵间配管、气化器D1过程中冷量损失很大,尤其泵入口容易产生气蚀。氮气进出口与低温热水进出口配管及配套设计。而真空管系多层结构,内、外管均为特种优质不锈钢3设计中采用的先进技术管,夹层中采用先进的高真空专用多层绝热、反辐射复合材料,真空状态·从而把冷量损失控制到3.1液氮储槽最低。本项中国煤化工口之间管道长低温液氮储槽是立式固定式真空粉末绝热储约20mCNMH使用情况良好第41卷增刊Vol 41 Supplement 12012年8月PETRO-CHEMICAL EQUIPMENTAug.2012文章编号:1000-7466(2012)增刊1-0048-03高温磁粉检测在压力容器制造中的应用金彦枫,张惠芳,张峥,张鹰,马云霖,张祺(甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司,甘肃兰州730070摘要:介绍了高温磁粉检测在压力容器制造过程中的应用,分析了高温磁粉检测应用时的注意事项。关键词:压力容器;高温磁粉;表面检测中图分类号:TQ050.6文献标志码:B+++++“++“+“+++“++++“+-+"+”+++“+++“+“十“++““十+真空管可分段制作,各管道之间采用公母接头氮系统总储气量78120m3(标准状态),输送能力为连接,保冷效果好,安装维护方便,可大量节省现场4000m3/h(标准状态),产品为8.0MPa氮气,满足安装工作量和安装费。根据用户需要,可在管道上事故状态下需求。可以看出,液氮系统具有储存量直接安装高真空多层绝热低温截止阀、止回阀、过滤大、占地面积小等优势。器、紧急切断阀、气动调节阀和安全系统等5结语3.4管道柔性设计因操作状态下液氮管道温度极低,在环境温度在100万t/a加氢裂化装置事故氮项目设计和操作温度差下存在因膨胀或收缩导致变形的问中,采用了真空绝热液氮储槽、低温液氮泵、高效水题,结合应力分析计算结果,采用增加管道柔性的方浴式气化器及真空绝热管技术,达到了节能、降耗、式,较好解决了这一难题。节约占地、节省投资的目的,确保了加氢裂化装置安3.5安全设施设计全平稳运行,也为国内石油炼化企业新建装置所需如前所述,储槽内外筒均设有安全装置,液氮泵高压氮提供了新的解决方案。出口及气化器出口均设置了安全阀。该项目为间歇参考文献:使用停用期间,由于管道两端阀门关闭,管道低点[1]杨世铭传热学[M北京:高等教育出版社,200积聚的液氮受环境温度的影响,可能会气化导致超197-227压故在可能出现此问题的管段设置了管道安全阀,[2]曹洪涛低温液体泵汽化造成的事故及预防措施[冂杭州化工,2008,38(3):34-36.并集中排放至装置放空总管。在气化器间等易积聚[3]李辉低温液体储运设备的绝热设计[].低温工程,氮气的地方设置氧含量检测器,防止氮气泄漏造成2007,160(6):47-50人员窒息101。[4]李秉跃,白明伟,付军刚,等ANS180-10T型液氮泵应用效果车改造[].石油矿场机械,2010,39(7):90-94[5]SH3012-2002,石油化工管道布置设计通则[S]事故氮项目改造于2008-06开始施工,2009-056]寿比南,谢铁军,郑晖,等.压力容器安全监察规程开工投用,投用效果较好,达到了预期目的。事故氮M].北京:新华出版社,2009系统具体相关参数见表1。由表1计算可知事故]朱绍源,沈允錶,郭怀舟,等低温阀门深冷试验装置的表1事故氮系统相关参数设计[门].流体机械,2009,37(11):30-31.物料单台体操作压操作温折合氮气体积[8]王明富.水浴式汽化器振动分析及改进[].深冷技术项目名称积/m3力/MPa度/℃(标准状态下)/m3液氮储存区液氮50.00.818864600[9]SH/T3041-2002,石油化工管道柔性设计规范[S]气瓶区(1~14)氮气5.213.09464[10]郭怀东.低温液体汽化充装系统事故原因及预防措施气瓶区(15~20)氮气5.013.064056].深冷技术,202,(1):47-48.(张编)收稿日期:201203-22中国煤化工作者简介;金彦枫(1978-),男,辽宁锦州人,工程师硕士,从事压力容器制CNMHG