低温甲醇洗系统吸收塔的选材

科技信息O科教前沿OSCIENCE TECHNOLOGY INFORMATION2008年第23期低温甲醇洗系统吸收塔的选材孙绪军马洪光侯钦利(兖州煤业榆林能化有限公司陕西榆林719000【擴要】详椭逑了C1601吸收塔在设计选材过程中所涉及到的问题,并通过采取两种母材组合制遼的方式解决了单一材料所面对的类问题。也为煤化工行业类似设备的选材设计提供一定的参考【关键词】低温甲醇洗;吸收塔;低温材料[Abstract]Give a minute description about material selecting of C1601 Absorber, and have resolved problem of unitary material by adopt twmaterial constituting. And provide the reference about material chooses of similar equipment to coal chemical industry.[Key words ]Rectisol; Absorber Cryogenic material兖州煤业榆林能化有限公司年产230万吨甲醇一期60万吨/年质量抱有少量顾虑,所以最终并未以09 MnNiDR作为C1601吸收塔的项日净化装置采用德国鲁奇(ugi)公司的低温甲醇洗工艺该装置中主体承压材料的核心设备为C1601吸收塔( Absorber)。此设备重量大、高度高、工作2SA537环境苛刻,本文通过对该塔在设计选材等相关方面的介绍,旨在为行料是一种压力容器用并经过热处理的碳锰硅钢板,分为C业内类似工程或设备的材料选择提供一定的参考意见CC3三个等级,已经在化工行业得到了广泛的应用国内部分钢厂c61吸收塔在净化装置中的作用是通过低温甲醇液对来自变都可以进行生产。在低温容器行业中,Cl、C2应用的最为广泛,而其换工段的原料气进行脱硫脱碳,吸收后的富甲醇液通过净化装置中其中又以SA537C2居多。两者的主要差别及性能如表二所示3可供选择除了1M使用温度限新(3m以上时仅能使人学他塔器再生后循环使用。该设备内径中3500mm,设计压力64MPa,筒体壁厚98mm,设计温度一60120℃(上部)45/120℃(下部),全高机被性能79527mm,吊装重量732吨(不含内件),内部介质为甲醇、HS、CO2、%HCN NH3、COS等均为易燃易爆,中度危害划分为二类容器。拉伸实验操作温度低、压力高是影响该塔选材的主要因素。在煤化工低温伸长率容器的选材上,常见的有16MnDR、09 MnNiDR_SA537、SA203,以及s Si cu Ni crMo承压主材。下面对以上各材料的选用参比进行逐项说明、可选材料LO9MnNiDR此钢板已经是我国目前广泛使用的一种低温容器钢,性能优良。金钢例板及第1号修改帐的差别中同时对比国外标准,我们已经可T9钢铁公司等钢板生产厂均制订了技术指标优于CB35标准的企业a/6//o:0302l2以看到,目前国产 09MnNiDR的主要性能指标已经优于国外同类钢号(表一)。同时,在容标委的建议下,武汉钢铁公司舞阳钢铁公司、重庆63以o9 MnNiDR钢板为例,在舞阳钢铁公司的企业标准中,该钢板0的温度下可证Akv≥4刀。化学成分(%)号s鲁奇( Lurgi)公司为业主提供的PDP中C1601吸收塔的主材就推荐选用SA537Cll。根据ASME标准,SA537在厚度64mm<≤75mm时,工作温度可达到60℃,在厚度75m<8≤100m时,工作温度可GB3531-1996DR05≤000660-70227达到46℃如果高冲击功值,可用到-68℃业主及设计方均认为该材料在C1601吸收塔的使用坏境下低温安全裕量不足,且如果单独定制高冲击功值的钢板国产成品率低进cB353-190Mm≤0020≤00s660口则相对成本相对过高故没有采用该方案。EN002841Mn|≤00253.SA203≤0015≤50-60该材料是按照 ASMESA-203SA-203M标准(等同于 ASTMA203A203M-93)生产的一种低温碳钢共分为A、B、DEF五个等级,其中同时,根据GB150-98第1号修改单,09 MnNiDR厚度上限由AB等级含N量225%,而D、E、F三个等级含N量35%,故业内又60mm改为100mm(钢板)将此刚才归为35N钢。而DE两种等级的板材则是化工低温设备制从以上各方面来看,9 MnNiDR是可以满足C1601吸收塔的选材造最常用的材料要求的,并且G化工有限公司的吸收塔中3400mm,筒体壁厚80mm,在ASTM和AWS标准中,对3.5N板材及焊材的低温韧性规定高70m,总重557吨(不含内件),该塔选用0 MnNiDR,至今已运为Aky-101≥27(此值为三个试样的平均值其中还规定了两个应大行半年所有状态正常。所以理论上及实际上均表明, 09MnNiDR材于27J,另一个允许偏低但不得低于20]),而《BSEN0084200压料是可以选择的。力容器用的扁平钢轧材规范第四部分,具有规定的低温特性的镍合但是设计方考虑到该材质在-60℃的工作环境下,已经接近其理金钢》标准中,有等同于SA203的材料12N14,其在-100℃时的横向论的极限低温-70℃,安全裕量不足,且业主对国产09 MnNiDR厚板的冲击功值为27丁(纵向为40J)。且在ASME标准中明(下转第19页)科技信息科教前沿○CIENCE TECHNOLOGY INFORMATION2008年第23期6745-78798958-98762838724914220(2)均方信噪比混合噪声-6652|-5593-7926-821423212|2548|19.69919.764结论SAR=本文针对混合噪声的情况提出一种基于图像最小嫡的自适应滤∑∑ot(x,y)-ia(x,y)波算法,利用局部信息熵的办法估计出图像中的噪声感染程度,从而其中MN为图像的高度和宽度c为滤波后的输出图像,i为根据估计的噪声感染程度自适应得确定滤波窗口的大小,并去掉窗口滤波前的噪声图像,dad为理想图像即未感染噪声的图像从(式(在噪声去除能力和局部细节保持方面都优于现有的均值滤波器ATMF滤波器与中值滤波器,可以运用于边缘检测、图像分割、特征提为了证明算法的有效性我们进行了实验仿真,表2列出了在分取、图像识别的前级预处理过程别感染方差为0003的高斯噪声和p02的椒盐噪声以及两者的混是合噪声的情况下本文滤波算法与ATMF、均值滤波与中值滤波的三种不【参考文献】同评价参数的值,可以看出本文算法滤波后得到的保真度和信噪比都1 GOnzalez R c, Woods R E. Digital Image Procesing. Second Edition [MI有明显的提高并且在单噪声感染的情况下滤波的效果也优于现有的 Beijing Electronic and Industrial Press,2002均值滤波器、ATMF滤波器与中值滤波器。由此说明本文提出的滤波 Trans Syst, Man, Cybe,patB,20,sMc22(230 l e restoration (IEEE器对混合噪声的滤波能力以及局部特征和细节保持能力优于现有的[3 G Aree and R. Foster, Detail- preserving ranked- order based filter for imag均值滤波器、ATMF滤波器与中值滤波器processing ULIEEE Trans, Acoust, Speech, Signal Processing. VOL37, PP表2各种滤波器的三种评价参数比较98.1989[4]Serra J. Morphological fiitering: An overview [].Signal Processing,199438(1):3-信噪比改善因子⑤S[5]关新平超立兴等图像去噪混合滤波方法门,中国图象图形学报VOL10类型均值滤中值滤ATMF|本文滤均值滤中本文滤NO3Pp332-337005披算法算族(d4)波算法菠算法菠波算法[6】张恒志辉等,一种改进的中值滤波算法门中国图象图形学报vOL9高斯噪声400140498.124.1441575423815.5321549604pp4084112004责任编辑:田瑞高](上擾第17页)确说明,“钢板的最大厚度仅受化学成分满足规定机械为了能够适应C1601吸收塔的全部设计工况经过与设计方针对性能要求能力的限制",并规定了,符合ASME标准的D、E两种等级各种问题的详细交流,并咨询了多家相关企业的实际操作情况,最终的板材最大厚度为100mm确定了采用两种母材制造的方案,即上半部(设计温度-60℃)采用按照上表述,SA203GrD可以满足使用要求但是在鲁奇( Largi)SA203GrD,下半部(设计温度45℃)采用SA537CLl其中SA537CLl公司为业主提供的PDP中提出以下观点(原文直译):“3.5N钢可用在采购时要求冲击试验温度为-60℃。在60元℃以下的环境。在HS腐蚀的环境下,35N钢比碳钢对氢致硫如此一来既保证了全塔的低温安全,又避免了HSC对筒体的破化物应力开裂HSSC( Hydrogen Iinduced Sulphide Stress Cracking)更坏完美的解决了C1601吸收塔的选材问题。为敏感。在中等HS浓度、温度较低的时候HISC不会对3.5N钢产三、C1601吸收塔现状生不利影响。……。如果使用环境高于-30℃,且存在HS,则应该使用该塔由大连金州重型机械厂承制,全塔分4节运送到现场,分别奥氏体不锈钢来代替35Ni钢。为SA203GrD(180T)SA203GrD(180T)、SA537CLl(182T)、SA537cLl按照HS腐蚀理论可解释为钢中的镍含量会降低它在含硫化氢(180r)。溶液中对应力腐蚀开裂的抵忼力。原因是镍对阴极过程的进行有较大采用分段吊装,空中立式组焊的方式完成全塔组对焊接。焊接过的影响。含镍钢析氢过电位最低氢离子很容易在含镍钢表面放电成程中所有的预热、焊接热处理均在空中平台进行为氢原子并渗入钢内,其结果是钢对氢的吸留作用加强导致金属应最终各项检验全部合格腐蚀开裂的倾向性提高。面整个过程又在容器工作压力及材料内在残余应力的作用下,和硫化物应力开裂的破坏过程相互影响,相互促【参考文献】进,最终导致材料破坏。[]章燕谋《锅炉与压力容器用钢》西安交通大学出版社1997为此,也无法全部采用SA203GD进行制造2上海材料研充所翻译《国外低温容器焊接》合肥通用机械;研究所19753除徐道荣等《低温用35N钢焊接工艺》材料开发与应用19988304不锈钢的低温性能要优于其他低温碳钢但是由于其强度不如碳钢所以在同等使用要求下,母材的厚度要大于低温碳钢[责任编辚:许颂而C1601吸收塔的筒体设计壁厚已达98mm,若以304替代,则壁厚要高于100mm。而国内生产的厚度大于100mm的304产量较小且质量难于控制。无论选择进口或是国产均存在成本过高的问题所以,最终未选择Ss304。二、最终方案可选材料中可看出,只有SA537CL1和SA203CD最有实际选用价值但各自又存在不利因素。SA537CL在60℃的设计温度下安全裕量不足,而SA203CD在高于-30℃时会发生HSSC