浅谈硫磺回收装置中蒸汽夹套管的应用

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1、浅谈硫磺回收装置中蒸汽夹套管的应用军Ξ邢中国石油化工股份天津分公司油品作业部天津300271洛阳石油化工工程公司洛阳471003刘凤臣摘要介绍了硫磺回收装置蒸汽夹套管道设计方法及制作安装要求。关键词硫磺回收蒸汽夹套管设计制作安装近些年,由于原油中硫、金属及酸的含量增加及原油加工量增大,对石油化工装置的设计、生产提出了更高的要求。特别随着环保意识的增强,对石油化工生产的排放要求更加严格。现在很多炼油化工厂都增加了环保装置的投入。硫磺回收装置不但具有良好的社会效益,而且还具有很好的经济效益。根据硫磺回收装置

2、设计特点,论述蒸汽夹套管伴热设计、施工中的一些问题。两种,根据《SH/T3040》规范要求,当介质凝固点>100℃时,除输送有毒介质外,夹套管应采用内管焊缝隐蔽型,因此硫磺回收装置液硫管道在设计时采用内管焊缝隐蔽型夹套伴热方式,相应管道上的阀门、法兰、过滤器等采用夹套型。对于过程气,由于含有H2S、SO2、CO等有毒气体,而且温度一般在170～270℃,即使有局部热损失也不至于低于硫蒸气露点温度,不会产生结露;再者过程气的管径较大,温度较高,管系特别是在弯头和分支处应力较大,外露型的管系柔性好,易于管道

3、热补偿,因此过程气夹套伴热管应采用内管焊缝外露型。此外外露型还有便于施工的特点。金山、镇海引进的硫磺尾气处理装置及镇海、洛炼的硫磺尾气处理装置,过程气管道采用了蒸汽夹套外露型伴热,过程气温度保持在硫蒸气露点温度以上,过程气管道不结露,畅通无阻。隐蔽型及外露型夹套伴热方式见图1。1设计111伴热石油化工装置的伴热形式主要有电伴热、蒸汽夹套伴热、蒸汽伴管伴热及热水伴热4种。硫磺具有凝点高的特性,当温度低于121℃时会发生液态变成固态的相变,液硫还有另一个特性是当温度在130～160℃时粘度最小,便于输送;硫

4、磺尾气处理的过程气,硫蒸气露点温度130℃左右。根据SH/T3040《石油化工管道伴管和夹套管设计规范》规定,为防止液硫管道由于温度下降而凝堵,而且还要保证有较好的流动性;或过程气单质硫结晶析出,硫磺回收装置液硫管道及过程气管道均应采用蒸汽夹套伴热的方式。此外也可采用电伴热形式。电伴热具有安全可靠、施工简便、日常维护工作量少等特点,其能量有效利用率高,操作费用低。但电伴热一次性投资较高,而且为了充分利用硫磺回收装置自产013MPa饱和蒸汽,除非用户有特殊要求,一般在设计时采用蒸汽夹套伴热,其伴热效果还是

5、良好的。112夹套伴热管选型夹套管有内管焊缝隐蔽型及内管焊缝外露型内管焊缝隐蔽型内管焊缝外露型图1夹套伴热管Ξ邢军:统计师。1991年毕业于河北大学统计专业。从事油品储运工作。联系电话:(022)63807660。2005,15(2)27邢军等浅谈硫磺回收装置中蒸汽夹套管的应用式中,S为包括管子附加余量在内的管子壁厚,mm;C为管子壁厚附加余量(包括腐蚀余量、壁厚负偏差和螺纹深度等)之和,mm。113选材及管道壁厚硫磺回收装置液硫的温度一般在150℃左右,而含硫蒸气的过程气,需要夹套伴热管道温度在150

6、～270℃,不存在高温硫腐蚀及低温湿硫化氢腐蚀环境,所以夹套内管及外管材质选用碳钢可以满足要求,但具体还要根据工艺介质成tΦ当S0≥D0/6或P/σ]>01385时,其计算壁厚应根据断裂理论、疲劳、热应力及材料特性等综合因素考虑确定。当内管介质压力低于伴热介质压力时,管子壁厚的确定按GB150《钢制压力容器》第612节和第613节进行计算。当确定D0/S0<10的管子许用外压力时,应力σ0应取下列式中的较小值:分确定。根据设计经验,下事项。11311材质夹套管选用时应注意以内外管材质的选择应考虑适合于流

7、体的性质、压力、温度及其壁厚。(1)内管侧既要能耐最高使用内压,又要能耐最高使用外压(指内管侧的压力为大气压或负压时)。当内管内介质压力高于内管外伴热介质压力时,内管壁厚可按内管最高压力进行计算:当S0

8、外面的腐蚀,同时里面的介质没有腐蚀性时腐蚀余量也可不考虑。114组合尺寸夹套内管选用无缝钢管,外管可选用无缝钢管或焊接钢管,外管尺寸一般按比内管大一级或大二级选用,见表1。PD0S0=2(1)[σ]tΦ+2PY式中,S0为管子的计算壁厚,mm;P为设计压力MPa;D0为管子外径mm;σ]t为设计温度下管子的许用应力,MPa;Φ为焊缝系数,对无缝钢管取1;Y为温度对管子壁厚公式的修正系数。管子的设计壁厚按下式计算:S=S0+C(2)表1夹套管