延迟焦化装置焦炭塔顶油气管线的管道设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com22CHEMICALENGINEERINGDESlGN延迟焦化装置焦炭塔顶油气管线的管道设计陈江波中石化洛阳工程有限公司洛阳471003摘要延迟焦化装置中的焦炭塔顶油气管线是多工况的复杂管道系统，其设计的合理与否直接影响到整个焦化装置的运行。焦炭塔顶油气管线的设计不但与焦炭塔、焦化炉及分馏塔的平面布置分不开，而且管道的选材、应力分析、支架设置、操作检修措施也决定着油气管线的设计，配管的优劣会直接影响装置的运行。关键词延迟焦化油气管线管道设计目前，提高重油转化深度、增加轻质油品产塔顶油气管线的长度

2、，减少了介质在管道内结焦量的主要工艺技术是延迟焦化、渣油催化裂化和的可能性，同时也减少了合金钢管道的用量，节渣油加氢处理等。由于延迟焦化工艺对原料的适省了投资。具体布置见图1。应性强、柴汽比高、投资少、设计和建设周期短、经济效益好等优点，近年来在国内被广泛采用。电梯问延迟焦化工艺是将减压渣油、减粘渣油、催～——^_—^一．园；化油浆、溶剂抽提的半沥清等重质原油经热裂化●一一—●转化为气体、轻质、中质馏分油和焦炭的热加工I1I．{：I：I主上管冒桥rI过程。具体是将重质油在加热炉中加热，采用高+■■⋯_。_’⋯一一1_。_一十的流速

3、及高的热强度，使油品在加热炉中短时问I嘈什*棒Iliii广————一IIIlI内达到结焦反应所需要的温度，然后迅速离开加}一一{一+_一一-÷～÷_一一+热炉进入焦炭塔，从而使结焦反应基本不在加热炉中进行，而延迟到焦炭塔中进行的加工工艺。加热妒将这些气体、轻质、中质馏分油从焦炭塔顶转移到分馏塔进行分馏的管线便是焦炭塔顶油气管线，本文结合某公司1400kt／a延迟焦化装置(一炉两塔)，对焦炭塔顶油气管线的管道设计中应当注意的问题进行分析。图1延迟焦化一炉两塔布置图1焦炭塔、焦化炉及分馏塔的平面布置2焦炭塔顶油气管线的材料选用在进行延

4、迟焦化装置的平面布置设计时，要结合已有的地形情况，处理好焦炭塔、加热炉及延迟焦化装置所加工的重质原油多为高硫原分馏塔的位置关系。由于原料在焦化加热炉到焦油，而塔顶油气管线的操作温度较高，一般最高炭塔的管道中极易结焦，焦化加热炉与焦炭塔的温度大于425cc。当温度为230～330qC时，油气中布置可以不受防火问距的限制(国家标准的硫化物分解生成Hs，开始对管道产生腐蚀；随GB50160—2008第5．2．2条)，在满足操作、检修着温度进一步升高，当温度为330～400CC时，H，s要求的情况下，布置得越紧凑越好；分馏塔也应开始分解为

5、H和S，生成的S与Fe反应生成FeS尽量靠近焦炭塔，以缩短油气管线的长度。加热覆盖在管道内表面形成一层保护膜，防止设备发炉前副管桥与焦炭塔及主管桥平行布置，分馏塔生进一步腐蚀。但在有酸存在的情况下(如环烷布置在焦炭塔附近，不仅缩短了焦炭塔进料线和酸)，酸可以与FeS发生反应，破坏保护膜，裸露陈江波：工程师。2005年毕业于陕西科技大学过程装备与控制工程专业。一直从事石油化工装置的管道设计工作。联系电话(0379)64885544，E—mail：chenjb．1pec@sinopec．COill。学兔兔www.xuetutu.com

6、陈江波延迟焦化装置焦炭塔顶油气管线的管道设计23的钢材继续发生腐蚀，故环境中酸的存在强化了硫化物对管道的腐蚀；当温度为425～430℃时，高温硫对碳钢管道腐蚀速率最大；当温度大于480~C时，硫化物已完全分解，腐蚀速率反而下降⋯。焦炭塔顶油气管线的操作温度属于高温硫对碳钢管道腐蚀最强的温度范围，在高温硫腐蚀环境下，最有效的措施是提高管材的抗腐蚀性能，一般采用耐蚀合金材料。该材料抗高温硫腐蚀的能力主要随材料中铬含量的增加而增强。在还原图2高温耐磨球阀布置图性的含硫介质中，钢材中Cr质量分数为15％～20％，可以大幅增强钢材的抗硫腐蚀

7、能力，但钢材盐制品，以减少热损失，并延长使用寿命。的造价会随着Cr含量的增加而显著增加。由于塔3焦炭塔顶油气管线的管道设计与应力顶油气管线不会发生高温环烷酸腐蚀，国内一般分析使用价格低廉的12Cr5Mo耐热钢。该合金钢具有良好的抗氧化性、耐腐蚀性和组织稳定性；热强焦炭塔顶油气管线的管道设计应按照尽量短性能较高，且工艺性能良好。而直的原则，以减少弯头数量和缩短管道长度，阀门选用高温耐磨球阀，以防止焦炭粉造成减小管内压力降和防止介质在管内结焦。但是，阀门失灵。由于该阀门操作频繁，而且管径大，该管系管径较大(本装置为DN600)，操作为

8、变温在投资和其他条件允许的情况下，采用电动程控操作(常温约425℃)，介质流速较大，操作介质执行机构，以减轻工人劳动强度和提高阀门的安频繁变化。焦炭塔除正常操作工况外，还有小吹全性，见图2。气、大吹气、小给水、大给水、油气预热等多种安装时阀体的高压