大型常减压蒸馏装置减压渣油线的管道设计

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1、大型常减压蒸馏装置减压渣油线的管道设计字数：3998    字号:大中小　　摘要：本文论述了某炼油厂800万吨/年常减压蒸馏装置减压塔与减压渣油泵的平面布置、管道设计。平面布置决定着管道的走向,而管道设计与管道选材、应力分析、支吊架设置及操作检修等是密切相关的，应正确把握操作特点，合理布置设备和管道。做到安全、平稳、长周期生产。　　关键词：常减压蒸馏装置平面布置管道设计　　中图分类号：U212文献标识码：A文章编号：　　随着我国国民经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，我国已悄然成为一个石油消费大国。我国炼油装置不断向大型化发展，炼油装置的大型

2、化给装置平面布置和管道设计增加了一定的难度。在常减压蒸馏装置中，除了转油线温度高、直径大，就属减压渣油线了，它不仅温度高、压力低、直径大而且粘度也大，易汽蚀。此管道设计的好坏直接影响到减压泵和减压塔的正常操作。本文就结合目前国内较大的常减压蒸馏装置---800万吨/年常减压蒸馏装置减压塔与减压渣油泵的平面布置、减压渣油管道设计方法作一介绍。　　1.减压塔与减压渣油泵的平面布置　　常减压蒸馏装置的平面布置考虑如下原则：　　1）符合《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）规定要求；　　2）符合《石油化工工艺装置布置设计规范》（SH30

3、11-2011）规定要求；　　3）充分考虑工艺流程，结合地形、地貌情况，在完全满足工艺流程要求的条件下，依据物流顺序优化平面布置。　　对于减压渣油泵的布置应考虑减压塔塔底直径小正常液位低的操作特点----泵容易抽空,以及减压渣油温度高、粘度大，抽出线管径大，因此减压渣油泵应靠近减压塔布置，控制其压降。　　图1-1为国内某炼油厂800万吨/年常减压蒸馏装置的平面布置图（局部）。本图把减压渣油泵房单独布置在靠近装置边界的主管桥下考虑了如下因素：①本炼油厂地处寒冷地区，泵需要布置在泵房内，而泵房又远离减压塔，满足不了减压渣油泵靠近减压塔的布置原则；把减

4、压渣油泵房单独布置在靠近装置边界的主管桥下可大大缩短减压渣油泵与减压塔的距离，而且又不必占用额外的空间，不影响塔和主管桥之间的操作检修通道，同时满足工艺要求；②此处的主管桥上方管道数量相对较少，一旦发生事故危及范围程度比较小。　　　　图1-1　　2.减压渣油管道的设计　　2.1管道选材　　合理的选材是保证生产装置安全、平稳、长周期运行的前提条件。减压渣油管道属于高温管道，操作温度380℃、操作压力-0.095MPa(G),设计温度390℃、设计压力0.2MPa(G)。高温管道的腐蚀，与原油的性质有着极为密切的关系，对于高硫原油，主要发生高温硫腐蚀

5、，高温硫腐蚀主要发生在240℃以上部位，其腐蚀性随着温度升高而迅速加剧,到430℃左右达到最高点。环烷酸腐蚀也跟温度有关，环烷酸在常温下对金属没有腐蚀，但温度在350℃～400℃时腐蚀急骤增加达到另外一个腐蚀高峰。本常减压装置拟加工大庆原油，大庆原油含硫：0.1wt‰，酸值：0.13mgKOH/g,虽然原油属于低硫低酸原油，但在高温情况下一些部位如减压渣油线腐蚀还是比较严重。该管道的操作温度高达380℃，碳素钢的上限使用温度450℃（日本规定为350℃），碳素钢在450℃左右会引起石墨化现象，致使强度下降影响使用寿命。为了能确保生产装置三年一修，

6、该管道选用碳钢已不能满足要求，因此，在这次设计中选择1Cr5Mo作为管道、管件、阀门和过滤器的主体材质。合金钢的线胀量与碳钢的线胀量相近，约是不锈钢的0.7倍，不锈钢的价格比合金钢的价格高几倍，无论从经济角度考虑还是从应力分分析角度考虑选用合金钢是最佳方案.　　2.2管道设计与应力分析　　当装置平面布置和管道的材质确定以后,管系设计也是决定装置能否安全平稳长周期运行的关键。减底泵入口渣油管道的布置不同于一般带压管道，管道布置不好，最容易使泵产生汽蚀抽空现象。防止泵产生汽蚀抽空现象有三种方法：一是提高减压塔的裙座高度，增加灌注头；二是缩短管道长度，

7、减少弯头个数，以减少管道系统的阻力降；三是泵吸入管系统不能有气袋，出现“U”形现象。从投资方面考虑第一种方法比第二、三种方法增加很多；从设计难度和工作量方面考虑，第一种方法牵涉到三个专业，减压塔增高后设备、配管和土建专业设计难度系数增加，工作量加大，第二、三种方法只牵涉到管道设计一个专业。通过优化设计第二、三种方法能满足要求时一般不采取第一种方法。　　　　图2-1　　减压塔底泵一般都设有两台（其中一台泵运行、一台泵备用），正常运行中，一个处于冷态一个处于热态，热泵与冷泵相互制约较大，而且泵又属于转动设备，受力要求十分苛刻，管道设计不当，最容易使管

8、道三通和泵嘴子受力超出界限，产生漏油事故造成不良后果。所以，该管系的应力分析在管系设计中也是十分重要的。　　基于上述因素，考虑本次设计的