低温甲醇洗装置配管设计探讨.pdf

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1、第4期中氮肥No．42015年7月M—SizedNitrogenousFertilizerProgressJu1．2015低温甲醇洗装置配管设计探讨吴胜军(航天长征化学工程股份有限公司兰州分公司，甘肃兰州730050)[摘要]介绍低温甲醇洗净化装置的工艺流程，结合低温甲醇洗工艺的特点，对600kt／a合成氨系统配套低温甲醇洗装置管道布置设计要点进行分析和探讨，供业内参考。、[关键词]低温甲醇洗装置；低温泵；低温换热器；减压调节阀；塔器；尾气放空管；配管设计[中图分类号]TQ113．264．3[文献标志码]B[文章编号

2、]1004—9932(2015)04～0028—03来越大，相应对于装置的管道布置难度和要求也0引言越来越高。某600kt／a合成氨装置已建成投产，目前，国内外大型煤制合成氨、合成甲醇、其净化系统采用大连理工大学的低温甲醇洗专利合成油等项目变换气净化工段广泛采用低温甲醇技术。现结合该项目的工程设计及施工现场、洗工艺J。低温甲醇洗是一种物理吸收过程，装置运行信息反馈，对低温甲醇洗装置管道布置甲醇作为吸收溶剂，利用变换气组分在低温甲醇设计要点进行分析、探讨和总结，供业内参考。中具有不同溶解度的特点，在高压下吸收Hs、1低

3、温甲醇洗装置流程简介CO等酸性气体，以达到净化变换气的目的。随着化工项目的大型化，单套装置的规模越低温甲醇洗装置工艺流程如图1所示。图1低温甲醇洗装置工艺流程简图T．叭一H2S吸收塔；T-02一c02吸收塔；T-03一中压闪蒸塔；T-04一C02汽提／解吸塔；T-o5-~；T-O6一甲醇／水分馏塔；T一07一尾气水洗塔；p-01一H2S吸收塔进料泵；p-02一热再生塔进料泵；p-O3一贫甲醇泵；p-04一甲醇／水分馏塔进料泵；p-05一尾气水洗塔底泵；E．Ol一原料气冷却器；E一02一贫富甲醇换热器；E-03一酸性气

4、／尾气换热器变换气(40cI=，3．1MPa)经一系列原料冷换气中全部的HS、COS和部分CO被来自CO却器降温分离出水分后，进入H：s吸收塔，变吸收塔的富甲醇洗涤吸收后，进入CO吸收塔，被贫甲醇(一53℃，3．2MPa)洗涤除去所有的[收稿日期]2015—01—21CO：后，净化气由CO吸收塔塔顶引出，经换[作者简介]吴胜军(1982一)，男，甘肃通渭人，工程师，主要热后送后续合成工段。从事煤化工领域设计工作。第4期吴胜军：低温甲醇洗装置配管设计探讨·29·2低温甲醇洗系统的特点({(1)有毒有害、易燃易爆介质较多

5、。系统中耋f存在甲醇、氨、H’S、CO等有毒有害、易燃易爆tSTR01介质，对系统的密封性、防火、防爆要求较高。⋯00(2)系统温度变化范围较大。系统温度在一70～226℃，低温是系统的显著特点，对系统材料选择、管道布置有较高的要求。(3)两相流管道较多。由于甲醇溶液溶有大量气体，在流动过程中介质极易汽化产生两相流，此外液氨管道也易因汽化而出现两相流现象。两相流管道易发生振动，对管道柔性、支吊对于多股流绕管式换热器，一般为提高换热架设计要求更高』。(4)塔器较多，且以板式塔为主。低温甲醇洗工艺现普遍采用7塔流程，塔器

6、较多，以板式塔为主。板式塔配管设计要同时考虑工艺流程要求、管口方位、内件以及管道支吊架等因素，相较于填料塔来说，配管设计难度更大，要求更高。(5)换热网络复杂，换热器型式较多。低温甲醇洗是低温吸收、高温解吸的过程，为了尽可能回收能量，该装置配套多种型式的换热器，如普通管壳式、绕管式、板式换热器等，对于不同型式的换热器，应根据其结构特点进行合理配管设计，以满足工艺及装置稳定运行的要求。3低温甲醇洗配管设计要求3．1低温泵的配管泵在低温下运行时，低温会对与泵相接的管道产生较大的推力和应力，即使不大的推力，也会产生很大的应

7、力，所以低温泵管道布置要尽可能考虑管道柔性J。(a)管壳式换热器(b)绕管式换热器由于甲醇溶液溶有大量气体，在流动过程中图3换热器管道典型布置介质极易汽化，为防止泵发生汽蚀，泵入口管道3．3减压调节阀组的配管应尽量短，少拐弯，避免出现“袋形”。泵水平低温甲醇洗是一个高压吸收、低压解吸的过吸人管连接异径管，应采用顶平安装，泵入口典程，一般情况下从高压到低压都是通过减压阀组型配管如图2(a)所示。泵出口管道为防止阀来实现。吸收了酸性气的富甲醇经减压阀降压门安装过高，增加管道柔性，止回阀安装在水平后，富甲醇闪蒸出部分酸性气

8、而产生两相流现管上，弯管底部设置支吊架，泵出口典型配管如象，如果管道布置及支吊架设置不合理，易造成图2(b)所示。管道振动，影响装置稳定运行。因此，减压阀组3．2低温换热器的配管应靠近中压闪蒸塔布置，使两相流管道尽量短，管壳式换热器的固定点一般都在筒体支座管道走向应“步步高”，避免出现“袋形”。减上，因此，凡在封头管口连接的管道都要考虑筒压阀后