低溫甲醇洗設(shè)備及管道布置設(shè)計

1、低溫甲醇洗設(shè)備及管道布置設(shè)計摘要：介紹了低溫甲醇洗工序的各類設(shè)備布置和管道布置設(shè)計的要點。通過對設(shè)備布置 和管道布置的設(shè)計優(yōu)化，有利于完善設(shè)備布置和管道布置的設(shè)計，滿足工藝過程、操作、檢 修和節(jié)約本錢的要求。關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗；設(shè)備布置；管道布置；優(yōu)化設(shè)計低溫甲醇洗是煤化工凈化妝置變換工序后的工序，其對氣體凈化脫除C02和H2S起著 重要的作用，而低溫甲醇洗工序的設(shè)備布置設(shè)計和管道布置設(shè)計的好壞，直接影響裝置運行、 裝置的投資本錢，因此做好其設(shè)備布置和管道布置的設(shè)計工作，對甲醇洗裝置乃至整個工程 起著至關(guān)重要的作用。1低溫甲醇洗設(shè)備布置設(shè)計設(shè)備布置的根本要求1滿足工藝流程的要求，按照流程順序和

2、同類設(shè)備適當(dāng)集中相結(jié)合的方式布置。2 布置緊湊，節(jié)省占地面積和管道投資。3滿足操作、維護、檢修、施工和消防的要求。4 滿足平安生產(chǎn)、環(huán)境愛護、工廠總體布置要求。5設(shè)備布置應(yīng)滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)如防火間距等 要求。6設(shè)備平面布置、豎向布置，應(yīng)結(jié)合管道布置的要求確定。工序內(nèi)主要設(shè)備的布置要求1.2.1動設(shè)備類1泵類：低溫甲醇洗冷區(qū)流程的泵類設(shè)備按照工藝流程順序統(tǒng)一布置 在裝置內(nèi)主管廊的下方。貧甲醇泵設(shè)備較大，一般露天布置在熱區(qū)貧甲醇罐附近，便于操作 和檢修。假設(shè)在寒區(qū)，需設(shè)置泵房，應(yīng)考慮泵房內(nèi)設(shè)置吊車，便于設(shè)備檢修。熱區(qū)內(nèi)與甲醇 水別離塔和熱再生塔相關(guān)的泵設(shè)備，滿足流程最短的要求，布置在熱區(qū)結(jié)構(gòu)框架的下方

3、。2 氫氣循環(huán)氣壓縮機：本工序的壓縮機一般布置在裝置的邊緣，布置時一定要考慮壓縮機的驅(qū) 動功率，如果功率大于等于150kW,那么壓縮機與其他甲類工藝設(shè)備的距離不得小于9m，以滿足防火間距的要求。1.2.2塔類塔類設(shè)備布置需重點考慮：從大型設(shè)備的吊裝考慮，塔類設(shè)備一般布置在 裝置的外側(cè);從塔內(nèi)件安裝考慮，布置在外側(cè)以方便吊裝、安裝塔內(nèi)件;便于日常維護 和檢修;注意塔設(shè)備與框架或管廊的距離，保證離開塔的管道滿足管道撐持的要求。1.2.3換熱器類【3】臥式換熱器的布置要考慮的因素：換熱器的根底高度，應(yīng)能滿 足換熱器上、下管口配管空間的要求;要考慮換熱器抽空空間的要求及換熱器封頭蓋的檢 修要求;換熱器

4、的固定端位置需要考慮連接管道的柔性計算需要;應(yīng)防止換熱器的中心 線與結(jié)構(gòu)梁中心線重合，以確保換熱器配管高低穿管通暢。立式繞管式換熱器布置考慮的因 素：因繞管換熱器的高度較高，布置的位置應(yīng)考慮其吊裝檢修的要求，方便吊裝;繞管 換熱器下部應(yīng)能滿足管口配管的管道空間要求;繞管換熱器上部配管需考慮其檢修、施工 的操作框架，及其頂部管道的撐持要求。立式再沸器布置考慮的因素： 再沸器與精餾塔 關(guān)聯(lián)，宜按照工藝流程順序靠近塔設(shè)備布置，通常安裝在獨立支架或框架上。做獨立支架時， 需注意側(cè)面殼程管口的方位和標(biāo)高與結(jié)構(gòu)水平撐持梁、斜撐避開布置再沸器的撐持高度 需滿足工藝要求，其上方應(yīng)留有足夠的檢修空間;做獨立支架

5、布置時，框架內(nèi)的凈空需保 證再沸器保溫后的空間要求;安裝高度應(yīng)保證其最低接管位置標(biāo)高與地面的凈空高度要 求。1.2.4 槽罐容器類貧甲醇罐布置的根底標(biāo)高，應(yīng)能滿足貧甲醇泵的汽蝕余量的要求，且 保證其頂部入口和底部出口去貧甲醇泵的管線配管，與相關(guān)設(shè)備相對位置相適應(yīng)，考慮入口 控制閥組的放置，做到流程順暢。1.2.5熱再生塔系統(tǒng)設(shè)備布置高差要求從H2S餾分熱交換器至H2S餾分氨冷器，再到H2S 氣體別離罐，要求設(shè)備布置步步低，需保證管線自流，并且需保證 H2S 氣體別離罐的布置 標(biāo)高滿足工藝要求，使得H2S氣體別離罐底部的富甲醇管線的壓力滿足去H2S濃縮塔的要 求。 1.3 總圖布置的相對位置考慮

6、因素1變換工段的單元應(yīng)相鄰布置，保證高低游管道的 交接順利。2如果低溫甲醇洗內(nèi)設(shè) CO2 放空筒，應(yīng)保證其與空分裝置的空氣吸入口的位 置合理，不會對空分裝置產(chǎn)生影響。2低溫甲醇洗管道布置設(shè)計兩相流管道的設(shè)計1設(shè)計時盡量減少彎頭，縮短管長，降低阻力降。2氣液兩相流盡量減少水平管 段的長度，以防止管道振動。做管架時應(yīng)注意加固。3從含硫甲醇閃蒸罐或閃蒸塔、無硫 甲醇閃蒸罐或閃蒸塔去 H2S 濃縮塔的管線，減壓控制閥組盡量靠近 H2S 濃縮塔，減少控制 閥組后的水平管段，附塔局部的管線適當(dāng)縮徑，減小管線因流型不當(dāng)引起的振動。有阻力降要求的工藝管路系統(tǒng)洗滌塔的段間冷卻器進出口管線系統(tǒng)的阻力降需滿足工藝要

7、求。從洗滌塔上段和中段升 氣筒集液箱采出的工藝物料去段間冷卻器冷卻后，再返回塔的整個管路系統(tǒng)包括段間冷卻 器的阻力降要小于塔內(nèi)升氣筒集液箱液體采出處與返塔處的壓差。主要從兩個方面控制壓 差，滿足工藝要求：一是保證集液箱內(nèi)的正常操作液體有足夠的靜壓差；二是保證管線系統(tǒng) 的配管彎頭盡量少，管線長度盡量短，段間冷卻器的壓力降盡量小。低溫管道的設(shè)計要求【1】1低溫介質(zhì)管道的布置在滿足柔性下應(yīng)使管道短，彎頭數(shù)量少，且應(yīng)減少液袋。 2低溫介質(zhì)管道應(yīng)利用管道自然形狀到達(dá)自然補償。3低溫介質(zhì)管道間距應(yīng)根據(jù)保冷 后法蘭、閥門、測量元件的厚度以及管道的側(cè)向位移確定。4低溫介質(zhì)管道上的法蘭不宜 與彎頭或三通直接焊接

8、。塔類設(shè)備附塔管線及管口布置與平臺的協(xié)調(diào)設(shè)計對于低溫甲醇洗工序中洗滌塔、H2S濃縮塔等，爬塔管線比擬多，怎樣布置好附塔管道， 方便操作維修，又能與平臺設(shè)置協(xié)調(diào)布置，主要考慮：1根據(jù)工藝和內(nèi)件的要求，布置好 管口的方位和塔盤的方位。含有甲醇的進料管:由于含有氣體的甲醇為氣液兩相流動流體,其 開設(shè)方位受塔內(nèi)塔盤的降液板位置限制最嚴(yán)格,必須開設(shè)在高低兩塊塔盤的非降液區(qū)域，有 效利用相應(yīng)的塔盤,提高塔盤效率。2人孔:開設(shè)在沒有降液板的方位，應(yīng)朝向檢修側(cè)，并 設(shè)有平臺。操作既方便又美觀。3液位計口:液位計及液位調(diào)節(jié)器的接口應(yīng)開設(shè)在能從平 臺或梯子上容易觀測和檢修的位置，不應(yīng)開設(shè)在降液區(qū),以免受流入液體的

9、影響而計量不準(zhǔn)。 4塔上管線的垂直布置:為了減少撐持,假設(shè)無特殊要求,管線離開管口后一般應(yīng)立即向下, 并沿著與塔平行的方向盡可能集中布置,以利于統(tǒng)一撐持。5兼顧考慮管口法蘭的安裝、 拆卸、維修方便。管口的標(biāo)高越高，其附塔管線宜居中布置，在滿足工藝和內(nèi)件管口方位要 求的前提下，宜按照各管口標(biāo)高的順序，由居中布置向兩側(cè)布置附塔管道，形成“金字塔 式的管口分布。這樣平臺設(shè)置時，能夠確保多數(shù)管口在平臺上順利安裝、拆卸和檢修。其他配管設(shè)計考前須知1原料氣管道進裝置的配管要考慮噴入甲醇位置至繞管冷卻器的距離要求。2甲 醇洗裝置多數(shù)不銹鋼管道，其撐持管道為碳鋼管道時，如果與主管焊接時，應(yīng)考慮撐持管道 有一段

10、與主管材質(zhì)一致的管道，以免異種鋼之間焊接對主管造成影響。3所有低溫管道要 求選用保冷用的管架。4由于甲醇洗爬塔的管道較多，故這些爬塔管口的方位要注意間距， 保證保溫、保冷和管架安裝特別是彈簧支吊架的安裝間距的間距。附塔管線的管架、平 臺預(yù)焊件注意錯開布置，以免預(yù)焊件互相碰撞。5溫度計管嘴開設(shè)在液相區(qū)，要求溫度計 套管與塔板內(nèi)液體接觸，而壓力計管嘴開設(shè)在塔板下的汽相區(qū)。6對于大的控制閥，配管 時應(yīng)注意儀表返回的控制閥膜頭的型式、平面四個方向所占的空間，管道設(shè)計應(yīng)滿足其空間 要求。3 設(shè)備布置和管道布置的優(yōu)化設(shè)計常規(guī)布置常規(guī)低溫甲醇洗的設(shè)備布置，一般會按照冷區(qū)域的設(shè)備布置在管廊的一邊，即吸收區(qū)與

11、解吸區(qū)同側(cè)布置，熱區(qū)域在管廊的另一邊,也有的是冷區(qū)和熱區(qū)在同一側(cè)沿著管廊單邊布置， 當(dāng)然這兩種計劃都是按照工藝流程順序布置，也考慮了操作檢修，但是無視了一點，即甲醇 洗工序作為一個冷區(qū)工藝設(shè)備和工藝流程居多的工序，其冷區(qū)設(shè)備之間連接的管道均為低溫 使用的不銹鋼管道，而熱區(qū)設(shè)備多為碳鋼管道，按照上述布置計劃雖然能夠滿足流程要求， 但其冷區(qū)的設(shè)備之間的管道在裝置布置的長度方向很長，設(shè)備布置上吸收區(qū)與解吸區(qū)間有多 個換熱器布置，其連接的管道較長，并且需要通過管廊沿線敷設(shè)連接，一方面導(dǎo)致不銹鋼管 道的投資增加，另一方面管廊寬度和荷載也因眾多設(shè)備連接的管道空間占位而增加結(jié)構(gòu)投資。優(yōu)化計劃因為冷區(qū)的設(shè)備布

12、置流程長，可采用將冷辨別成兩局部，分別布置在管廊的兩側(cè)，吸收 區(qū)及其緊密相關(guān)的設(shè)備布置在管廊一側(cè)，解吸區(qū)及相關(guān)換熱器框架布置在管廊的另一側(cè)，冷 區(qū)吸收區(qū)與解吸區(qū)之間的管道連接，只需要跨過管廊連接兩側(cè)的設(shè)備即可，減少了低溫不銹 鋼管道設(shè)計的長度。具體計劃：吸收塔及塔間繞管深冷設(shè)備布置在一側(cè)，C02產(chǎn)品塔、H2S 濃縮塔、閃蒸塔、氣提塔等設(shè)備布置在吸收塔區(qū)域的對面，中間為管廊區(qū)域，熱區(qū)框架及相 關(guān)設(shè)備占地面積相對小，可與吸收塔區(qū)域設(shè)備在管廊的同一側(cè)布置。3.3 應(yīng)用實例效果某工程通過上述設(shè)備布置的優(yōu)化調(diào)整及熱區(qū)設(shè)備布置的優(yōu)化，將低溫甲醇洗工序的設(shè)備 布置以設(shè)計模塊化的觀念，使得低溫甲醇洗裝置布置在滿足工藝流程和操作方便的根底上更 加緊湊、美觀，同時加強了各個框架的聯(lián)系，既節(jié)省了投資，又增加了操作檢修的便捷性。 通過同等規(guī)模的工程應(yīng)用實例比照，節(jié)省裝置占地面積約1900m2,節(jié)省不銹鋼管道約165t, 總計節(jié)省投資約690萬元。4 結(jié)束語通過掌握低溫甲醇洗工序各類設(shè)備的設(shè)備