液硫输送过程中遇到的问题及应对措施

周志杰,吕晓明,陈书宁,潘涛,王志华,林杭,张晓兵

(中国石化中原油田普光分公司天然气净化厂,四川,达州,636156)

液硫输送过程中遇到的问题及应对措施

周志杰,吕晓明,陈书宁,潘涛,王志华,林杭,张晓兵

(中国石化中原油田普光分公司天然气净化厂,四川,达州,636156)

液硫在输送过程中会发生管线、泵凝固和泄漏,本文简单介绍了液硫贮运过程中的保温措施以及凝固、泄漏情况下的应急处理方式。

液硫泵;管线;凝固;泄露;预防措施;保温;节能

1 硫磺的性质

硫磺是一种其物理性质随温度而显著变化的元素。硫磺在常温下是固体,液硫的流动性随着温度的升高而增强,直到温度达到 155～160℃为止。此时液硫会通过八原子硫环的互连而形成长链硫分子,黏度随之急剧增加,以致泵送操作非常困难。所以,温度过高或过低时液硫粘度都要急剧增加,在液硫储存输送过程中要密切关注温度,防止温度过高或过低影响粘度。液硫通常在 140-145℃下由管道输送。管道伴热系统将整个管道内的液硫平均温度保持在 135-140℃。硫磺的最低输送温度要求为 122～125℃,因此在正常操作期间有 13～15℃的安全裕量。

2 罐内液体硫磺的保温节能措施

根据硫磺的性质知道,在 130-155℃的范围内,液体硫磺粘度较小,流动性好,故罐内液体硫磺的适宜温度为 130-150℃。液体硫磺罐的热损失主要取决于保温质量和液硫储罐的外表面积。合理计算液硫储罐的最大热损失和加热盘管的换算面积,采用合适的保温材料,是保证罐内硫磺温度的有效措施。为确保硫磺液相储存,在罐底、罐壁、罐顶设置加热器,加热器的型式和传热面积应根据储罐的大小进行设置。同时在顶盖上均匀设置排气管,每根排气管都设有保温夹套,以防止硫磺蒸气冷凝结块而堵塞管道。液体硫磺储罐顶盖处还应设置了消防管线,以备硫磺意外着火用。参考国内 5500t液体硫磺储罐是把液硫储罐基础抬高至 3.2 m(国内同类装置基础高 0.2～0.3 m高),自然地面距储罐底出口留出装车高度,用液位自动装车,不用泵装车可节省泵的投资及维修更新的费用,但基础抬高给结构选型带来一定难度。可以根据该地段的地质勘探,采用回填土或者桩结构,上部钢筋砼承台梁顶面与自然地面水平。地面以上为周边钢筋砼环墙,中间承台梁上砌 370mm砖墙,顶面为钢筋砼板。该结构形式经济、合理、安全可靠而且施工工期较短。

3 输送过程中防液硫凝固以及应急措施

硫磺管线输送的关键在于管线的伴热温度与保温措施,目前较为常用的有电伴热、蒸汽伴热。较长管线一般采用的是蒸汽夹套保温。采用电伴热还是蒸汽伴热,应看具体使用的场合。电伴热是近几年才出现的,由于其造价相对蒸汽夹套保温昂贵,技术要求较为苛刻,一般用在短距离输送,或直接用于液硫泵进出口处,以保证液硫在泵前后不发生凝固。在技术上还需进一步提高,在工厂中,还是以蒸汽伴热为主。防止液硫泵发生硫磺凝固,蒸汽夹套管应以 0.3-0.4MPa低压蒸汽常开,温度控制在 135～145度,此时硫磺流动性最好。尽量采用多段给汽,加汽站与排凝站并用,保证管线进气、排凝顺畅,同时管线不要太长。在给汽前,先将管线内的存水扫净再使用,而且平时加强注意巡检。

4 夹套管线的防泄漏以及应对措施：

天然气净化厂液硫夹套管线的主管内壁受液态硫、硫蒸汽的腐蚀,使管壁减薄或出现裂纹而发生泄漏,而夹套管外管道维修及整改的设计方案、施工措施是否合理、操作正确与否是极其重要的因素,因此预防管线泄露就是要做好管线的防腐。夹套管线防泄露措施：(1)整改与维修时的设计方案与措施的合理。(2)维修、整改时必须要有相关的措施,严把制作、焊接、安装的质量关,搞好保温和维护工作。(3)操作人员必须严格执行工艺操作规程。硫磺夹套管线主管出现泄漏后,应及早处理,否则可能使夹套被硫磺堵塞,造成液硫管道报废。寻找漏点是最重要又极其麻烦的事,如果管线较长,一般采用分段排除法查找漏点。维修和操作要点：(1)根据设计方案订出合理的维修施工方案和措施,转弯处应尽量少用,而采用三通加法兰堵的连接方式。(2)夹套管线主管应尽量采用耐硫钢材,管件如三通、大小头等应使用冲压件。管材、管件的材料应按设计要求进行严格检验,钢管内表面光洁度应符合规定要求,凹陷或锈蚀不应超过管壁负偏差,管件的主要尺寸偏差应符合有关规定。(3)制作安装时要严格按技术规程施工,坡度应符合设计要求;管中心线应保持在一条直线上,防止出现绕度、几何夹角和转角弯曲应力的产生;接管应防止积液现象;对水平管应高进低出,位置要合理,严禁出现死角。(4)同一焊缝的同一部位返修次数对不锈钢而言不应超过一次,碳钢不应超过两次;否则应在焊缝热影响区切除,重新制作、焊接和检验。

[1]陈雪樵,液体硫磺库简介.硫酸工业 2000,(2);

[2]屠潞英,液体硫磺储罐的结构设计.浙江化工 2002,33(3);

[3]喻泽汉,蒋锐君,天然气净化厂液硫夹套管线的腐蚀与维修.石油与天然气化工,2006,35(6)

TQ125.1+1

B

1003-3467(2010)10-0092-01