MTO装置低温介质泵管道设计

2019-04-15孙亭

山东化工 2019年6期

孙亭

(中石化洛阳工程有限公司配管室，河南洛阳 471000)

MTO(Methanol to Olefins)装置即甲醇制烯烃装置，主要分为两个单元，即甲醇制烯烃单元和烯烃分离单元。由于其原料甲醇可以由煤炭制成，比较适合我国国情，且原料甲醇中含硫等杂质较少，所产烯烃比较纯净，在食品包装上应用比较广泛，具有良好的经济效益，故近年来发展比较迅速。甲醇制烯烃单元介质有甲醇、反应油气、水系水、急冷水等，主要为高温介质。烯烃分离单元介质主要是各种烯烃，需要在低温状态下运输，因此本文主要结合烯烃分离单元，对低温介质泵进出口管道以及辅助管道进行总结。

1 泵平面布置

低温介质泵的平面布置与普通介质泵一样，宜露天布置，在寒冷或多风沙地区可布置在室内；成排布置的泵应按防火要求、操作条件和物料特性分组布置；成排布置时，宜将泵端进出口中心线或泵端基础边对齐；成双排布置时，宜将两排泵的动力端相对，在中间留出检修通道[1]。

本文中所提到的脱甲烷塔回流泵为露天布置，平面布置如图1所示。

图1 部分低温介质泵平面布置

2 泵管道布置

泵是一种输送流体的机械，在工业中广泛使用，石油化工行业中多采用离心泵。本文中的低温介质泵采用的就是离心泵。对于离心泵管道设计，首先要满足PID的要求，确保泵的正常运行及维修检查所需空间。另外泵是回转动设备，受到外力的作用容易发生振动和变形，并引起噪音，严重时还会造成轴承损坏。因此，需要考虑泵出入口管道的柔性，尽量降低管道作用在泵管嘴处的力和力矩。此外，还要考虑泵维修检查所需空间，使泵的管道、阀门手轮不影响其维修检查。

根据输送液体的特性和操作条件的要求，泵的进出口位置有轴进上出、上进上出、侧进侧出以及侧进上出四种不同的方案。文中的泵采取的是轴进上出的方案。下面分别对进出口及辅助管道的管道布置做分析。

2.1 泵进口管道布置

首先，低温介质泵应满足一般常温或高温介质泵的配管要求。

(1)防止泵产生气蚀现象。这需要保证泵的有效气蚀余量，可通过调整塔的最低液面与泵入口中心线的高差来保证。同时，要确保泵进口管道需采取“步步低”进泵，不能有“气袋”。而且，为保证气体不在变径处积聚，除输送有固体颗粒的流体外，泵入口偏心异径管应采用顶平安装。注意厂家返回资料是否有检修空间要求，在管道设计时应注意留出足够的操作检修空间。

(2)对于泵进口切断阀及过滤器，如PID没有明确要求，应按照规范由泵管嘴与进口管道公称直径决定其直径尺寸。切断阀需要考虑操作的便利；而对于过滤器，需留出取出金属网所需空间。

其次，由于低温阀结构不同，要求泵进口管道上所有阀门均应安装在水平管道上，阀杆方向宜垂直向上。且主管有保冷层的低点排凝阀布置时，要加弯头使排凝阀安装在水平管道上，同时阀前管段长度在确保排凝阀手轮不与主管保冷层碰撞前提下尽量短。

最后，对进口管段的走向进行规划，使管系的应力通过自然走向进行补偿，并满足设立支架的要求。

2.2 泵出口管道布置

泵的出口管道虽允许出现“气袋”，但也需认真规划其走向，以满足PID以及操作的需要。出口管道上的异径管应靠近泵的出口。阀门的设置基本同进口管道的设置。为防止流体倒流，在出口与第一道切断阀之间设止回阀，止回阀最好设置在水平管段。止回阀和切断阀公称直径尺寸相同，如PID没有明确要求，应按照规范由泵管嘴大小与进口管道公称直径决定其尺寸。

出口管道高点应设置放空，主管与地面要有足够的空间布置低点排凝的管道。若出口管道需拉至地面进行布置，除经过详细应力分析的管道，一般此管段标高宜与泵轴标高一致。暖泵线截止阀应注意介质流向，应自止回阀后流向止回阀前。除工艺专业有特殊要求，互为备用的AB泵进出口管线不要求对称配管。

出口低温管道高点放空阀、压力表根部阀宜水平布置，阀杆方向宜垂直向上，且应设置保冷支架。管道受安装空间所限，部分阀门手轮过高时-，可将阀杆适当倾斜。但对于低温水平管道上布置的阀门，其阀杆倾斜角度与竖直方向夹角不应大于30度。

当泵的出口管线有采样器时，与采样器相接入口管线材质均为不锈钢，其管道等级应与采样介质管道等级相匹配，对于低温介质应采用低温不锈钢。

MTO装置的低温介质是C3、C4，属于易燃易爆介质，因此当泵的出口管线有调节阀时，调节阀前后的两个切断阀安装时注意泄压孔的方向，确保当调节阀检修时，切断阀内汽化后的气体介质不泄漏，可以密闭返回管线。