石油化工装置分馏塔及框架的配管设计及问题处理

2020-05-09魏安娜青岛伊科思技术工程有限公司辽宁分公司

化工管理 2020年12期

魏安娜（青岛伊科思技术工程有限公司辽宁分公司，

辽宁大连116091）

在石油化工企业中，板式分馏塔是在汽油加氢过程中使用范围最广泛的分馏塔类型。当原料汽油以及加氢反应产物进入板式分馏塔后，板式分馏塔可以有效地分离轻汽油和重汽油。在石油化工装置分馏塔的安装中，框架的配管设计的合理性在很大程度上影响着分馏塔的使用效果。分馏塔框架的配管设计一方面要符合分馏塔结构的需求，一方面也应当保证不影响分馏塔内各个构建的正常工作。因此，石油化工企业需布置合理的分馏塔框架的配管。

1 石油化工装置分馏塔框架配管设计的要求

首先，分馏塔框架的配管应当符合安全性原则。配管的工艺路线是分馏塔装置的基础。配管的质量直接关系到后续工程的建设，因此配管的安全设计应放在首位。再则配管设计应尽可能简化，以避免复杂的操作。

其次，设计安全流程。配管设计安全性与石油石化厂的整体质量直接相关。在管道设计过程中，应充分考虑所用材料的易燃易爆性。对于存在火灾等安全隐患的，应设置警报装置，并在必要部件上安装紧急停止装置，保证事故发生后分馏塔的安全性；

再次，分馏塔框架的配管设计需要遵循合理性原则。配管设计过程中除了需要注意安全性、设计安全流程以外，还需要对配管的规格、结构等基本知识进行全面了解，同时要仔细分析PID，满足分馏塔运行、分馏塔与其他设备的连接等其他需求。由于高压系统和低压系统之间压力和温度的明显差异,需根据PID、实际情况以及分馏塔运行需求为基础按照高、低压封闭管的标准划分配管的等级。在设计分馏塔与回流罐之间的配管时，当分馏塔的塔顶压力由热旁路控制时，热旁路管道应保温，尽量短，并将调节阀设置在回流罐的顶部，管道不得出现袋形，以避免积液。

在分馏塔与汽提塔之间的配管设计中，为了确保调节阀组有充足的流量，应当根据分馏塔与汽提塔之间的距离，合理设计配管。通常情况下，调节阀组应该靠近汽提塔。同时，在设计汽液两相流配管时，为了有效地降低汽液两相流配管的压力，避免配管震动引起配管损坏、泄露等事故，应该尽量将调节阀靠近接收介质的容器。在对汽液两相流配管进行铺设时，需要严格按照工艺要求和流程进行设计。汽液两相流配管的设计如图所示。

此外，注意管道和阀门布置的合理性。首先，采样点的设置。不应在管道的拐角、连接等死角处以及水平配管的底部设置采样点。应设置在主配管分支的前端的主管。另外，设置吹扫管道。分馏塔抽出管道和汽提塔连接的吹扫接头应设在该管道切断阀后。

2 石油化工装置分馏塔的配管设计

2.1 设计原则

塔架的管道通常可分为塔架侧面的管道和塔架底部的管道。布管原则为沿塔敷设由上至下，先布置大管径，后布置小管径。为了便于支撑管道离开塔架的管口，应立即向上或向下弯曲管道，并且塔架与关口最外边缘之间的净距应为300 mm，方向平行于塔架。通常，水平管段的高度尽可能受管廊的高度影响，可以以相同的高度排列成一排。沿着塔架管道的垂直管段应具有足够的长度，以安装以塔架壁为根的孔板管道的支撑。其固定点的位置应通过应力分析和位移计算确定。

2.2 常见问题及解决办法

目前，石油化工装置分馏塔内部的催化单元含有两个框架。介质温度高于其燃点的设备放置于一个框架内，介质温度低于其自然点的设备放置在另一个框架内。主要目的在于避免引发火灾等安全事故。文章本部分的内容仅围绕“冷框架”介绍。分馏塔装置的附近配有“冷框架”，分馏塔的油气分离器在分馏塔的东侧。

2.3 石油化工装置分馏塔的框架高度及各层设备

石油化工装置分馏塔框架高度的设计一方面要保证石油化工企业经性的需求，一方面要遵循合理、安全的原则。即分馏塔框架的高度设计需要以安全、环保为基础，严格按照工艺要求，实际的设计需要具有高可操作性。此外，分馏塔框架的高度在以上基础上尽可能降低，避免石油化工企业投入过多成本。分馏框架分为五层。也就是地面层、EL + 7500 层，El +16500 层，El+25500 层，El+31000 层；框架第二层的标高为El+7500，比管桥的侧梁El+6000高1.5m。在第二层框架与管桥之间的1.5m空隙中，需要布置三层配管。中间层的配管属于公用管道和含油水管道；靠近框架的配管是公用管道的分支管道。配管的三层布局能够有效地防止管道碰撞引发管道损坏，还可以减少管道之间的较差，避免在维护保养时因管道过于混乱而难以对管道问题进行精准定位。分馏塔的油气冷却器放置在分馏塔框架的第三层。该层的高度主要由两个因素决定，首先为分馏塔顶部的油气分离器。油气分离器的底部与地面的距离至少为7米.油气冷却器底部与地面的距离不宜过大，因为它与框架四层的高度有关；第四层是El+25500 层。主要放置分馏器的顶部油气热水换热器E-201。该地板的高度根据空气冷却器入口管道的管道确定；框架的顶层为El+31000层。应该根据油气换热器底部与地面距离的要求对框架高度进行设计。在框架的顶层中防止顶部油气管线、安全阀、控制阀等。其中分馏塔顶部压缩机的管线具有特殊要求，因为压缩机的管线为反飞动线，需要将该管线以45度角插入分馏器的塔顶油气管线。

2.4 注意事项

布置每层换热器的管道时，应预留不小于800mm的操作通道，便于配管布置人员的进出。当多个换热器之间存在距离过近的现象时，可以将管道和阀门组放置在换热器的同一侧，应避免两换热器之间管道交叉，阀门组难以调节。在分馏塔框架的顶层中，分馏塔顶部油气水换热器的顶部油气管道需要对称布置，并对管道采取支护措施，防止管道因压力过大而变形。El+31000层上的管道又大又复杂。应预先计划管道并进行压力分析。同时要注意大型管道的阀门和管道的振动情况，以采取有效的措施。在设计时，管道底部和平台顶部之间的距离为200mm。安全阀的管线应当尽量远离分馏塔，以便于安全控制分馏塔，分馏塔顶置式油气热水换热器E-201和顶置式油气冷凝器E-202 进、出口管线的设计，需要美观整齐，方便维护，满足应力要求。如有必要，应设置过桥等措施。每个换热器上部管道上的小口径阀用于排气、吹扫及清洗。当管道介质不同时，连接吹扫形式不同。下部管道上的小口径阀为排凝排污阀。通过密闭排放至规定的排污系统。