石油化工装置分馏塔及框架的配管设计及问题处理

石油化工装置分馏塔及框架的配管设计及问题处理

发表时间：2019-07-29T15:01:31.813Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：范云鹏

[导读] 摘要：在石油化工企业运营的过程中，应用最为广泛的气液相间的传质设备，当属精馏塔吸收塔、解析塔和萃取塔。

中化商务有限公司上海 200122

摘要：在石油化工企业运营的过程中，应用最为广泛的气液相间的传质设备，当属精馏塔吸收塔、解析塔和萃取塔。塔的种类多，用途差异大，但以板式塔和填料塔结构为主。借此，本文就大庆某石油化工企业为研究对象，就该企业中石油化工装置分馏塔及框架配管设计的具体情况进行研究和分析。

关键词：石油化工装置；分馏塔；配管设计；问题

引言

石油化工业作为我国工作发展的重要一员，不仅给国家带来了经济效益，而且为民众生活带来到了诸多便利。由于石油化工中的装置复杂，配管设计直接关系到石油化工企业运行的每一个环节，所以，配管的设计、施工和安全问题就成为石油化工企业发展的重中之重。借此，本文就石油化工装置分馏塔及框架的配管设计及问题进行详细的探究和分析，为我国石油化工企业安全和持续运行提供保障。

一、分馏塔的配管设计

由于分馏塔的配管设计直接关系着石油化工企业的正常运营，所以，在进行配管的设计时，配管的设计都是在保证设备安全的前提下进行的，虽然配管设计的依据和内容基本上一致，但是，在相同的依据和内容下，想要设计出科学、合理且符合企业发展需要的配管设计，不仅要求相关的专业人员具备设计的标准、规范和常识方面的知识，而且还要对工艺意图有一定的掌控，同时，设计能够满足工艺生产需要。本文就以常用的夹套管和蒸汽管道为例，就配管在设计环节中容易忽视的问题进行探究。另外，塔的管道通常是由塔顶管道塔体侧面管道和塔底管道构成，配管设计的原则是先大管后小管，先上后下，所以，为了方便支撑管线在离开塔的管口之后，一般会进行立即拐弯向上，或者是向下设计的同时，沿着与塔体平行的方向进行塔与管线的布置，最外边缘净距保持在300mm，当然，由于水平管段的高度通常会受到管廊高度的影响，所以，尽可能的选择同一个标高，将其排成一排。如图1分馏塔及塔顶空冷三维示意图。

图1分馏塔及塔顶空冷三维示意图

二、配管设计问题及处理办法

随着近几年的发展，新版防火规范自出台以后，在催化装置中的分馏框架，将介质操作温度高于自燃点，以及低于自燃点的设备分别布置在两个框架之内，在本次研究中，主要是对“冷框架”的设备布置和配管设计情况进行研究。在整个“冷框架”中，“冷框架”靠近分馏塔进行布置，在“冷框架”的东侧是分馏塔顶油气分离器。另外，在进行分馏框架层高确定的过程中，不仅遵循了科学、经济、合理的布置原则，而且在一定程度上，在满足安全、环保、工艺、操作等要求的情况下，尽可能的促使“冷框架”降低运营成本，提高经济效益。

在整个“冷框架”中，分馏框架分为五层。即地面层、EL+7500 层、EL+16500层、EL+25500层、EL+31000层。第一，框架第二层标高是EL+7500，相对于管桥侧梁EL+6000高出了1.5米，并且在这个1.5米的空间范围内，管线被划分为三层，即进出管桥的管线、公用工程管线和含油污水线、公用工程管线的分支管线，同时，这种管线布置在一定程度上，不仅可以减少管道交叉，而且还可以避免管道之间的碰撞；第二，分馏框架第三层是EL+16500，主要布置了分馏塔顶油气冷凝冷却器E-202，标高是以分馏塔顶油气分离器D-201和分馏塔顶空冷器A-201这两个因素来确定的，所以，分馏塔顶油气分离器D-201安装高度距离地面是7000；第三，分馏框架第四层是EL+25500 层，主要是分馏塔顶油气-热水换热器E-201，这一层的高度是按照空冷器入口管线的配管情况进行设计的；第四，分馏框架最顶层的是EL+31000层。这一层的高度是按照分馏塔顶油气-热水换热器E-201的设备高度和配管来确定的。

三、配管时几点注意事项

在石油化工企业，蒸汽作为重要的工程物料应用广泛，因此在应用的过程中，根据操作压力的差异，将其划分为不同的类型。另外，由于蒸汽管应用十分普遍，在工作的过程中，其温度可以达到200摄氏度到530摄氏度左右，其本身操作难度大，所以，为了保证操作中的安全性和可行性，在进行配管设计环节，必须要注意以下几个方面。

第一，蒸汽管道的配置设计必须要严格按照不同压力等级进行布置，所以，可以在配管设计环节进行二形补偿器的设置，二形补偿器的设置可以将蒸汽管内热膨胀产生的蒸汽收集起来，这也是因为蒸汽管内的温度过，无法保障数据计算的准确性，而二形补偿器在一定程度上，不仅解决了无法精确计算的问题，而且为蒸汽管正常运行提供重要的保障。

第二，在管廊蒸汽管道上的排液设置，由于在实际工作环节，蒸汽管道会产生大量的的凝液，一蒸汽管道的位置在一个相对较低的位置上，那么，在超高压蒸汽管道中，既有可能出现凝液的情况，所以，为了更好地规避这种情况，需要在与主管道靠近且操作便利的根部阀位置进行排液设置，或者是在与地面排气筒较接近的切断阀附近进行排液设置，如疏水阀、放净阀、根部阀等。

第三，在进换热器管道布置的过程中，必须要考虑到设备保温和管线保温方面的问题，所以，在管道设计环节，需要留出充足的操作通道，通常通道是800，在特殊情况下，至少不得低于600。另外，如果换热器距离柱子过于较近，可以适当的换热器管程和壳程的管线及阀组布置在同一侧的位置，当然，对于较大的换热器，由于其管线也较粗，其间距大小需要根据实际情况进行选择和配置。

第四，在框架顶层平台EL+31000的区域，分馏塔顶油气管线在进入分馏塔顶油气-热水换热器E-201AD的时候，需要对其进行对称布置，并且还要根据应力分析的具体情况进行支架的设置。另外，由于EL+31000层上管线较粗且配置复杂，需要提前对其管线进行规划和应力分析，这也是为了尽可能降低管线阀门过高，降低安全阀出口管线的震动作用。

第五，由于换热器管线上的小阀门其作用和配置管线的形式各有差异，其中，在上部管线上配置小阀，主要发挥进气的作用。第一，一旦管线的介质是重油时，那么，连接蒸汽固定的区域就会出现吹扫现象；第二，一旦管线的介质是轻油时，那么，连接蒸汽半固定的区域就会出现吹扫现象；第三，一旦管线的介质是水时，只需要在连接阀门的笛梵增加一段直管就可以了。另外，在下部管线上配置小阀，