MTBE装置甲醇回收塔再沸器出口管系的柔性设计

准 。管道应 力校核一般包 括一次应力校核和二次应力校
核 （ 同时对 临时荷 载的校核 ）。设备管 口受力要求一般
满足Ｓ Ｈ ／ ３ ０ ７ ４ — ２ ０ ０ ７ 石 油化工钢制压力容器 的规定 。本次
应力分析软 件为美国Ｃ Ｏ Ｄ Ｅ 公 司的Ｃ Ａ Ｅ Ｓ Ａ Ｒ Ｉ Ｉ ５ ． ０ 。
Ｄ 开 口接管 外荷载 校核 的规定Ｌ ４ １ ，设备管 口的允许 受力
如表２ 。
表 ２ 设备 管 允许 受力 表
质密 度为５ ０ ０ ｋ ｇ ／ ｍ ，保温材料 密度２ ０ ０ ｋ ｇ ／ ｍ３ ， 保 温厚度为
６ ０ ａｍ ｏ ｒ
石 油化工管 道应力 分析一般 遵循Ｎ Ｓ Ｉ ／ Ｓ ＭＥ Ｂ ３ １ ． ３ 标
图１再沸器 出口管道配管方案一
表 ３ 设备替口受力表
大为９ ． ３％。设备管 口的受力见表４ 。可 以看出各设备管
口受 力及力 矩较方案二没有改善 。因此仍需调整方案 。
表 ４设备管口受力表
要调整配管 。
３ ． 结果 与讨论
若再通过增加弯头来改善管系的柔性 ， 以吸收管道 的
热胀量 ，但 势必增 加管系压降 ，影 响再沸器 系统 的正常
时达到满足工艺需要及配管要求 。
２ ． ２ 第二种 方 案
配管方式如图２ 所示。 此方案较方案一在再沸器管 口 出口 上方增 加了两个 弯头 ， 以吸收Ｙ 方 向的膨胀量 。 计算
结果 ： 一次 应 力通
过， 最大为１ ７ ． １ ％。
表 ５ 设 备管 口受 力 表
二次应 力通 过 ， 最
的的材质 均为 Ｑ ３ ４ ５ Ｒ ， 属 于普通 的低合 金钢 。根据 内插 法 ，在 １ ３ ５ ｏ Ｃ 时 ，金 属线膨胀 系数为 １ ． ３ ４ ｍ ｍ ／ ｍ［ 。管 口
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的附加位移见表 １ 。
表 １设备管 口附加位移
１ ． 管道设计基本条件
本 装置 的 甲醇 回收 塔再 沸器 为热 虹 吸式 卧式再 沸
安全 、合 理 的配管方式
关键词 ：再沸 器
设备 管 口 配管
应 力分析
中图分 类号 ：Ｔ Ｅ ６ ２ ４ 文献标识码 ：Ｂ 文章编号：１ ０ ０ ２ — ３ ６ ０ ７（ ２ ０ １ ３ ）１ ２ — ０ ０ ２ ５ — ０ ２
在石油化工 装置 中， 再 沸器是一 类很 重要 的换热设 备， 常置 于塔底 ， 作用是将塔釜液相部分 汽化后再返 回塔
高效工作 。因此决 定修改 再沸器 的设备管 口设计条件 ，
将再沸器管 口法 兰压力等级 由２ ． ０ ＭＰ 等级提高到５ ． ０ ＭＰ 等 级 ，其余 均不改变 。通过再沸器设备管 口条件 的改进， 以 满足Ｓ Ｈ ￣３ ０ ７ ４ — ２ ０ ０ ７ 的规定 （ 管 口允许 受力见表６），同
器 ，型号为Ｂ Ｊ Ｓ ７ ０ ０ — ２ ． ５ — １ ２ ５ — ６ ／ ２ ５ — ２ Ｉ。再沸器 出 口返 回
至 甲醇 回收塔 的管线输送 的介 质为含有 甲醇 的水溶液 。 管 线参数 如 下 ：操 作温 度 １ １ ５ ｏ Ｃ，设 计温度 为 １ ３ ５ ℃，
操作 压力为０ ． １ ＭＰ（ 表 ），设计 压力为０ ． ３ ８ ＭＰ（ 表 ）， 管道 材质 为２ ０ ＃ 碳钢 ，规格 为３ ２ ９ ． ３ ｘ １ ０ ｍ ｍ，系统 内介 根据Ｓ Ｈ ／ Ｔ ３ ０ ７ ４ — ２ ０ ０ ７石油化工钢制压力容器 中附 录
口时 ，返 回管 道应 对称 布置 ，保证 两个 返 回管系流 量 和热 量 分配均 匀 ，从而 保证再 沸 器的正 常工 作和 高传
热效率＿ ２ Ｊ 。 管系 的端点如下 ：甲醇 回收塔返 回口 （ ９ ０ 点 ）、再 沸器 出 口１（ １ ０ 点 ）、２（ ５ ０ 点 ）。甲醇 回收塔和再沸器
大为１ ０ ． ２ ％。 设 备管 口的受 力见 表 ４ 。 可以看 出各设备管 口的受力及力矩均
受力分 析数据， 管径， 压 力等级ｒ
Ｆ ｘ， Ｎ Ｆ ｙ ／ Ｎ Ｆ ｚ ／ Ｎ Ｍ Ｘ ／ Ｎ・ ｍ Ｍ ｖ Ｎ － ｍ Ｍｚ ／ Ｎ ・ ｍ
内， 以提供 精馏 过程所 需要 的热源 。由于再 沸 器操作 状 态下金 属管 道温度高 ， 若配管不合理 ， 管道 和设备管 口的
应力和受力超 过其允许值 ， 造成管道和设备介质泄漏 ， 甚 至发生管道和设备损坏 ， ， 从而引发安全事故ｔ ” 。 本文通过 对１ ２ 万ｔ ／ ａ Ｍ Ｔ Ｂ Ｅ 装 置的甲醇 回收塔再沸器 出口管线 系统多 种配管方式进行应 力分析 ，从而找 出使管道 、设备管 口 受力合乎安全要求 和合理的配管方式 。
２ ． 方案 比较
２ ． １ 第一 种方 案
配管方 式是再沸 器 的经典 配管方式 ，如 图１ 所示 。
为 了保证 再 沸器 系 统正 常工 作 ，管道 在满 足柔 性
需求 的同时 ，应使 管道 短 ，弯头 数 量少 ，有 两个返 回
计算结果 ：一次应力 通过 ，最大为 １ ３ ． ２ ％。二次应力 通
科 孜 堆 厂 与
用
ｌ Ｉ Ｎ Ｓ Ｔ Ａ Ｌ Ｌ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
朱林英
徐义 明
徐 阳
（ 中建安装工程有 限公 司 南京 ２ １ ０ ０ ４ ６）
摘
要 ：本文 以 甲醇回收塔 再沸器 出口管线 的不同配管方案 为例 ，运 用应力分析软件Ｃ Ａ Ｅ Ｓ Ａ Ｒ Ｉ Ｉ ５ ． ０ 进行一次应 力、 二 次应 力和管 １ ： ２ 受 力分析 。通 过不断优 化调整方案 ，找 出满足操作 安装条件和符合管 口受 力规 范要求 的最
Ｉ Ｎ Ｓ Ｔ Ａ Ｌ Ｌ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
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过 ，最大 为３ ５ ． ６ ％。 但从 设 备 管 口的受 力 （ 见下表 表３ ）分 析 ，可 以看 出各 设 备 管 口的受 力 及 力
矩 均 超 过 了规 范 的 要 求 。 重 沸器 和 回 收 塔 返 回 口均 有 泄 漏 的 风 险 ，因此 需