蜡油加氢装置中塔的管道设计分析

蜡油加氢装置中塔的管道设计分析

摘要：塔器是蜡油加氢装置中的一类重要的设备，其管道设计的好坏将直接的影响整个装置的设计水平以及产品质量。本文是笔者根据自己多年的工作经验，对蜡油加氢装置的工艺特点、蜡油加氢装置中塔的管道设计进行了论述。

关键词：蜡油加氢装置工艺特点塔器管道设计

蜡油加氢装置中塔器主要有操作侧与管道侧两种管道布置方式，在操作侧上进行所有接管口与平台的布置，在管道侧上主要布置沿塔体上下的管道[1]。由于部分塔器的内件具有一定的复杂性，并存在着大量的管口，无法对上述两种方式进行区分，只有严格的区分，塔器的管道设计才会更加的经济合理性。

一、蜡油加氢装置的工艺特点

具体体现在以下几点：

1.实际生产中所使用的工艺技术有热高压分离系统等。该工艺在达到产品质量与工艺要求的情况下，充分利用中高温位热量，降低反应流出物冷却负荷，以确保热量回收利用，从而减少装置的能源消耗[2]。

2.原料蜡油通常情况下都会采用热进方式直接进入到装置中，产品蜡油一般采用热出料方式直接进入到下游催化装置中。热进料和热出料方式使得此装置的冷却负荷和下游装置的加热负荷进一步降低，大大减少了装置的能源消耗。

3.设备管道布置的十分紧凑且合理，不会产生散热损失与压力损

失。加强设备管道保温，进一步减少散热损失。

4.把液力透平设置在热高压分离器与热低压分离器之间，科学合理的回收利用高压到低压工艺物流释放的能量。

二、蜡油加氢装置中塔的管道设计

1.塔顶管道

塔顶管道的位置在塔顶到换热或冷凝冷却设备之间。管道内部存在的是介质气相，管径较大，管道不应过长，并且严格根据“步步低”的要求进行敷设。敷设过程中为避免袋形的发生，要和管廊、支架一同进行考虑，并确保其具有较好的柔性。该管道应布置在管道侧的中间，中下部连接的管道宜顺序地布置在其两侧。其次，塔顶平台具有多种形式，比如，矩形、圆形等，这么做的主要目的在于科学合理的布置安全阀组。部分设计人员在设计塔顶平台时，以圆形为主，并在塔顶油气线水平管段的一侧位置处进行了安全阀组的布置，为了达到安全阀前后切断阀阀杆水平的基本要求和及时有效的操作与检修，实际所设计出的塔顶平台较大，最终使得平台下支撑梁增大，严重影响了平台结构设计与施。如果把塔顶平台设计成矩形，安全阀对称的布置在一个平面内并置于矩形的一条边上，这样使得安全阀组的操作检修比较方便，但是安全阀所在平台下梁与斜撑会不同程度增大，增加了平台设计与施工难度。所以，应在塔顶油气线水平管段的两侧位置处进行安全阀的布置，这样，不仅为操作与检修提供了足够的空间，而且，不会存在较大的塔顶平台，将之前存在的安全阀组操作、检修以及平台大小等这几方间的矛盾

有效的处理[3]。

在塔顶管线布置过程中，塔顶安全阀组放空线的布置难度最大。当前，随着装置规模的进一步扩大，塔顶安全阀及其管线将逐渐变大，要是在塔顶上进行布置，将有困难，所以，应在防空总管上方附近来布置安全阀，这十分有利于安全阀的操作、检修以及塔顶平台的设计。

2.塔侧管道

为了防止阀门关闭后，有积液现象的存在，应将塔体侧面管道上的阀门直接和塔体接管相接。塔侧管道敷设过程中，要防止相互交叉和不断穿越平台，应将与其相连接的塔器接口管设置在平台的一端，这样，管道就能够顺利的沿塔侧上下。实际，在把管道引向塔侧过程中，往往会采用两个九十度的弯头进行连接，以便于塔侧的水平管段能够畅通无阻的旋转到合适的位置处[4]。

对于管道侧沿塔壁上下位置处敷设的管道，应在塔外壁呈同心圆布置，以便于支架选型及施工。不过，由于塔顶油气线存在较大的管径及支架，所以，应将其单独布置在大的圆周上，不然将会导致支架无法装配。

3.塔底管道

通常塔底操作温度都非常高，所以，塔底管道设计过程中，它的实际柔性必须达到相关规范要求。特别是塔底与塔底泵相连的抽出管道，要严格防止出现袋形情况，始终遵循着“步步低”原则敷设，从而避免塔底泵发生汽蚀，而且，管道的柔性要好，以便于降低泵

入口的受力。如果塔底线是直接进泵的，就算泵管线支撑非常好，也必须在塔底接管附近进行必要的支撑设计，若整个管线应力较差，那么，应对塔底泵的位置予以适当的调整，让塔底管线先上管桥再进泵，还可将塔底接管口方位改变，提升管系的柔性，以降低泵入口的应力[5]。

4.塔器管道支架的设置

4.1承重支架

应将承重支架布置在靠近塔器接管口位置处，以将作用在接管口上的荷载减小，降低接管口受力。若管道存在较大重量，一个刚性承重支架无法承重时，应在垂直管中间设置弹簧承重支架，以分担垂直管的荷载。若在一根垂直管道上设置两个承重支架，刚性承重支架的位置应在弹簧支架的上方。未和塔开口相连的敷塔管道如消防蒸汽管道，应将其固定承重支架设置在立管的下部，将导向支架设置在上部。安全阀的支架不仅要承受阀体重量，而且，还要承受泄放时产生的反作用力，安全阀出口管道要设置固定支架[6]。4.2导向支架

塔上管道间距较长，应在承重支架下方设置导向支架。从下图中我们可以看出，第一个导向支架各承重支架间的距离“a”值为h/2±lm；为了不对管道的自然补偿造成影响，最低一个导向支架至弯头的距离“c”值是大于等于h/2，倘若管道可以在该导向支架内水平方向与垂直方向中移动，那么，最小的“c”值为h/3，不过，不应比h大；中间导向支架间距“b”值可以合理的进行调整以保持

“c”值。若尺寸“d”比管道跨距大，应在中间设置弹簧支架。三、结论

综上所述可知，蜡油加氢装置塔器管道实际设计过程中必须根据工艺管道的实际要求进行，严格遵循操作侧与管道侧以及塔器管道由上向下、上下兼顾布置的基本原则，贯彻落实到设计全过程。蜡油加氢装置的节能降耗的重点之处在于注重细节，有效执行各种节能措施，从而达到节约资源和节约能源目标，确保该装置正常有序的持续运行。

参考文献

[1]金德浩，刘建辉，申涛.加氢裂化装置技术问答[m].中国石化出版社.2008：111一l12.

[2] christopher bs，jorgensen f ra，koh p tl，hunta.cfd modelling ofthe flow and reactions in the olympic dam flash furnace smelter reaction sha[j].applied mathematicalmodelling，2006（30）：1310-1325.

[3]张德姜，王怀义，刘绍叶.石油化工装置工艺管道安装设计手册，第一篇[m].北京：中国石化出版社，2007.

[4] yu xi-guang.summarizing of expansion project for 350 kt production capacity of jinlong copper[j].nonferrous metals：extractive metallurgy，2007（21：29-32.

[5]李大东.加氢处理工艺与工程[m].中国石化出版社.

[6] chen zhuo，wang yun-xiao，zhou jun，liu an—ming，mei