精餾塔的配管設(shè)計(jì)

周東旭

摘 要：介紹了精餾塔在裝置工藝流程中的地位和作用以及與相關(guān)設(shè)備的關(guān)系。詳細(xì)描述了精餾塔的管道設(shè)計(jì)。在管道初步設(shè)計(jì)中，主要分析了精餾塔的安裝高度，噴嘴方向和梯子平臺(tái)設(shè)計(jì)以及精餾塔的適用情況，塔內(nèi)液體液面變化，精餾塔的各種接口配置，以及實(shí)驗(yàn)時(shí)各種危險(xiǎn)注意事項(xiàng)。在管道的詳細(xì)設(shè)計(jì)中，主要分析了精餾塔架上主管道和管架的設(shè)計(jì)，以及附近塔管架鏈接情況。

關(guān)鍵詞：精餾塔；設(shè)備布置；附塔管線(xiàn)；工藝流程；管口方位

精餾塔是典型的裝置，通常放在冷區(qū)，主要包括塔架與塔架設(shè)備之間的管道關(guān)系，還包括塔架，平臺(tái)，人孔及塔架各種儀表和閥門(mén)的設(shè)計(jì)。精餾塔的建筑，操作和維護(hù)的要求應(yīng)該更加人性化。精餾塔管道初步設(shè)計(jì)管道專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)學(xué)習(xí)如何在塔設(shè)備數(shù)據(jù)表中提取初步設(shè)計(jì)信息，并根據(jù)數(shù)據(jù)表中的信息盡可能多地構(gòu)建詳細(xì)模型。

1 側(cè)面的展開(kāi)

作者以典型的精餾塔為例介紹了塔的側(cè)擴(kuò)設(shè)計(jì)方法。①精餾塔的安排。為了說(shuō)明設(shè)計(jì)方法，首先給出典型的布置，并劃分操作區(qū)域和確認(rèn)精餾塔安裝高度，即考慮精餾塔的內(nèi)部壓力和塔內(nèi)流體的重力。當(dāng)用泵泵送底部液體時(shí)，塔的高度應(yīng)由泵所需的NPSH和吸入管的壓降確定。塔架的安裝高度也應(yīng)滿(mǎn)足底部管道的安裝和操作要求，基面一般應(yīng)高出地面0.2 m；②展開(kāi)精餾塔的側(cè)面。精餾塔的側(cè)面根據(jù)塔的周長(zhǎng)和高度展開(kāi)，角度是水平軸，托盤(pán)是垂直軸，塔的側(cè)面成為坐標(biāo)圖，為下一步安排做好準(zhǔn)備噴嘴線(xiàn)和平臺(tái)。

2 精餾塔的管口布置

根據(jù)托盤(pán)的類(lèi)型和特性布置噴嘴：①蒸餾塔體上的開(kāi)口數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他設(shè)備。應(yīng)詳細(xì)了解塔的工藝要求和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且操作和維護(hù)所需的操作側(cè)和管道可大致分為塔架周?chē)?。在頂蓋的中間，安全閥的開(kāi)口和通風(fēng)管的開(kāi)口通常布置在塔頂?shù)臍庀嚅_(kāi)口附近，并且通風(fēng)管的開(kāi)口也可以布置在精餾塔頂部氣相管最高水平段的頂部；②塔的回流口：頂部再循環(huán)或中間再循環(huán)口通常布置在托盤(pán)上方的管道側(cè)面；③進(jìn)料口：進(jìn)氣口通常設(shè)置在塔板上方，與降液管平行，當(dāng)氣流速度高時(shí)，應(yīng)設(shè)置分配管。氣液混合相進(jìn)料口通常布置在托盤(pán)上方，并提供分配管。當(dāng)流速高時(shí)，應(yīng)進(jìn)入切線(xiàn)并安排螺旋導(dǎo)板。汽提蒸汽開(kāi)口通常設(shè)置在汽提段塔盤(pán)下方，并添加氣體分配管；④再沸器油氣回收口應(yīng)位于塔的中心線(xiàn)上，并與液體接收槽平行布置；如果不可能，則將其放置在與液體接收槽平行的另一側(cè)，兩個(gè)開(kāi)口與液體容納槽平行布置，并且兩個(gè)開(kāi)口在相反的方向上。二個(gè)溢流盤(pán)的開(kāi)口，三重溢流盤(pán)的再沸器油氣返回口和四個(gè)溢流盤(pán)的開(kāi)口應(yīng)設(shè)置在液體接收槽之間并與之平行；⑤抽取口：側(cè)線(xiàn)產(chǎn)品抽出口應(yīng)布置在導(dǎo)管下方的弧內(nèi)，應(yīng)提供提取桶。對(duì)于中間降液管的雙溢流盤(pán)，提取出口可以布置在任何位置，角度，提取桶的深度應(yīng)不小于出口直徑的1.5-2倍，最小150是均勻的；⑥底部吸入口一般位于塔底蓋的中間，分餾塔需要過(guò)濾器，其可以攜帶固體介質(zhì)。塔底泵送出口的高度應(yīng)滿(mǎn)足底泵有效NPSH的要求；⑦儀表開(kāi)度：液位計(jì)和液位調(diào)節(jié)器的開(kāi)口應(yīng)設(shè)置在便于監(jiān)測(cè)和檢查的位置，液位不應(yīng)受進(jìn)水液體的影響。

3 附塔管線(xiàn)的布置

應(yīng)注意沿塔的管道布局：①應(yīng)滿(mǎn)足工藝管道和儀表工藝要求進(jìn)行管道的布置；②管道布置應(yīng)從塔頂?shù)剿走M(jìn)行規(guī)劃，首先考慮自流管的位置和方向，然后是壓力管和總管，最后考慮塔的底部和小直徑管；③應(yīng)考慮操作方便，每根管子應(yīng)根據(jù)其起點(diǎn)和終點(diǎn)盡可能短，但必須滿(mǎn)足管道的靈活性要求。

3.1 塔頂管的設(shè)計(jì)

精餾塔頂管道通常具有通風(fēng)和安全閥入口和出口管道。通風(fēng)管和安全閥出口管有兩種形式的直接排放和封閉排放，頂部通風(fēng)管通常安裝在位于油氣管道頂部的最高點(diǎn)。當(dāng)在施工開(kāi)始前的預(yù)熱塔或預(yù)排氣凈化時(shí)，通風(fēng)管可以直接用于排出塔中的蒸汽和油氣，便于防火。精餾塔頂油氣管道是塔頂與熱交換或冷凝冷卻設(shè)備之間的管道，管道直徑大，應(yīng)按低臺(tái)階要求布置，具有一定的靈活性。每根塔管的上部應(yīng)設(shè)有承重支架，以防止噴嘴受到過(guò)大的應(yīng)力。精餾塔頂部的石油和天然氣管道通常不是隔熱的，只有操作員靠近管道的地方才能進(jìn)行防燙和隔熱措施。當(dāng)塔頂是雙極冷凝過(guò)程時(shí)，頂管布置應(yīng)使冷凝水可以分階段流動(dòng)。當(dāng)使用熱旁路來(lái)控制頂部壓力時(shí)，熱旁通管應(yīng)盡可能地保持溫暖。熱旁通控制閥應(yīng)放置在回水箱的上部，管道不應(yīng)有袋形以避免液體積聚。

3.2 塔體側(cè)管的設(shè)計(jì)

精餾塔體的側(cè)管通常具有回流，進(jìn)料，側(cè)線(xiàn)提取，再沸器入口和回流管。為了防止閥門(mén)關(guān)閉后液體流動(dòng)，上述管道上的閥門(mén)應(yīng)直接連接到精餾塔體的開(kāi)口。當(dāng)入口材料管具有兩個(gè)以上相同角度時(shí)，不應(yīng)使用剛性連接，但應(yīng)使用柔性連接。調(diào)節(jié)閥安裝位置應(yīng)靠近汽提塔，以確保在調(diào)節(jié)閥的閥門(mén)之前有一段液柱，并且液柱高度應(yīng)符合工藝要求。

3.3 管道底部的設(shè)計(jì)

精餾塔底的工作溫度通常很高，在設(shè)計(jì)底部管道時(shí)，靈活性應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。特別地，當(dāng)?shù)撞砍槲苓B接到泵時(shí)，管道應(yīng)該短且彎曲較少，減小泵噴嘴上的力。底部的繪制線(xiàn)應(yīng)該被引導(dǎo)到塔裙或底座的外側(cè)，從塔底到泵底部的抽氣管在水平管段上不應(yīng)有袋形管，應(yīng)逐步降低，以避免底泵產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

側(cè)面開(kāi)發(fā)圖除了方便布置噴嘴，管道，平臺(tái)，管架外，還可以顯示其他內(nèi)容，所有與塔壁相關(guān)的內(nèi)容可以在上面表達(dá)，這可以減少每個(gè)設(shè)計(jì)鏈接中的沖突和發(fā)生錯(cuò)誤的概率，以及提高實(shí)驗(yàn)的速率和節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊振寧.乙烯精餾塔的配管設(shè)計(jì)[J].乙烯工業(yè)，2017，29 （03）：23-29+5.