石油化工裝置分餾塔及框架的配管設(shè)計(jì)及問(wèn)題處理

魏安娜（青島伊科思技術(shù)工程有限公司遼寧分公司，

遼寧 大連116091）

在石油化工企業(yè)中，板式分餾塔是在汽油加氫過(guò)程中使用范圍最廣泛的分餾塔類(lèi)型。當(dāng)原料汽油以及加氫反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入板式分餾塔后，板式分餾塔可以有效地分離輕汽油和重汽油。在石油化工裝置分餾塔的安裝中，框架的配管設(shè)計(jì)的合理性在很大程度上影響著分餾塔的使用效果。分餾塔框架的配管設(shè)計(jì)一方面要符合分餾塔結(jié)構(gòu)的需求，一方面也應(yīng)當(dāng)保證不影響分餾塔內(nèi)各個(gè)構(gòu)建的正常工作。因此，石油化工企業(yè)需布置合理的分餾塔框架的配管。

1 石油化工裝置分餾塔框架配管設(shè)計(jì)的要求

首先，分餾塔框架的配管應(yīng)當(dāng)符合安全性原則。配管的工藝路線是分餾塔裝置的基礎(chǔ)。配管的質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)工程的建設(shè)，因此配管的安全設(shè)計(jì)應(yīng)放在首位。再則配管設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化，以避免復(fù)雜的操作。

其次，設(shè)計(jì)安全流程。配管設(shè)計(jì)安全性與石油石化廠的整體質(zhì)量直接相關(guān)。在管道設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮所用材料的易燃易爆性。對(duì)于存在火災(zāi)等安全隱患的，應(yīng)設(shè)置警報(bào)裝置，并在必要部件上安裝緊急停止裝置，保證事故發(fā)生后分餾塔的安全性；

再次，分餾塔框架的配管設(shè)計(jì)需要遵循合理性原則。配管設(shè)計(jì)過(guò)程中除了需要注意安全性、設(shè)計(jì)安全流程以外，還需要對(duì)配管的規(guī)格、結(jié)構(gòu)等基本知識(shí)進(jìn)行全面了解，同時(shí)要仔細(xì)分析PID，滿足分餾塔運(yùn)行、分餾塔與其他設(shè)備的連接等其他需求。由于高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)之間壓力和溫度的明顯差異,需根據(jù)PID、實(shí)際情況以及分餾塔運(yùn)行需求為基礎(chǔ)按照高、低壓封閉管的標(biāo)準(zhǔn)劃分配管的等級(jí)。在設(shè)計(jì)分餾塔與回流罐之間的配管時(shí)，當(dāng)分餾塔的塔頂壓力由熱旁路控制時(shí)，熱旁路管道應(yīng)保溫，盡量短，并將調(diào)節(jié)閥設(shè)置在回流罐的頂部，管道不得出現(xiàn)袋形，以避免積液。

在分餾塔與汽提塔之間的配管設(shè)計(jì)中，為了確保調(diào)節(jié)閥組有充足的流量，應(yīng)當(dāng)根據(jù)分餾塔與汽提塔之間的距離，合理設(shè)計(jì)配管。通常情況下，調(diào)節(jié)閥組應(yīng)該靠近汽提塔。同時(shí)，在設(shè)計(jì)汽液兩相流配管時(shí)，為了有效地降低汽液兩相流配管的壓力，避免配管震動(dòng)引起配管損壞、泄露等事故，應(yīng)該盡量將調(diào)節(jié)閥靠近接收介質(zhì)的容器。在對(duì)汽液兩相流配管進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)，需要嚴(yán)格按照工藝要求和流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。汽液兩相流配管的設(shè)計(jì)如圖所示。

此外，注意管道和閥門(mén)布置的合理性。首先，采樣點(diǎn)的設(shè)置。不應(yīng)在管道的拐角、連接等死角處以及水平配管的底部設(shè)置采樣點(diǎn)。應(yīng)設(shè)置在主配管分支的前端的主管。另外，設(shè)置吹掃管道。分餾塔抽出管道和汽提塔連接的吹掃接頭應(yīng)設(shè)在該管道切斷閥后。

2 石油化工裝置分餾塔的配管設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)原則

塔架的管道通?？煞譃樗軅?cè)面的管道和塔架底部的管道。布管原則為沿塔敷設(shè)由上至下，先布置大管徑，后布置小管徑。為了便于支撐管道離開(kāi)塔架的管口，應(yīng)立即向上或向下彎曲管道，并且塔架與關(guān)口最外邊緣之間的凈距應(yīng)為300 mm，方向平行于塔架。通常，水平管段的高度盡可能受管廊的高度影響，可以以相同的高度排列成一排。沿著塔架管道的垂直管段應(yīng)具有足夠的長(zhǎng)度，以安裝以塔架壁為根的孔板管道的支撐。其固定點(diǎn)的位置應(yīng)通過(guò)應(yīng)力分析和位移計(jì)算確定。

2.2 常見(jiàn)問(wèn)題及解決辦法

目前，石油化工裝置分餾塔內(nèi)部的催化單元含有兩個(gè)框架。介質(zhì)溫度高于其燃點(diǎn)的設(shè)備放置于一個(gè)框架內(nèi)，介質(zhì)溫度低于其自然點(diǎn)的設(shè)備放置在另一個(gè)框架內(nèi)。主要目的在于避免引發(fā)火災(zāi)等安全事故。文章本部分的內(nèi)容僅圍繞“冷框架”介紹。分餾塔裝置的附近配有“冷框架”，分餾塔的油氣分離器在分餾塔的東側(cè)。

2.3 石油化工裝置分餾塔的框架高度及各層設(shè)備

石油化工裝置分餾塔框架高度的設(shè)計(jì)一方面要保證石油化工企業(yè)經(jīng)性的需求，一方面要遵循合理、安全的原則。即分餾塔框架的高度設(shè)計(jì)需要以安全、環(huán)保為基礎(chǔ)，嚴(yán)格按照工藝要求，實(shí)際的設(shè)計(jì)需要具有高可操作性。此外，分餾塔框架的高度在以上基礎(chǔ)上盡可能降低，避免石油化工企業(yè)投入過(guò)多成本。分餾框架分為五層。也就是地面層、EL + 7500 層，El +16500 層，El+25500 層，El+31000 層；框架第二層的標(biāo)高為El+7500，比管橋的側(cè)梁El+6000高1.5m。在第二層框架與管橋之間的1.5m空隙中，需要布置三層配管。中間層的配管屬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。配管的三層布局能夠有效地防止管道碰撞引發(fā)管道損壞，還可以減少管道之間的較差，避免在維護(hù)保養(yǎng)時(shí)因管道過(guò)于混亂而難以對(duì)管道問(wèn)題進(jìn)行精準(zhǔn)定位。分餾塔的油氣冷卻器放置在分餾塔框架的第三層。該層的高度主要由兩個(gè)因素決定，首先為分餾塔頂部的油氣分離器。油氣分離器的底部與地面的距離至少為7米.油氣冷卻器底部與地面的距離不宜過(guò)大，因?yàn)樗c框架四層的高度有關(guān)；第四層是El+25500 層。主要放置分餾器的頂部油氣熱水換熱器E-201。該地板的高度根據(jù)空氣冷卻器入口管道的管道確定；框架的頂層為El+31000層。應(yīng)該根據(jù)油氣換熱器底部與地面距離的要求對(duì)框架高度進(jìn)行設(shè)計(jì)。在框架的頂層中防止頂部油氣管線、安全閥、控制閥等。其中分餾塔頂部壓縮機(jī)的管線具有特殊要求，因?yàn)閴嚎s機(jī)的管線為反飛動(dòng)線，需要將該管線以45度角插入分餾器的塔頂油氣管線。

2.4 注意事項(xiàng)

布置每層換熱器的管道時(shí)，應(yīng)預(yù)留不小于800mm的操作通道，便于配管布置人員的進(jìn)出。當(dāng)多個(gè)換熱器之間存在距離過(guò)近的現(xiàn)象時(shí)，可以將管道和閥門(mén)組放置在換熱器的同一側(cè)，應(yīng)避免兩換熱器之間管道交叉，閥門(mén)組難以調(diào)節(jié)。在分餾塔框架的頂層中，分餾塔頂部油氣水換熱器的頂部油氣管道需要對(duì)稱(chēng)布置，并對(duì)管道采取支護(hù)措施，防止管道因壓力過(guò)大而變形。El+31000層上的管道又大又復(fù)雜。應(yīng)預(yù)先計(jì)劃管道并進(jìn)行壓力分析。同時(shí)要注意大型管道的閥門(mén)和管道的振動(dòng)情況，以采取有效的措施。在設(shè)計(jì)時(shí)，管道底部和平臺(tái)頂部之間的距離為200mm。安全閥的管線應(yīng)當(dāng)盡量遠(yuǎn)離分餾塔，以便于安全控制分餾塔，分餾塔頂置式油氣熱水換熱器E-201和頂置式油氣冷凝器E-202 進(jìn)、出口管線的設(shè)計(jì)，需要美觀整齊，方便維護(hù)，滿足應(yīng)力要求。如有必要，應(yīng)設(shè)置過(guò)橋等措施。每個(gè)換熱器上部管道上的小口徑閥用于排氣、吹掃及清洗。當(dāng)管道介質(zhì)不同時(shí)，連接吹掃形式不同。下部管道上的小口徑閥為排凝排污閥。通過(guò)密閉排放至規(guī)定的排污系統(tǒng)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，石油化工裝置分餾塔的框架配管設(shè)計(jì)需要符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定以及工藝流程的總體要求，根據(jù)框架每層的設(shè)備，設(shè)置不同的配管長(zhǎng)度以及管口方向，以確保分餾塔的正常運(yùn)行。