液氮存儲、變壓與汽化關(guān)鍵技術(shù)
時間:2020-08-21 09:31來源: 作者:ydgmve2020yyx 點擊:
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引言：在某石化公司化工廠100萬t/a加氫裂化裝置事故氮新項目設(shè)計方案中，選用了真空泵隔熱液氮儲槽、低溫液氮泵、高效率水浴式氣化器及真空泵*熱管技術(shù)，為加氫裂化裝置試運行及
引言：在某石化公司化工廠100萬t/a加氫裂化裝置事故氮新項目設(shè)計方案中，選用了真空泵隔熱液氮儲槽、低溫液氮泵、高效率水浴式氣化器及真空泵*熱管技術(shù)，為加氫裂化裝置試運行及安全性穩(wěn)定運作出示了強(qiáng)有力確保。液氮罐
關(guān)鍵字：低溫液氮;存儲;氣化;技術(shù)性
某石化公司化工廠100萬t/a加氫裂化裝置，在事故情況下(如循環(huán)系統(tǒng)氫制冷壓縮機(jī)互鎖關(guān)機(jī)、管式反應(yīng)器床層飛溫等)要用N2，以維護(hù)管式反應(yīng)器等關(guān)鍵機(jī)器設(shè)備。依照小區(qū)業(yè)主授權(quán)委托規(guī)定，加氫裂化事故情況下高壓氮氣總需量12000m3(熱力學(xué)溫度)，企業(yè)時間使用量4000m3/h(熱力學(xué)溫度)，氣路工作壓力8.0MPa。
該石化公司化肥廠液氮純凈度99.99%，工作溫度一188℃?？辗衷O(shè)備擴(kuò)量更新改造后，液氮每日剩下約10m3，存儲在儲槽4111一V4-1、2內(nèi)，按時排盡，奢侈浪費巨大。化肥廠增加液氮小車裝貨設(shè)備若為化工廠事故氮系統(tǒng)軟件出示液氮。因為液氮存儲、變壓及汽化系統(tǒng)軟件響應(yīng)速度為5～15min，不可以在*時間考慮加氫裂化事故情況天燃?xì)狻Ｒ蚨?，企業(yè)將化工廠閑置不用的高壓氮氣瓶做為緊急儲存罐(稱之為氮氣瓶區(qū))，加氫裂化裝置產(chǎn)生事故時氣罐區(qū)能夠馬上氣路。那樣，事故氮區(qū)包含氮氣瓶區(qū)與液氮存儲管理，總儲供氣量約78120m3(熱力學(xué)溫度)，運輸工作能力為4000m3/h(熱力學(xué)溫度)加氫裂化裝置事故情況下，事故氮區(qū)可出示充裕的8.0MPaN2，徹底可考慮小區(qū)業(yè)主規(guī)定。小編對事故氮新項目設(shè)計方案中的難題、選用的新技術(shù)應(yīng)用等開展簡略詳細(xì)介紹。
1、設(shè)計方案難題
1.1低溫儲槽揮發(fā)率
揮發(fā)率是由外界發(fā)熱量傳到儲槽內(nèi)部造成汽化汽體的氣化，一天之中這些氣化品質(zhì)占合理容積品質(zhì)的占比。儲槽內(nèi)部的發(fā)熱量關(guān)鍵由隔層保溫隔熱材料、內(nèi)筒與外筒中間的固定不動座、各種各樣從內(nèi)筒到外筒的管道及其其他設(shè)計方案預(yù)制構(gòu)件傳承。保溫隔熱材料的挑選對揮發(fā)率有挺大的危害口。
1.2低溫液氮泵出入口工作壓力
液氮經(jīng)低溫液氮泵變壓至8.0MPa后進(jìn)到氣化器吲，即可取得該工作壓力下的汽體。
1.3低溫液氮管路隔冷特性
液氮與自然環(huán)境大約200℃的溫度差，常見的隔熱保溫方式 在低溫液體運輸全過程中冷量損害挺大，特別是在泵通道非常容易造成汽蝕。
2、設(shè)計方案內(nèi)容
2.1加工工藝計劃方案
將化工廠閑置不用的高壓氮氣瓶做為緊急儲存液氮罐，加氫裂化事故情況時氣罐區(qū)能夠馬上氣路，但耗氣量不夠。因為氣罐占地面積過大，為節(jié)約農(nóng)田，運用液氮氣高效液相壓縮比高的特性，在建了液氮儲槽、液氮泵、氣化器、液氮槽罐車及其相對設(shè)備，以填補(bǔ)氣罐耗氣量不夠的難題，液氮變壓、汽化后供貨到加氫裂化裝置。應(yīng)用的液氮來源于該石化公司化肥廠，根據(jù)液氮槽罐車可將化肥廠液氮裝運至化工廠事故氮系統(tǒng)軟件。
依據(jù)加工工藝必須，提升2臺液氮罐、2臺液氮泵和1臺氣化器，預(yù)埋2臺液氮罐、2臺液氮泵和1臺氣化器的部位，為之后設(shè)備要求留出充足室內(nèi)空間。
2.2生產(chǎn)流程
(1)液氮存儲管理液氮從化肥廠儲槽4111一V4—1、2裝進(jìn)專用型槽罐車H]，槽罐車將液氮拉運至化工廠事故氮區(qū)，將液氮卸至低溫液氮儲槽V一1、2。加氫裂化裝置事故情況下，液氮自低溫儲槽送進(jìn)低溫液氮泵P-1、2充壓至8.0MPa，在氣化器內(nèi)汽化后經(jīng)濟(jì)管理道送進(jìn)加氫裂化裝置。
(2)氣罐區(qū)0.9MPaN2自化工廠底壓N2管道網(wǎng)來，經(jīng)氮壓力機(jī)充壓后管輸至氮氣瓶R一1～20。加氫裂化裝置事故情況下，高壓氮氣經(jīng)濟(jì)管理道送進(jìn)加氫裂化裝置。
2.3穿管以及他
設(shè)計方案中須加設(shè)液氮罐與液氮泵間穿管、氣化器D-1N2出入121與低溫開水進(jìn)出口貿(mào)易穿管及配套設(shè)施設(shè)計方案。
3、設(shè)計方案中選用的優(yōu)秀技術(shù)性
3.1液氮儲槽
低溫液氮儲槽是立柱式移動式真空泵粉末狀隔熱儲槽，關(guān)鍵由下列3一部分構(gòu)成。液氮罐
(1)接下來 儲槽為兩層圓柱形構(gòu)造，外不銹鋼封頭采用碟型不銹鋼封頭，內(nèi)筒以及穿管均用低合金鋼生產(chǎn)制造，外筒用16MnR生產(chǎn)制造，隔層填滿隔熱珠光砂并真空包裝，另外設(shè)定了歷經(jīng)獨特解決的催化劑載體，以增加儲槽的使用壽命。
(2)保險裝置及自動控制系統(tǒng)儲槽內(nèi)外筒均下設(shè)保險裝置，內(nèi)筒有2組閥門和內(nèi)筒防爆型設(shè)備，外筒有防爆型設(shè)備。內(nèi)筒保險裝置關(guān)鍵由2套閥門、爆破片構(gòu)成，一用一備，用于避免因真空泵無效、增加過快造成內(nèi)筒變壓超出應(yīng)用程度導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度毀壞、泄露?？蛻粼趹?yīng)用前要按《高壓容器安全性監(jiān)督技術(shù)規(guī)范》規(guī)定開展校檢即可應(yīng)用[6]。外筒防爆型設(shè)備用于避免因出現(xiàn)意外事故造成真空無效、內(nèi)筒泄露導(dǎo)致隔層內(nèi)部工作壓力升高。
(3)電腦操作系統(tǒng)儲槽上設(shè)定有閥門種類，閘閥布局于儲槽底端周邊。①充灌口。充灌口設(shè)定有液體進(jìn)、出入口閥及快插接頭，有利于向儲槽內(nèi)進(jìn)液、卸液。②增壓機(jī)及工作壓力調(diào)整設(shè)備。增壓機(jī)布局在儲槽外下邊。工作壓力調(diào)整設(shè)備由增加閥、調(diào)壓閥、閥門、增壓機(jī)、進(jìn)液閥及回閥門構(gòu)成，客戶依據(jù)要求調(diào)整相對閘閥，儲槽就能排出來要求工作壓力的液體。③排液閥。其結(jié)構(gòu)緊湊、占地小[7]。儲槽、增壓機(jī)構(gòu)成封閉系統(tǒng)，不在另加一切電力能源的狀況下就能向外供貨液體或汽體，確保了排污液體或汽體的純凈度。
3.2氣化器
選用高效率水浴式氣化器[8]，選用90℃低溫開水與髙壓液氮(液氮泵變壓后)傳熱，減少了機(jī)器設(shè)備項目投資，非常好地考慮了供氮要求。3.3真空泵隔熱管真空泵隔熱管為高真空泵雙層隔熱低溫液體輸送管道，其壓力不超20Ⅷa(可依據(jù)客戶必須設(shè)計方案)，設(shè)計方案溫度一270℃，工作中物質(zhì)為LN2、L02、LAr、LH2、LHe和LNG，內(nèi)、外管材料0Crl8Ni9，隔層工作壓力低于0.004Pa，管路冷損量不超0.5～2W/m，管路真空泵漏率低于2×10_10Pa?L/s。
在液氮管道運輸中，因為液氮與工作溫度溫度差很大，常見的聚氨酯聚氨酯發(fā)泡隔熱保溫方式 在低溫液體運輸全過程中冷量損害挺大，特別是在泵通道非常容易造成汽蝕。而真空管系雙層構(gòu)造，內(nèi)、外管均為特殊高品質(zhì)不銹鋼鋼管，隔層中選用優(yōu)秀的高真空泵專用型雙層隔熱、反輻射源高分子材料，并維持真空泵情況，進(jìn)而把制冷量損害操縱到*少。本新項目中液氮儲槽與液氮泵通道中間管路約長20m，選用真空泵隔熱管安裝簡練，應(yīng)用狀況優(yōu)良。
真空管可按段制做，各管路中間選用公和母連接頭聯(lián)接，隔冷好用，安裝、維護(hù)保養(yǎng)便捷，可很多節(jié)約當(dāng)場安裝勞動量和人工費。依據(jù)客戶必須，可在管路上立即安裝高真空泵雙層隔熱低溫截止閥門、產(chǎn)品、過慮、緊急切斷閥、氣動調(diào)節(jié)閥和防護(hù)系統(tǒng)等。
3.4管路軟性設(shè)計方案
因?qū)嶋H操作情況下液氮管路溫度極低，在工作溫度和實際操作溫差下存有因澎漲或收攏造成形變的難題，融合應(yīng)力分析數(shù)值，選用提升管路軟性的方法，不錯處理了這一難點。
3.5安全設(shè)備設(shè)計方案
如前所述，儲槽內(nèi)外筒均下設(shè)保險裝置，液氮泵出入口及氣化器出入口均設(shè)定了閥門。該新項目為間歇性應(yīng)用，停止使用期內(nèi)，因為管路兩邊閘閥關(guān)掉，管路底點堆積的液氮受工作溫度的危害，將會會汽化造成過壓，故在將會出現(xiàn)此難題的管道設(shè)定了管路閥門，并集中化排污至設(shè)備放空自己主管。在氣化器間等易堆積N2的地區(qū)設(shè)定氧含水量探測器，避免N2泄露導(dǎo)致工作人員室息。
4、運用實際效果
事故氮新項目更新改造于2008-06剛開始工程施工，2009-05動工投入使用，投入使用實際效果不錯，超過了預(yù)估目地。事故氮系統(tǒng)軟件實際有關(guān)主要參數(shù)見表1。
由表1測算所知，事故氮系統(tǒng)軟件總儲供氣量78120m3(熱力學(xué)溫度)，運輸工作能力為4000m3/h(熱力學(xué)溫度)，商品為8.0MPaN2，考慮事故情況下要求。能夠看得出，液氮系統(tǒng)軟件具備存儲量大、占地小等優(yōu)點。
5、結(jié)束語
在100萬t/a加氫裂化裝置事故氮新項目設(shè)計方案中，選用了真空泵隔熱液氮儲槽、低溫液氮泵、高效率水題，融合應(yīng)力分析數(shù)值，選用提升管路軟性的浴式氣化器及真空泵*熱管技術(shù)
關(guān)鍵字：低溫液氮;存儲;氣化;技術(shù)性
某石化公司化工廠100萬t/a加氫裂化裝置，在事故情況下(如循環(huán)系統(tǒng)氫制冷壓縮機(jī)互鎖關(guān)機(jī)、管式反應(yīng)器床層飛溫等)要用N2，以維護(hù)管式反應(yīng)器等關(guān)鍵機(jī)器設(shè)備。依照小區(qū)業(yè)主授權(quán)委托規(guī)定，加氫裂化事故情況下高壓氮氣總需量12000m3(熱力學(xué)溫度)，企業(yè)時間使用量4000m3/h(熱力學(xué)溫度)，氣路工作壓力8.0MPa。
該石化公司化肥廠液氮純凈度99.99%，工作溫度一188℃?？辗衷O(shè)備擴(kuò)量更新改造后，液氮每日剩下約10m3，存儲在儲槽4111一V4-1、2內(nèi)，按時排盡，奢侈浪費巨大。化肥廠增加液氮小車裝貨設(shè)備若為化工廠事故氮系統(tǒng)軟件出示液氮。因為液氮存儲、變壓及汽化系統(tǒng)軟件響應(yīng)速度為5～15min，不可以在*時間考慮加氫裂化事故情況天燃?xì)狻Ｒ蚨?，企業(yè)將化工廠閑置不用的高壓氮氣瓶做為緊急儲存罐(稱之為氮氣瓶區(qū))，加氫裂化裝置產(chǎn)生事故時氣罐區(qū)能夠馬上氣路。那樣，事故氮區(qū)包含氮氣瓶區(qū)與液氮存儲管理，總儲供氣量約78120m3(熱力學(xué)溫度)，運輸工作能力為4000m3/h(熱力學(xué)溫度)加氫裂化裝置事故情況下，事故氮區(qū)可出示充裕的8.0MPaN2，徹底可考慮小區(qū)業(yè)主規(guī)定。小編對事故氮新項目設(shè)計方案中的難題、選用的新技術(shù)應(yīng)用等開展簡略詳細(xì)介紹。
1、設(shè)計方案難題
1.1低溫儲槽揮發(fā)率
揮發(fā)率是由外界發(fā)熱量傳到儲槽內(nèi)部造成汽化汽體的氣化，一天之中這些氣化品質(zhì)占合理容積品質(zhì)的占比。儲槽內(nèi)部的發(fā)熱量關(guān)鍵由隔層保溫隔熱材料、內(nèi)筒與外筒中間的固定不動座、各種各樣從內(nèi)筒到外筒的管道及其其他設(shè)計方案預(yù)制構(gòu)件傳承。保溫隔熱材料的挑選對揮發(fā)率有挺大的危害口。
1.2低溫液氮泵出入口工作壓力
液氮經(jīng)低溫液氮泵變壓至8.0MPa后進(jìn)到氣化器吲，即可取得該工作壓力下的汽體。
1.3低溫液氮管路隔冷特性
液氮與自然環(huán)境大約200℃的溫度差，常見的隔熱保溫方式 在低溫液體運輸全過程中冷量損害挺大，特別是在泵通道非常容易造成汽蝕。
2、設(shè)計方案內(nèi)容
2.1加工工藝計劃方案
將化工廠閑置不用的高壓氮氣瓶做為緊急儲存液氮罐，加氫裂化事故情況時氣罐區(qū)能夠馬上氣路，但耗氣量不夠。因為氣罐占地面積過大，為節(jié)約農(nóng)田，運用液氮氣高效液相壓縮比高的特性，在建了液氮儲槽、液氮泵、氣化器、液氮槽罐車及其相對設(shè)備，以填補(bǔ)氣罐耗氣量不夠的難題，液氮變壓、汽化后供貨到加氫裂化裝置。應(yīng)用的液氮來源于該石化公司化肥廠，根據(jù)液氮槽罐車可將化肥廠液氮裝運至化工廠事故氮系統(tǒng)軟件。
依據(jù)加工工藝必須，提升2臺液氮罐、2臺液氮泵和1臺氣化器，預(yù)埋2臺液氮罐、2臺液氮泵和1臺氣化器的部位，為之后設(shè)備要求留出充足室內(nèi)空間。
2.2生產(chǎn)流程
(1)液氮存儲管理液氮從化肥廠儲槽4111一V4—1、2裝進(jìn)專用型槽罐車H]，槽罐車將液氮拉運至化工廠事故氮區(qū)，將液氮卸至低溫液氮儲槽V一1、2。加氫裂化裝置事故情況下，液氮自低溫儲槽送進(jìn)低溫液氮泵P-1、2充壓至8.0MPa，在氣化器內(nèi)汽化后經(jīng)濟(jì)管理道送進(jìn)加氫裂化裝置。
(2)氣罐區(qū)0.9MPaN2自化工廠底壓N2管道網(wǎng)來，經(jīng)氮壓力機(jī)充壓后管輸至氮氣瓶R一1～20。加氫裂化裝置事故情況下，高壓氮氣經(jīng)濟(jì)管理道送進(jìn)加氫裂化裝置。
2.3穿管以及他
設(shè)計方案中須加設(shè)液氮罐與液氮泵間穿管、氣化器D-1N2出入121與低溫開水進(jìn)出口貿(mào)易穿管及配套設(shè)施設(shè)計方案。
3、設(shè)計方案中選用的優(yōu)秀技術(shù)性
3.1液氮儲槽
低溫液氮儲槽是立柱式移動式真空泵粉末狀隔熱儲槽，關(guān)鍵由下列3一部分構(gòu)成。液氮罐
(1)接下來 儲槽為兩層圓柱形構(gòu)造，外不銹鋼封頭采用碟型不銹鋼封頭，內(nèi)筒以及穿管均用低合金鋼生產(chǎn)制造，外筒用16MnR生產(chǎn)制造，隔層填滿隔熱珠光砂并真空包裝，另外設(shè)定了歷經(jīng)獨特解決的催化劑載體，以增加儲槽的使用壽命。
(2)保險裝置及自動控制系統(tǒng)儲槽內(nèi)外筒均下設(shè)保險裝置，內(nèi)筒有2組閥門和內(nèi)筒防爆型設(shè)備，外筒有防爆型設(shè)備。內(nèi)筒保險裝置關(guān)鍵由2套閥門、爆破片構(gòu)成，一用一備，用于避免因真空泵無效、增加過快造成內(nèi)筒變壓超出應(yīng)用程度導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度毀壞、泄露?？蛻粼趹?yīng)用前要按《高壓容器安全性監(jiān)督技術(shù)規(guī)范》規(guī)定開展校檢即可應(yīng)用[6]。外筒防爆型設(shè)備用于避免因出現(xiàn)意外事故造成真空無效、內(nèi)筒泄露導(dǎo)致隔層內(nèi)部工作壓力升高。
(3)電腦操作系統(tǒng)儲槽上設(shè)定有閥門種類，閘閥布局于儲槽底端周邊。①充灌口。充灌口設(shè)定有液體進(jìn)、出入口閥及快插接頭，有利于向儲槽內(nèi)進(jìn)液、卸液。②增壓機(jī)及工作壓力調(diào)整設(shè)備。增壓機(jī)布局在儲槽外下邊。工作壓力調(diào)整設(shè)備由增加閥、調(diào)壓閥、閥門、增壓機(jī)、進(jìn)液閥及回閥門構(gòu)成，客戶依據(jù)要求調(diào)整相對閘閥，儲槽就能排出來要求工作壓力的液體。③排液閥。其結(jié)構(gòu)緊湊、占地小[7]。儲槽、增壓機(jī)構(gòu)成封閉系統(tǒng)，不在另加一切電力能源的狀況下就能向外供貨液體或汽體，確保了排污液體或汽體的純凈度。
3.2氣化器
選用高效率水浴式氣化器[8]，選用90℃低溫開水與髙壓液氮(液氮泵變壓后)傳熱，減少了機(jī)器設(shè)備項目投資，非常好地考慮了供氮要求。3.3真空泵隔熱管真空泵隔熱管為高真空泵雙層隔熱低溫液體輸送管道，其壓力不超20Ⅷa(可依據(jù)客戶必須設(shè)計方案)，設(shè)計方案溫度一270℃，工作中物質(zhì)為LN2、L02、LAr、LH2、LHe和LNG，內(nèi)、外管材料0Crl8Ni9，隔層工作壓力低于0.004Pa，管路冷損量不超0.5～2W/m，管路真空泵漏率低于2×10_10Pa?L/s。
在液氮管道運輸中，因為液氮與工作溫度溫度差很大，常見的聚氨酯聚氨酯發(fā)泡隔熱保溫方式 在低溫液體運輸全過程中冷量損害挺大，特別是在泵通道非常容易造成汽蝕。而真空管系雙層構(gòu)造，內(nèi)、外管均為特殊高品質(zhì)不銹鋼鋼管，隔層中選用優(yōu)秀的高真空泵專用型雙層隔熱、反輻射源高分子材料，并維持真空泵情況，進(jìn)而把制冷量損害操縱到*少。本新項目中液氮儲槽與液氮泵通道中間管路約長20m，選用真空泵隔熱管安裝簡練，應(yīng)用狀況優(yōu)良。
真空管可按段制做，各管路中間選用公和母連接頭聯(lián)接，隔冷好用，安裝、維護(hù)保養(yǎng)便捷，可很多節(jié)約當(dāng)場安裝勞動量和人工費。依據(jù)客戶必須，可在管路上立即安裝高真空泵雙層隔熱低溫截止閥門、產(chǎn)品、過慮、緊急切斷閥、氣動調(diào)節(jié)閥和防護(hù)系統(tǒng)等。
3.4管路軟性設(shè)計方案
因?qū)嶋H操作情況下液氮管路溫度極低，在工作溫度和實際操作溫差下存有因澎漲或收攏造成形變的難題，融合應(yīng)力分析數(shù)值，選用提升管路軟性的方法，不錯處理了這一難點。
3.5安全設(shè)備設(shè)計方案
如前所述，儲槽內(nèi)外筒均下設(shè)保險裝置，液氮泵出入口及氣化器出入口均設(shè)定了閥門。該新項目為間歇性應(yīng)用，停止使用期內(nèi)，因為管路兩邊閘閥關(guān)掉，管路底點堆積的液氮受工作溫度的危害，將會會汽化造成過壓，故在將會出現(xiàn)此難題的管道設(shè)定了管路閥門，并集中化排污至設(shè)備放空自己主管。在氣化器間等易堆積N2的地區(qū)設(shè)定氧含水量探測器，避免N2泄露導(dǎo)致工作人員室息。
4、運用實際效果
事故氮新項目更新改造于2008-06剛開始工程施工，2009-05動工投入使用，投入使用實際效果不錯，超過了預(yù)估目地。事故氮系統(tǒng)軟件實際有關(guān)主要參數(shù)見表1。
由表1測算所知，事故氮系統(tǒng)軟件總儲供氣量78120m3(熱力學(xué)溫度)，運輸工作能力為4000m3/h(熱力學(xué)溫度)，商品為8.0MPaN2，考慮事故情況下要求。能夠看得出，液氮系統(tǒng)軟件具備存儲量大、占地小等優(yōu)點。
5、結(jié)束語
在100萬t/a加氫裂化裝置事故氮新項目設(shè)計方案中，選用了真空泵隔熱液氮儲槽、低溫液氮泵、高效率水題，融合應(yīng)力分析數(shù)值，選用提升管路軟性的浴式氣化器及真空泵*熱管技術(shù)
