第41卷增刊1石油化工設(shè)備Vol 41 Supplement 12012年8月PETRO-CHEMICAL EQUIPMENTAug.2012文章編號:10007466(2012)增刊1-0046-03液氮儲存、升壓與氣化技術(shù)應用張瑋杰,段永江,王晉泰,戴旭,姬海濤2,楊瑋瑋,唐恒焦(1.中國石油工程建設(shè)公司新疆設(shè)計分公司,新疆烏魯木齊830019;2中國石油烏魯木齊石化公司,新疆烏魯木齊830019)摘要:在某石化公司煉油廠100萬t/a加氫裂化裝置事故氮項目設(shè)計中,采用了真空絕熱液氪儲槽、低溫液氮泵、高效水浴式氣化器及真空絕熱管技術(shù),為加氫裂化裝置試車及安全平穩(wěn)運行提供了有力保障關(guān)鍵詞:低溫液氮;儲存;汽化;技術(shù)中圖分類號:TE96;TQ050文獻標志碼:BApplication of Liquid Nitrogen Storage, Boost and Gasification TechnologyZHANG Wei-jie, DUAN Yong-jiang, WANG Jin-tai", DAI XuJI Hai-tao, YANG Wei-wei, TANG Heng-jiao(1. Xinjiang Design Branch of Engineering Construction Corporation of CNPC, Urumqi 830019China: 2. CNPC Urumqi Petrochemical Company, Urumqi 830019, China)Abstract: The design of accident nitrogen unit in 1 million tons/year HCR plant, for the petrochemical company refinery, use adiabatic liquid nitrogen storage tank, temperature liquid nitrogen pump, high efficiency water type carburetor and thermal vacuum tube technology. The trialrun and safety steady running for HCR was strongly ensured, after the project completion andKey words: low temperature liquid nitrogen; storage; vaporization; technology某石化公司煉油廠100萬t/a加氫裂化裝置,置的高壓氮氣瓶作為應急儲罐(稱為氮氣瓶區(qū)),加在事故狀態(tài)下(如循環(huán)氫壓縮機聯(lián)鎖停機、反應器床氫裂化裝置發(fā)生事故時氣瓶區(qū)可以立即供氣。這層飛溫等)需用氮氣,以保護反應器等重要設(shè)備。按樣,事故氮區(qū)包括氮氣瓶區(qū)與液氮儲存區(qū),總儲氣量照業(yè)主委托要求,加氫裂化事故狀態(tài)下高壓氮氣總約78120m3(標準狀態(tài))輸送能力為4000m3/h需量12000m3(標準狀態(tài)),單位時間用量(標準狀態(tài))加氫裂化裝置事故狀態(tài)下,事故氮區(qū)可4000m3/h(標準狀態(tài)),供氣壓力8.0MPa。提供充足的8.0MPa氮氣,完全可滿足業(yè)主要求該石化公司化肥廠液氮純度9.99%,操作溫筆者對事故氮項目設(shè)計中的難點、采用的新技術(shù)等度-188℃?？辗盅b置擴量改造后,液氮每天剩余進行簡要介紹。約10m3,儲存在儲槽4111V4-1、2內(nèi),定期排空,浪費極大?；蕪S新增液氮汽車裝車設(shè)施可為煉油1設(shè)計難點廠事故氮系統(tǒng)提供液氮。由于液氮儲存、升壓及氣1.1低溫儲槽桑發(fā)率化系統(tǒng)響應時間為5~15min,不能在第一時間滿蒸發(fā)率是由外部熱量傳入儲槽內(nèi)部引起液化氣足加氫裂化事故狀態(tài)用氣。因此,公司將煉油廠閑體的汽化,一天當中這部分汽化質(zhì)量占有效體積質(zhì)dhA中國煤化工收稿日期:201203-07作者簡介:張瑋杰(1985-),男,遼寧盤錦人,助理工程師學士,多年從事CNMHG設(shè)計工作增刊1張瑋杰,等:液氮儲存、升壓與氣化技術(shù)應用量的比例。儲槽內(nèi)部的熱量主要由夾層絕熱材料、槽,主要由以下3部分組成內(nèi)筒與外筒之間的固定座、各種從內(nèi)筒到外筒的管(1)筒體儲槽為雙層圓筒形結(jié)構(gòu),外封頭選用路以及其它設(shè)計構(gòu)件傳入。絕熱材料的選擇對蒸發(fā)碟形封頭,內(nèi)筒及其配管均用奧氏體不銹鋼制造,外率有很大的影響筒用16MnR制造,夾層充滿絕熱珠光砂并抽真空,1.2低溫液氮泵出口壓力同時設(shè)置了經(jīng)過特殊處理的吸附劑,以延長儲槽的液氮經(jīng)低溫液氮泵升壓至8.0MPa后進入氣壽命?；?1,方可得到該壓力下的氣體(2)安全裝置及控制系統(tǒng)儲槽內(nèi)外筒均設(shè)有1.3低溫液氨管道保冷性能安全裝置,內(nèi)筒有2組安全閥和內(nèi)筒防爆裝置,外筒液氮與環(huán)境有約200℃的溫差,常用的保溫方有防爆裝置。內(nèi)筒安全裝置主要由2套安全閥爆法在低溫液體輸送過程中冷量損失很大,尤其泵破片組成,一用一備,用以防止因真空失效、增壓過人口容易產(chǎn)生氣蝕快引起內(nèi)筒升壓超過使用限度造成強度破壞、泄漏。用戶在使用前應按《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》要求進2設(shè)計內(nèi)容行校驗方可使用。外筒防爆裝置用以防止因意外事故造成真空失效、內(nèi)筒泄漏造成夾層內(nèi)部壓力上2.1工藝方案升。將煉油廠閑置的高壓氮氣瓶作為應急儲罐,加(3)操作系統(tǒng)儲槽上設(shè)置有各種閥門,閥門布氫裂化事故狀態(tài)時氣瓶區(qū)可以立即供氣,但供氣量置于儲槽底部周圍。①充裝口。充裝口設(shè)置有液體不足。由于氣瓶占地過大,為節(jié)省土地,利用液氮氣進、出口閥及快速接頭,便于向儲槽內(nèi)進液、卸液液相壓縮比高的特點,新建了液氮儲槽、液氮泵、氣②增壓器及壓力調(diào)節(jié)裝置。增壓器布置在儲槽外下化器液氮槽車以及相應設(shè)施,以彌補氣瓶供氣量不部。壓力調(diào)節(jié)裝置由增壓閥、減壓閥、安全閥、增壓足的問題,液氮升壓、氣化后供應到加氫裂化裝置器、進液閥及回氣閥組成,用戶根據(jù)需求調(diào)節(jié)相應閥使用的液氮來自該石化公司化肥廠,通過液氮槽車門,儲槽即可排出需求壓力的液體。③排液閥。其可將化肥廠液氮轉(zhuǎn)運至煉油廠事故氮系統(tǒng)。根據(jù)工藝需要增加2臺液氮罐、2臺液氮泵和結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小口。儲槽、增壓器組成封閉系統(tǒng),在不外加任何能源的情況下即可向外供應液體1臺氣化器,預留2臺液氮罐、2臺液氮泵和1臺氣或氣體,保證了排放液體或氣體的純度。化器的位置,為以后裝置需求留有足夠空間。3.2氣化器2.2工藝流程采用高效水浴式氣化器,采用90℃低溫熱水(1)液氮儲存區(qū)液氮從化肥廠儲槽4111-V4與高壓液氮(液氮泵升壓后)換熱,降低了設(shè)備投資,1、2裝入專用槽車,槽車將液氮拉運至煉油廠事很好地滿足了供氮需求。故氮區(qū)將液氮卸至低溫液氮儲槽V-1、2。加氫裂3.3真空絕熱管化裝置事故狀態(tài)下,液氮自低溫儲槽送入低溫液氮真空絕熱管為高真空多層絕熱低溫液體輸送管,泵P12加壓至8.0MPa,在氣化器內(nèi)氣化后經(jīng)管其工作壓力不大于20MPa(可根據(jù)用戶需要設(shè)計),道送入加氫裂化裝置。設(shè)計溫度一270℃,工作介質(zhì)為LN2、LO2、LAr(2)氣瓶區(qū)0.9MPa氮氣自煉油廠低壓氮氣LH2、LHe和LNG,內(nèi)外管材質(zhì)0Cr18N9,夾層壓力管網(wǎng)來,經(jīng)氮壓機加壓后管輸至氮氣瓶R-1~20小于0.004Pa,管道冷損量不大于0.5~2W/m,管道加氫裂化裝置事故狀態(tài)下高壓氮氣經(jīng)管道送入加真空漏率小于2×10-1PaL/s氫裂化裝置在液氮管路輸送中,由于液氮與環(huán)境溫度溫差2.3配管及其他較大,常用的聚氨脂發(fā)泡保溫方法在低溫液體輸送設(shè)計中須增設(shè)液氮罐與液氮泵間配管、氣化器D1過程中冷量損失很大,尤其泵入口容易產(chǎn)生氣蝕。氮氣進出口與低溫熱水進出口配管及配套設(shè)計。而真空管系多層結(jié)構(gòu),內(nèi)、外管均為特種優(yōu)質(zhì)不銹鋼3設(shè)計中采用的先進技術(shù)管,夾層中采用先進的高真空專用多層絕熱、反輻射復合材料,真空狀態(tài)·從而把冷量損失控制到3.1液氮儲槽最低。本項中國煤化工口之間管道長低溫液氮儲槽是立式固定式真空粉末絕熱儲約20mCNMH使用情況良好第41卷增刊Vol 41 Supplement 12012年8月PETRO-CHEMICAL EQUIPMENTAug.2012文章編號:1000-7466(2012)增刊1-0048-03高溫磁粉檢測在壓力容器制造中的應用金彥楓,張惠芳,張崢,張鷹,馬云霖,張祺(甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司,甘肅蘭州730070摘要:介紹了高溫磁粉檢測在壓力容器制造過程中的應用,分析了高溫磁粉檢測應用時的注意事項。關(guān)鍵詞:壓力容器;高溫磁粉;表面檢測中圖分類號:TQ050.6文獻標志碼:B+++++“++“+“+++“++++“+-+"+”+++“+++“+“十“++““十+真空管可分段制作,各管道之間采用公母接頭氮系統(tǒng)總儲氣量78120m3(標準狀態(tài)),輸送能力為連接,保冷效果好,安裝維護方便,可大量節(jié)省現(xiàn)場4000m3/h(標準狀態(tài)),產(chǎn)品為8.0MPa氮氣,滿足安裝工作量和安裝費。根據(jù)用戶需要,可在管道上事故狀態(tài)下需求?？梢钥闯?液氮系統(tǒng)具有儲存量直接安裝高真空多層絕熱低溫截止閥、止回閥、過濾大、占地面積小等優(yōu)勢。器、緊急切斷閥、氣動調(diào)節(jié)閥和安全系統(tǒng)等5結(jié)語3.4管道柔性設(shè)計因操作狀態(tài)下液氮管道溫度極低,在環(huán)境溫度在100萬t/a加氫裂化裝置事故氮項目設(shè)計和操作溫度差下存在因膨脹或收縮導致變形的問中,采用了真空絕熱液氮儲槽、低溫液氮泵、高效水題,結(jié)合應力分析計算結(jié)果,采用增加管道柔性的方浴式氣化器及真空絕熱管技術(shù),達到了節(jié)能、降耗、式,較好解決了這一難題。節(jié)約占地、節(jié)省投資的目的,確保了加氫裂化裝置安3.5安全設(shè)施設(shè)計全平穩(wěn)運行,也為國內(nèi)石油煉化企業(yè)新建裝置所需如前所述,儲槽內(nèi)外筒均設(shè)有安全裝置,液氮泵高壓氮提供了新的解決方案。出口及氣化器出口均設(shè)置了安全閥。該項目為間歇參考文獻:使用停用期間,由于管道兩端閥門關(guān)閉,管道低點[1]楊世銘傳熱學[M北京:高等教育出版社,200積聚的液氮受環(huán)境溫度的影響,可能會氣化導致超197-227壓故在可能出現(xiàn)此問題的管段設(shè)置了管道安全閥,[2]曹洪濤低溫液體泵汽化造成的事故及預防措施[冂杭州化工,2008,38(3):34-36.并集中排放至裝置放空總管。在氣化器間等易積聚[3]李輝低溫液體儲運設(shè)備的絕熱設(shè)計[].低溫工程,氮氣的地方設(shè)置氧含量檢測器,防止氮氣泄漏造成2007,160(6):47-50人員窒息101。[4]李秉躍,白明偉,付軍剛,等ANS180-10T型液氮泵應用效果車改造[].石油礦場機械,2010,39(7):90-94[5]SH3012-2002,石油化工管道布置設(shè)計通則[S]事故氮項目改造于2008-06開始施工,2009-056]壽比南,謝鐵軍,鄭暉,等.壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程開工投用,投用效果較好,達到了預期目的。事故氮M].北京:新華出版社,2009系統(tǒng)具體相關(guān)參數(shù)見表1。由表1計算可知事故]朱紹源,沈允錶,郭懷舟,等低溫閥門深冷試驗裝置的表1事故氮系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)計[門].流體機械,2009,37(11):30-31.物料單臺體操作壓操作溫折合氮氣體積[8]王明富.水浴式汽化器振動分析及改進[].深冷技術(shù)項目名稱積/m3力/MPa度/℃(標準狀態(tài)下)/m3液氮儲存區(qū)液氮50.00.818864600[9]SH/T3041-2002,石油化工管道柔性設(shè)計規(guī)范[S]氣瓶區(qū)(1~14)氮氣5.213.09464[10]郭懷東.低溫液體汽化充裝系統(tǒng)事故原因及預防措施氣瓶區(qū)(15~20)氮氣5.013.064056].深冷技術(shù),202,(1):47-48.(張編)收稿日期:201203-22中國煤化工作者簡介;金彥楓(1978-),男,遼寧錦州人,工程師碩士,從事壓力容器制CNMHG