第41卷增刊1油化工設(shè) Vol. 41 Supplement2012年8月 PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT Aug.2012文章編號(hào):1000-7466(2012)增刊10046-03液氮儲(chǔ)存、升壓與氣化技術(shù)應(yīng)用張瑋杰1,段永江,王晉泰,戴旭,姬海濤2,楊瑋瑋,唐恒焦2(1.中國石油工程建設(shè)公司新疆設(shè)計(jì)分公司,新疆烏魯木齊8300192.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(xiàng)目設(shè)計(jì)中,采用了真空絕熱液氮儲(chǔ)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(yùn)行提供了有力保障。關(guān)鍵詞:低溫液氮;儲(chǔ)存;汽化;技術(shù)中圖分類號(hào):TE96;TQ050文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B Application of Liquid Nitrogen Storage, Boost and Gasification Technology ZHANG Weirjie', DUAN Yong-jiang', WANG Jin-tai', DAI Xu', JI Hai-tao', YANG Wei-wei', TANG Heng-jiao' (1. Xinjiang Design Branch of Engineering Construction Corporation of CNPC, Urumqi 830019, China; 2. CNPC Urumqi Petrochemical Company Urumqi 830019, China) Abstract: The design of accident nitrogen unit in 1 million tons/year HCR plant, for the petro- chemical company refinery, use adiabatic liquid nitrogen storage tank, temperature liquid nitro- gen pump, high efficiency water type carburetor and thermal vacuum tube technology. The trial run and safety steady running for HCR was strongly ensured, after the project completion and running. Key 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?dú)馄孔鳛閼?yīng)急儲(chǔ)罐(稱為氮?dú)馄繀^(qū)),加在事故狀態(tài)下(如循環(huán)氫壓縮機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)、反應(yīng)器床氫裂化裝置發(fā)生事故時(shí)氣瓶區(qū)可以立即供氣。這層飛溫等)需用氮?dú)?以保護(hù)反應(yīng)器等重要設(shè)備。按樣,事故氮區(qū)包括氮?dú)馄繀^(qū)與液氮儲(chǔ)存區(qū),總儲(chǔ)氣量照業(yè)主委托要求,加氫裂化事故狀態(tài)下高壓氮?dú)饪偧s78120m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)),輸送能力為4000m3/h需量12000m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)),單位時(shí)間用量(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))加氫裂化裝置事故狀態(tài)下,事故氮區(qū)可4000m3/h(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)),供氣壓力8.0MPa提供充足的8.0MPa氮?dú)?完全可滿足業(yè)主要求。該石化公司化肥廠液氮純度99.99%,操作溫筆者對(duì)事故氮項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)、采用的新技術(shù)等度188℃?？辗盅b置擴(kuò)量改造后,液氮每天剩余進(jìn)行簡要介紹。約10m3,儲(chǔ)存在儲(chǔ)槽4111-V4-1、2內(nèi),定期排空,浪費(fèi)極大?；蕪S新增液氮汽車裝車設(shè)施可為煉油1設(shè)計(jì)難點(diǎn)廠事故氮系統(tǒng)提供液氮。由于液氮儲(chǔ)存、升壓及氣1.1低溫儲(chǔ)槽蒸發(fā)率化系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間為5~15min,不能在第一時(shí)間滿蒸發(fā)率是由外部熱量傳入儲(chǔ)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(dāng)中這部分汽化質(zhì)量占有效體積質(zhì)收稿日期:2012-03-07作者簡介:張瑋杰(1985-),男,遼寧盤錦人,助理工程師,學(xué)士,多年從事石油化工儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施的工藝、配管設(shè)計(jì)工作。增刊1張瑋杰,等:液氮儲(chǔ)存、升壓與氣化技術(shù)應(yīng)用47量的比例。儲(chǔ)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(chǔ)槽為雙層圓筒形結(jié)構(gòu),外封頭選用路以及其它設(shè)計(jì)構(gòu)件傳入。絕熱材料的選擇對(duì)蒸發(fā)碟形封頭,內(nèi)筒及其配管均用奧氏體不銹鋼制造,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(shí)設(shè)置了經(jīng)過特殊處理的吸附劑,以延長儲(chǔ)槽的液氮經(jīng)低溫液氮泵升壓至8.0MPa后進(jìn)入氣壽命化器2,方可得到該壓力下的氣體(2)安全裝置及控制系統(tǒng)儲(chǔ)槽內(nèi)外筒均設(shè)有1.3低溫液氮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3,尤其泵破片組成,一用一備,用以防止因真空失效、增壓過口容易產(chǎn)生氣蝕?？煲饍?nèi)筒升壓超過使用限度造成強(qiáng)度破壞、泄漏。用戶在使用前應(yīng)按《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》要求進(jìn)2設(shè)計(jì)內(nèi)容行校驗(yàn)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工藝方案將煉油廠閑置的高壓氮?dú)馄孔鳛閼?yīng)急儲(chǔ)罐,加升(3)操作系統(tǒng)儲(chǔ)槽上設(shè)置有各種閥門,閥門布?xì)淞鸦鹿薁顟B(tài)時(shí)氣瓶區(qū)可以立即供氣,但供氣量置于儲(chǔ)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?dú)膺M(jìn)、出口閥及快速接頭,便于向儲(chǔ)槽內(nèi)進(jìn)液、卸液。液相壓縮比高的特點(diǎn),新建了液氮儲(chǔ)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(chǔ)槽外下化器、液氮槽車以及相應(yīng)設(shè)施,以彌補(bǔ)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(yīng)到加氫裂化裝置。器、進(jìn)液閥及回氣閥組成,用戶根據(jù)需求調(diào)節(jié)相應(yīng)閥使用的液氮來自該石化公司化肥廠,通過液氮槽車門,儲(chǔ)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(yùn)至煉油廠事故氮系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小。儲(chǔ)槽、增壓器組成封閉系根據(jù)工藝需要,增加2臺(tái)液氮罐、2臺(tái)液氮泵和統(tǒng)在不外加任何能源的情況下即可向外供應(yīng)液體1臺(tái)氣化器,預(yù)留2臺(tái)液氮罐、2臺(tái)液氮泵和1臺(tái)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?zé)崴?1)液氮儲(chǔ)存區(qū)液氮從化肥廠儲(chǔ)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(yùn)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(chǔ)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(chǔ)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P-1、2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(jì)),道送入加氫裂化裝置。設(shè)計(jì)溫度270℃,工作介質(zhì)為LN2、LO2、LAr、(2)氣瓶區(qū)0.9MPa氮?dú)庾詿捰蛷S低壓氮?dú)釲H2、LHe和NG,內(nèi)、外管材質(zhì)Cr18Ni9夾層壓力管網(wǎng)來,經(jīng)氮壓機(jī)加壓后管輸至氮?dú)馄縍-1~20。小于0.0P,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?dú)饨?jīng)管道送入加真空漏率小于210-1aL/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(jì)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?dú)膺M(jìn)出口與低溫?zé)崴M(jìn)出口配管及配套設(shè)計(jì)。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(jì)中采用的先進(jìn)技術(shù)管,夾層中采用先進(jìn)的高真空專用多層絕熱、反輻射復(fù)合材料,并保持真空狀態(tài),從而把冷量損失控制到3.1液氮儲(chǔ)槽最低。本項(xiàng)目中液氮儲(chǔ)槽與液氮泵入口之間管道長低溫液氮儲(chǔ)槽是立式固定式真空粉末絕熱儲(chǔ)約20m,采用真空絕熱管安裝簡捷,使用情況良好。第41卷增刊1 Vol. 41 Supplement 12012年8月石油化設(shè)備 PETRO-CHEMICAL EQUIPMENTAug.2012文章編號(hào):1000-7466(2012)增刊1-0048-03高溫磁粉檢測(cè)在壓力容器制造中的應(yīng)用金彥楓,張惠芳,張崢,張鷹,馬云霖,張祺(甘肅藍(lán)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(cè)在壓力容器制造過程中的應(yīng)用,分析了高溫磁粉檢測(cè)應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)關(guān)鍵詞:壓力容器;高溫磁粉;表面檢測(cè)中圖分類號(hào):TQ050.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B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(chǔ)氣量78120m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)),輸送能力為連接,保冷效果好,安裝、維護(hù)方便,可大量節(jié)省現(xiàn)場4000m3/h(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)),產(chǎn)品為8.0MPa氮?dú)?滿足安裝工作量和安裝費(fèi)。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(chǔ)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(shì)。器、緊急切斷閥、氣動(dòng)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(jì)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(xiàng)目設(shè)計(jì)和操作溫度差下存在因膨脹或收縮導(dǎo)致變形的問中,采用了真空絕熱液氮儲(chǔ)槽、低溫液氮泵、高效水題,結(jié)合應(yīng)力分析計(jì)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(dá)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(jì)全平穩(wěn)運(yùn)行,也為國內(nèi)石油煉化企業(yè)新建裝置所需如前所述,儲(chǔ)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(xiàng)目為間歇參考文獻(xiàn):使用,停用期間,由于管道兩端閥門關(guān)閉,管道低點(diǎn)1]楊世銘.傳熱學(xué)[M].北京:高等教育出版社2006197-227積聚的液氮受環(huán)境溫度的影響,可能會(huì)氣化導(dǎo)致超2]曹洪濤低溫液體泵汽化造成的事故及預(yù)防措施[壓,故在可能出現(xiàn)此問題的管段設(shè)置了管道安全閥,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(chǔ)運(yùn)設(shè)備的絕熱設(shè)計(jì)J]低溫工程,氮?dú)獾牡胤皆O(shè)置氧含量檢測(cè)器,防止氮?dú)庑孤┰斐?007,160(6):47-50人員窒息10。[4]李躍,白明偉,付軍剛,等ANS180-10-T型液氮泵4應(yīng)用效果車改造[].石油礦場機(jī)械,2010,39(7):90-94[5]sh30122002油化工管道布置設(shè)計(jì)通則[S]事故氮項(xiàng)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)程投用,投用效果較好,達(dá)到了預(yù)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(jì)算可知,事故[7]朱紹源,沈允,郭懷舟,等低溫閥門深冷試驗(yàn)裝置的表1事故系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)[.流體機(jī)械,2009,37(11):30-31.項(xiàng)目物料單臺(tái)體操作壓操作溫折合氮?dú)怏w積8]王明富水浴式汽化器振動(dòng)分析及改進(jìn)[]深冷技術(shù),名稱積/m3力/MPa度/C(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)/m32006,(1):43-46液氮儲(chǔ)存區(qū)液50.00.81886460[9]SH/T30412002,石油化工管道柔性設(shè)計(jì)規(guī)范[S]氣瓶區(qū)(1~14)氮?dú)?.213.0259464[10]郭懷東.低溫液體汽化充裝系統(tǒng)事故原因及預(yù)防措施氣瓶區(qū)(15~20)氮?dú)?.013.02564056]深冷技術(shù),2002,(1):47-48(張編)收稿日期:2012-03-2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造無損檢測(cè)工作。