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常减压蒸馏一轻烃回收联合装置平面布置分析
作者:www.qingtinghuishou.com 时间:2019-07-31 16:43:16


摘要:以近些年开工或已经完成设计的不同规模的常减压蒸馏一轻烃回收联合装置为例,讨论了装置大型化后其构架、管廊、占地的变化,通过分析重要设备的管道如:塔顶线、泵入口线、常压转油线、减压转油线等管道的布置,以使指导设备的平面布置更加合理,力求做到类似装置平面布置、典型重要管道布置风格统一,提高标准化程度。


关键词:常减压平面布置管道布置转油线塔底泵


常减压蒸馏装置是炼油厂原油加工的第一个工艺装置,根据原油中各种组分的沸点不同且随压力的变化而改变的特点,通过蒸馏的方法将原油分割成各种馏分,所生产的各馏分可直接作为产品的调合组分,或作为二次加工装置的原料,送入下游装置或罐区储存。随着装置的大型化,常减压蒸馏装置管道直径、设备直径、高度逐渐增大以及随之带来的土建基础及钢结构尺寸的加大,对装置占地、管廊及构架跨度、宽度,提出了更高要求,同时给高温及大直径管道布置及应力计算增加了难度。


1、常减压蒸馏装置的基本流程


燃料型常减压蒸馏装置是炼油厂应用最为广泛的装置,主要生产汽油馏分(和/或催化重整原料)、溶剂油、煤油馏分(灯煤或航煤)、柴油馏分和燃料油(或渣油加工装置原料),还可生产加氢裂化或催化裂化原料,其余轻油部分全部作为乙烯裂解原料。如图1所示,装置一般由原油电脱盐脱水、原油换热、原油预蒸馏、常压蒸馏和减压蒸馏等部分组成。当原油中轻烃含量较高时,常减压蒸馏装置生产的石脑油需送至轻烃回收设施,稳定石脑油的同时,回收饱和液化石油气。


图1 常减压蒸馏装置主要设备及流程示意


2、平面布置及占地


2.1、平面布置


如图2所示,常减压一轻烃回收联合装置通常为长条形布置装置。(假定向上为建北向,右侧为管道进出装置侧)。


图2 管廊竖面布置不意


主管廊布置在装置的中部东西长方向,管道从装置东侧进出装置;加热炉本体及余热回收部分布置在进出装置的另一侧沿装置的宽方向布置,此部分占地决定本装置宽度;相应炉前管廊(副管廊)沿加热炉轴线方向布置,用于加热炉区域管道布置,炉前管廊与主管廊垂直相连,与其组成T型管廊。


按工艺流程将主要设备区域分为常压塔区、常压构架区、减压塔区、减压构架区和电脱盐区。由于常压塔和减压塔的重要管道与加热炉相连,在管道系统具有必要的柔性前提条件下,要求管道尽量短,所以此两部分更应靠近加热炉布置。由于减压部分设备区域长度较短,可将本装置电脱盐罐及其相关的冷换设备布置在减压设备区的一侧布置。


按GB50160—2008《石油化工企业设计防火规范》的要求?,液态烃或操作温度等于或高于自燃点的可燃液体泵为火灾多发设备,尽量不要将这些泵布置在管廊下方,否则需设置水喷雾(水喷淋)系统或用消防水炮保护泵。所以近年的装置泵均布置在管廊外侧,沿管廊方向排列。


联合装置中均将轻烃回收装置布置在常减压界区内,与常减压装置共用主管廊,方便相互间管道相连,并与常减压公用工程管道及界区平台。


在装置南侧布置东西向检修道路,方便常压部分塔及换热器的吊装与检修;在常减压与轻烃装置间增加南北方向道路方便车辆通行,同时方便管廊上空冷器吊装检修。


2.2、装置占地


按以上典型式布局的,近几年已开工的或已经完成设计的常减压与轻烃联合装置占地:某石化500∥a:205m×75m;某石化600∥a:190m×71m;某石化1000万L/a:205m×81m;某石化800万∥a:220m×80m;某石化1200万L/a:240m×80m.


综上,因生产规模、工艺流程、产品方案、加热炉等设备大小和数量差异等因素,常减压装置及轻烃回收联合装置占地约为长190~240m,宽70~85m,面积约13000—20000m2.


3、典型设备区和重要管道的布置


3.1、常压塔区及其塔底泵布置


3.1.1、塔的布置此区一般包括常压塔、闪蒸塔(或初馏塔)、汽提塔。其中常压塔与闪蒸塔(或初馏塔)并排布置并共用楼梯间,楼梯间高度需要到常压塔顶,方便操作与检维修。汽提塔与常压塔并排布置,3个塔成三角形排列。


3.1.2、主要管道布置


如为闪蒸流程则需要注意:


1)闪蒸塔顶到常压塔中段的管道标高,常压塔嘴子应高于闪顶嘴子的高度,在确定塔基础时需预先计算好高度;


2)闪蒸塔进料线:由于此管道温度较高且为气液两相流,在管道系统具有必要的柔性前提条件下,布置管道时应尽量减少立管及弯头,在结构梁等刚性较好位置增加防止管道震动的防震支架。


常压转油线(常压炉到常压塔管道,见图3)总管布置时放在管廊最上层,不必将总管放在与常压塔嘴子相同标高,可沿管廊到塔附近后再沿塔向上布置与塔嘴子相连。此方案既可降低管廊高度,又增加了管道柔性,利于管道支架设置。


图3 常压转油线布置


3.1.3、塔底泵布置


塔底泵布置在塔对面管廊外,如图4所示,管道如直接与管廊泵相连或将泵布置在远离塔的位置,往往由于管道过长或过短不能满足泵管嘴受力要求,需要将管道经炉前管廊后再回到主管廊,增加管道柔性,较小泵管嘴受力。


图4 塔底泵入口线布置


3.2、减压塔和减压构架以及加热炉布置


减压塔布置时还需要与减压炉统筹考虑,主要考虑减压转油线(减压炉到减压塔)布置,此管道管径大温度高管内介质流速快且为气液两相流,按工艺流程需要减少拐弯,降低压力降,尽量对称布置旧J.图5为其典型布置,减压塔与减压炉中心在一直线上,各分支沿中心线对称布置,满足工艺要求,又方便管道在管廊上支撑。布置此部分前需与工艺专业确认是否为径向进料(图5按径向进料考虑)。如为切向进料,需将塔嘴子与炉中心线对齐(塔不与炉中心对齐),对平面布置影响较大,需引起注意。


图5 减压转油线布置


减压塔顶出口至一级抽空器及一级抽空器出口至冷却器管道是减压塔管道布置的又一重点,需要考虑管道位置、标高及支架设置,避免其他附塔管道及附塔操作平台与塔顶线冲突。图6(a)为此管道典型布置方案,塔顶开口与管道直接焊接,不使用法兰,以减少泄漏。其中进水冷器前Ⅱ型弯,可根具体情况考虑是否设置。由于此管道的原因减压构架中心线可考虑与减压塔中心线在同一直线,综上,减压炉、减压塔、减压构架中心平行于主管廊沿一直线布置。


除采用水冷器方案外,还有些装置采用湿空冷方案,湿空冷占地较水冷器大,在平面布置时需考虑构架加长2跨至3跨,如图6(b)所示。


图6 减压塔顶(进水冷器和进湿气冷器)管道布置


图7为水冷器方案布置的减压构架。地面层布置减顶分水罐;第二层布置机械抽真空器;第三层布置二级三级冷凝器;第四层布置三级抽空器和一级冷凝器;最高层布置二级抽空器。对于一、二、三各级冷凝器底部到地面的减顶分水罐顶均有高度差要求,并且冷凝器下部管道至分水罐管道不能有直角弯头,管道与竖直方向有夹角要求(一般不能超过45°),布置设备管道时需符合工艺要求。冷凝器液体管道如上所述均为斜管,管道斜穿平台,所以在减顶分水罐上层尽量不要布置设备,以防斜管与设备本体或土建梁碰撞。


图7 减压构架竖面布置


3.3、减压塔底泵布置


与常压塔底泵进口管道情况类似,减底线(减底泵入口线)也需要经过炉前管廊以满足应力补偿要求,减小嘴子受力,如图8所示。


图8 减底线的管道布置示意


3.4、轻烃回收装置


轻烃回收装置布置在与常减压装置分隔的道路的另外一侧。管廊一侧布置轻烃压缩机和压缩机人口分液罐,另一侧布置脱吸塔、吸收塔、稳定塔等塔和由换热器回流罐以及空冷器组成的构架。当空冷器台数较多时可以考虑布置在管廊顶部。塔中段或塔底泵及回流罐或产品罐泵同样布置在管廊外各塔对面或罐对面。


对于稳定塔及其空冷器(有些装置还有后冷器)回流及产品罐,通常有自流要求,布置设备时需注意按流程步步低;压缩机出口分液罐入口管道同样有自流问题需要注意。



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