硫磺回收装置中混凝土结构液流池的配管设计.pdf

躲管渡米 石 油 化 工 设 计 P e t r o c h e mi c a l De s i g n 硫磺回收装置中混凝土结构液流池的配管设计 庞 亮 ( 中国石化 工程 建设公 司，北京 1 0 0 1 0 1 ) 摘要： 硫磺回收装置的液硫池用来存储液硫产品。其结构形式主要有混凝土结构、 钢结构、 混凝土盖 板钢池体等结构形式。混凝土结构的液硫池的设计形式在工程 中并不常见。另外由于液流池内介质 由 液硫、 硫化氢、 二氧化硫等组成， 具有腐蚀性和剧毒性。所以混凝土的结构形式涉及到密封、 脱气、 防腐等 多方面设 计难点。根 据硫磺 回收装 置 中混凝土结构液流池 的工艺 ， 概 述 了液硫 池的构造 以及 液硫池相 关 管线的设计， 包括加热蒸汽盘管设计、 脱气喷射器的管线布置、 液硫池吹扫、 穿过液硫池盖板的管线、 液流 池的仪表组件等。同时对液硫池的脱气， 检修， 密封以及材质等方面进行 了探讨。 关键 词 ： 液硫池硫磺 回收混凝土结构夹套脱气 1 液硫池概述 硫磺 回收单元液硫池 由第一脱气区和第二脱 气 区以及产 品 区组成 。三个 分 区 由 内部 隔墙 隔 开。整个池底有 1 的坡度 由第 一脱气 区坡 向产 品 区( 见 图 1 ) 。 硫磺冷凝器生成的液硫 自流进入液硫池第一 脱气区后 ， 通过第一脱气 区末端隔墙与池 顶之间 空隙溢流至第二脱气区。液硫 的脱气是通过浸没 在两个脱气 区内的一组脱气喷射器来完成 的。脱 气后的液硫 自第二脱气 区末端 隔墙与池顶之间空 隙溢流至产品区。产品区内液硫经过一段停留时 间后 ， 由液硫产 品泵送 至液硫贮罐。产 品区内还 设有液硫池泵负责将液硫通过硫磺冷却器和脱气 喷射器循环至脱气区。 图 1 液硫 池立面示意 2 液硫池相关管道设计 2 1 液硫池加热蒸汽盘管 为了维持液硫 池 内的液 硫温 度 在 1 2 7 以 上 ， 池 内每一 区的底部应设 置可拆卸蒸汽加 热盘 管 。可拆卸式蒸汽盘管应分段设计以确保可 以 自 液硫池顶盖处进出。池 内加热盘管的竖管部分材 质应为 3 1 6 L 。池外蒸汽和凝结水管线材质应为碳 钢 。材质通过池外法兰分界 。池底预埋钢板并用 管卡将蒸汽盘管固定 ( 见图 2 ) 。同时蒸汽盘管尽 量贴近液流池底。 蒸汽盘管布置方式 为分段的蒸汽竖管和凝结 水 竖管沿液硫池 长度方 向布置 ， u型盘管 沿液硫 图2 蒸汽盘管的固定 1一管卡 ； 2一 蒸汽 盘管 ； 3一预埋槽钢 ； 4一液流池底部 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 1 0 4 。 作者简介： 庞亮， 男， 2 0 0 2年毕业于辽宁石油化工大学 化工设备与机械专业， 工学学士， 工程师， 现从事配管 设计工作。联 系电话 ： [phone] ； Ema i l ：p a n 一 i a n g s e i s i n o p e c t o m 石 油 化 工 设 计 第 2 9卷 池宽度方向布置。每段蒸汽盘管由 自蒸汽总管 的 蒸汽竖管及入 口切断 阀， 池底 的水平 u型盘管及 凝结水竖管和单独的疏水器组成。蒸汽入 口切断 阀以及凝结水疏水阀组布置于液流池顶并沿液硫 池长度方向分组布置( 见图 3 ) 。 图 3液硫池蒸汽盘管 2 2 脱气喷射器的管线布置 液硫池第一脱气 区和第二脱气 区分别设置有 浸没在液硫 中的脱气喷射器。 自硫磺冷却器的液 硫进入脱气喷射 器， 在喷射器人 口管嘴处会夹带 一 定量池 中液硫进 入喷射 器， 然后在喷射器 内混 合。自喷射器出 口的物流进一步混合 和搅动池 内 的液硫。喷射 器 的管线尽 量靠 近底部 的蒸 汽盘 管 ， 同时沿 着脱气 区 四壁成环形布置。管线转 弯 处采用四通 ， 并使 用拆卸法兰便于检修。喷射器 依据厂家资料进行布置( 见图4 ) 。 图 4 喷射器的管线布置 2 3 液硫池吹扫 液硫 中溶解携带的 H S经脱气后会 聚集在液 硫池上部的气相空间， 如不及时吹扫清除 ， 将可能 积聚至 H S的爆炸浓度造成危险。因此 ， 液硫 池 产品出口端应设置空气吸入口， 另一端应设置排 气 口与抽空器想连 。正常操作时 ， 抽 空器采用 低 压蒸汽为动力源将新鲜空气 自吸人 口吸人 ， 吹扫 整个液硫池后 排至尾气 焚烧炉将 硫化 物氧化 为 S O 排人大气 。液硫池应密封严密 以避免空气泄 露从而影响吹扫效果 。液流产品区池顶设 有两个 吸入 口并夹套伴热 同时顶部设有防雨帽。 2 4 穿过液硫池盖板的管线 液硫池上部 的气相空间容易积聚 H， s 。为了 防止泄露 ， 液硫池上所有 管线穿过盖板时均需要 密封。该 密 封 是 采 用 盖 板 混 凝 土 上 预 埋 套 管 ( 3 0 4 S S ) ， 同时在预埋套管上焊接法兰 ， 并加法 兰盖的方式 。穿过液硫盖板 的管线在法兰盖上开 洞并且与法兰 盖焊 死。夹套 管线 穿 过液硫 盖板 时， 管线末端的凝结水 也需要穿过法兰盖并且焊 死 ( 见图 5 ) 。 2 l 图 5 液硫池 盖板 的预埋套管以及密封 1一预埋套管 3 o 4 s s ； 2一凝结水管线 ； 3一夹套管 ； 4一与法兰盖焊死 ； 5一液硫池盖板 ； 6一环形钢板与 内外管焊接 2 5 液流池的仪表组件 液流池的仪表组件主要有液位计以及温度计 两种 ， 温度计主要测量第一 和第二脱气 区以及产 品区的温度 ； 液位计主要测量产 品区的液位 。两 种仪表组件安装在液硫池盖板上 ， 其安装 方式类 似于穿过液硫池盖板的管线的安装方式 ( 见 图 6 、 图 7 ) 。 图 6 液硫池盖板上 的温度计 1 一预埋套管 3 0 4 s s ； 2一与法兰盖焊死 ； 3一液硫池盖板 2 6 液硫池的池底的检修阀门 液硫池在停 工检修时 ， 第一脱气 区至第二脱 气区以及第二脱气 区至产品区需要联通 。液硫最 终全部流入产品区的凹槽内， 通过泵送出残余液 第 2 9卷 庞亮 硫磺回收装置中混凝土结构液流池的配管设计 5 7 5 、 7 图 7 液硫池盖板 上的液位计 1一D N 8 3 0 4 S S ； 2一夹套管 ； 3一凝结水管线 ； 4一预埋套管 3 0 4 S S ； 5一液硫池底 ； 6一环形钢板与 内外管焊接 ； 7一液硫池盖板 ； 8一与法兰盖焊死 ； 9一蒸汽管线 硫后 ， 进行检修 。该 联通是通过池底 预埋套管来 实现 ， 同时利用 阀门控 制。阀门手轮需 要加长延 伸杆 ， 伸 出液硫池顶进行操作 ( 见图 8 ) 。 图 8 液硫池底的检修阀门 1 一 预埋套管 3 0 4 S S ； 2一 液硫池底； 3 一 液硫池侧壁； 4一液硫池盖板 ； 5一与法兰盖焊死 ； 6一阀杆套管 2 7 液硫池的脱气 为使液硫在脱气区充分脱气 ， 除了液硫池底 的脱气 喷射器 以外 ， 还可采用 喹啉加药和鼓 泡的 方式进行脱气 。喹啉加药是将喹啉混合在硫磺冷 却器之后 ， 通 过脱 气喷射器与液硫充分混合。鼓 泡脱气是在 C L A U S风气 的出口引气 ， 分别注入第 一 和第二脱气 区， 进入液硫池后分 三路 对称 布置 于液硫池底 ， 管线尽量贴 近蒸 汽盘管并且在脱硫 喷射器环形管道下面。该管线的底部以及两侧开 小孔以鼓泡的形式进一步脱气( 见图 9 ) 。 图 9液硫池底 的鼓 泡管 线 2 8 液硫池内外的管线材质材质 通常来说 ， 液硫和硫蒸汽或硫化氢之 间分 界 面处是腐蚀最严重的地方 。所以气液两相分界处 一 般选用不锈钢材质 ( 3 0 4 S S ) 。故在材质选用 上 ， 液硫盖板以及液硫池 内宜选用不锈钢材质 ， 液 硫池外选用碳钢材质。蒸汽盘管一般选用不锈钢 材质 ( 3 1 6 L ) 。 参考文献： 1 中华人 民共和 国石油化工行业标准 S H T 3 0 4 02 0 0 2石油 化工管道伴热和夹套管设计规范 s 北京： 中国石化出版 社 ， 2 0 0 2 藩 践 2 0万吨 年第三代环管法聚丙烯工艺包通过集团公司审查 由S E I 、 北京化工研究院和石家庄炼化分公司共同完成的“ 2 0万吨 年中国石化第三代环管聚丙烯工艺包” ， 于 2 0 1 2 年 2月2 2日通过中国石油化工股份有限公司科技开发部组织的技术审查。与会专家一致认为： 技术先进、 流程合理， 达到 国际同类工艺技术 的先 进水 平。 该工艺包采用有 自主知识产权的N型和 D Q型高效催化剂， 双环管反应器加气相反应技术， 可生产非对称外给电子 体均聚物、 丙丁两元无规共聚等产品， 重点解决了结合生产非对称外给电子体均聚物、 丙丁两元无规共聚等产品生产的工 程设计问题， 并在优化聚合反应工艺、 环管反应器设计 、 干燥系统及粉尘分离系统设计等方面有所创新。形成了拥有专利 技术和专有技术的第三代环管法聚丙烯成套技术。 股份公司科技开发部、 发展计划部 、 化工事业部 、 武汉分公司、 齐鲁分公司、 上海石化、 镇海炼化分公司、 石科院等专家 出席 了会议。 2 0 1 2 0 2 2 2