浅谈低温甲醇洗装置中尾气放空管的安全设计

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摘要： 在60万吨/年煤制甲醇项目低温甲醇洗装置管道布置中，一般情况下，尾气水洗塔顶出来的大直径尾气放空管都沿本装置中最高塔（洗涤塔）敷设至塔顶放空，由于这根放空管管径在1米左右，并且要沿塔敷设至大约80多米高以上，从而可见这根管道的配管难度和风险有多么大。因此笔者从这点出发来谈一谈自己对这根管道的配管安全设计的体会。

关键词： 低温甲醇洗； 尾气放空管； 管道布置； 安全设计

中图分类号： TQ42 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）06-0031-01

1 低温甲醇洗工艺流程和设备布置介绍

1.1低温甲醇洗流程简介

低温甲醇洗是50年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。该工艺以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体。该工艺气体净化度高，选择性好，气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行。低温甲醇洗工艺技术成熟，在工业上有着很好的应用业绩，被广泛应用于国内外合成氨、合成甲醇和其他羰基合成、城市煤气、工业制氢和天然气脱硫等气体净化装置中。鲁奇低温甲醇洗工艺和林德低温甲醇洗工艺，两者大致相同。

装置中低温甲醇在洗涤塔中(5.4MPa)脱硫脱碳,之后富液进入中压闪蒸塔(1.6MPa)闪蒸,闪蒸气通过压缩，然后再循环到洗涤塔。闪蒸后的富液进入再吸收塔，在常压下闪蒸、气提，实现部分再生。然后甲醇富液进入热再生塔利用再沸器中产生的蒸汽进行热再生，完全再生后的贫甲醇经主循环流量泵加压后进入洗涤塔。

1.2低温甲醇洗设备布置的介绍

不管是林德低温甲醇洗还是鲁奇低温甲醇洗以及现在应用较多的大连理工大学低温甲醇洗，在设备布置方面都是依据流程先后顺序来布置各设备，几个塔单独成排布置，各塔附属的换热器就近布置在塔旁边的框架上，特别需要指出的是尾气水洗塔要布置在最高的洗涤塔旁边，这样尾气水洗塔顶出来的尾气放空管就能就近沿洗涤塔一直向上敷设至顶放空。

1.3低温甲醇洗中尾气放空管的介绍

以陕西煤化100万吨二甲醚项目一期工程（60万吨/年甲醇）为例，这个项目低温甲醇洗装置采用的是德国林德公司的工艺技术，其尾气水洗塔顶出来的尾气放空管为44英寸（1118mm），材质为304L。

2 尾气放空管的安全设计

2.1满足工艺流程的要求

从工艺流程角度来看，对于尾气水洗塔顶出来的尾气放空管不能有液袋，必须是从尾气水洗塔顶出来后平拐至附近框架安装切断阀和控制阀，然后拐至洗涤塔附近附塔而上。

2.2满足管道应力的要求

由于此根管道温度和压力不高，并且在附近框架安装切断阀和控制阀时已经拐两个90°弯来消除可能产生的应力，所以基本上这样的配管方式就能消除应力产生的破坏力。见图1：

2.3满足风向因素的要求

尾气放空管放空的高度是高出洗涤塔顶平台约3米的位置，同时由于风向因素的影响，其排出的尾气不应吹向压缩机房、控制室或者空分装置的进气口等位置。

2.4满足管道支架安全的要求

由于此管道管径太大，所以支撑它的管架就显得尤为重要，这里以河南心连心化肥项目低温甲醇洗装置为例，这个项目采用的是大连理工大学的低温甲醇洗技术，其尾气放空管管径为44英寸（1118mm），其附塔部分的立管长度大约为66米，管道自重约18吨，所以在做这根管道的管架时，首先从安全的角度出发，尽量做到双重保险和保守做法相结合的办法，也就是说首先在洗涤塔的塔体上做管架，这需要提前将约18吨的垂直力和管道走向提交给设备专业在做设备工程图时统一考虑，其次需要精准的提前做好这根管道的管道布置，同时需要校核和审核通过，这样保证以后随着设计的深入此根管道的管道布置不能再有变化，然后在给土建专业提一次土建条件的时候，就要要求土建专业在洗涤塔旁边做一根高约19米的大支架，由于这个支架离洗涤塔很近，所以需要提前让土建专业综合考虑，否则等土建专业将洗涤塔基础已做好的时候就很难再考虑这个大支架了，这样就保证了这根管道的双重保险，既有洗涤塔塔体的支撑，又有土建专业做的这个高支架支撑，起到了双重安全作用。另外在给设备专业提管架贴板的时候尽量保守的提大一些，这样在做管架的时候由于管道管径太大，所以做管架的时候尽量选用大型型钢来支撑，以保证安全。同时需要提醒的是由于专业间的独立性，可能设备专业在做洗涤塔的时候由于不知道管道专业要做这个高支架，很有可能将洗涤塔的裙座做成喇叭口，这样很容易导致这个高支架无法生根，所以需要注意的是要提前跟设备专业商议好怎么处理裙座的形式。

2.5满足经济合理的要求

由于尾气放空管的管径太大，同时这根管道由于介质的原因一般都会采用304L不锈钢，所以这根管道尽量少拐弯，一个90°大半径弯头的价钱就在好几万元人民币，所以在保证满足应力要求的条件下尽量少拐弯。

3 结论

从以上分析来看，在做好尾气放空管的管道布置时，首先要注意，如果这根管道上有切断阀和控制阀，就需要在其附近设置合适高度的框架楼层，这样以满足大阀门的安装要求，另外，需要注意的就是这根管道的支撑管架非常重要，在满足管道应力的同时，要注意这根管道的安全，要采取双重保险和保守做法来做好这根管道的管架，以保证安全。