液氮存储、变压与汽化关键技术

时间:2020-08-21 09:29来源:未知 作者:ydgmve2020yyx 点击:
引言:在某石化公司化工厂100万t/a加氢裂化装置事故氮新项目设计方案中,选用了真空泵隔热液氮储槽、低温液氮泵、高效率水浴式气化器及真空泵*热管技术,为加氢裂化装置试运行及
引言:在某石化公司化工厂100万t/a加氢裂化装置事故氮新项目设计方案中,选用了真空泵隔热液氮储槽、低温液氮泵、高效率水浴式气化器及真空泵*热管技术,为加氢裂化装置试运行及安全性稳定运作出示了强有力确保。液氮罐

关键字:低温液氮;存储;气化;技术性

某石化公司化工厂100万t/a加氢裂化装置,在事故情况下(如循环系统氢制冷压缩机互锁关机、管式反应器床层飞温等)要用N2,以维护管式反应器等关键机器设备。依照小区业主授权委托规定,加氢裂化事故情况下高压氮气总需量12000m3(热力学温度),企业時间使用量4000m3/h(热力学温度),气路工作压力8.0MPa。

该石化公司化肥厂液氮纯净度99.99%,工作温度一188℃。空分设备扩量更新改造后,液氮每日剩下约10m3,存储在储槽4111一V4-1、2内,按时排尽,奢侈浪费巨大。化肥厂增加液氮小车装货设备若为化工厂事故氮系统软件出示液氮。因为液氮存储、变压及汽化系统软件响应速度为5~15min,不可以在*时间考虑加氢裂化事故情况天燃气。因而,企业将化工厂闲置不用的高压氮气瓶做为紧急储存罐(称之为氮气瓶区),加氢裂化装置产生事故时气罐区能够马上气路。那样,事故氮区包含氮气瓶区与液氮存储管理,总储供气量约78120m3(热力学温度),运输工作能力为4000m3/h(热力学温度)加氢裂化装置事故情况下,事故氮区可出示充裕的8.0MPaN2,彻底可考虑小区业主规定。小编对事故氮新项目设计方案中的难题、选用的新技术应用等开展简略详细介绍。

1、设计方案难题

1.1低温储槽挥发率

挥发率是由外界发热量传到储槽內部造成汽化汽体的气化,一天之中这些气化品质占合理容积品质的占比。储槽內部的发热量关键由隔层保温隔热材料、内筒与外筒中间的固定不动座、各种各样从内筒到外筒的管道及其其他设计方案预制构件传承。保温隔热材料的挑选对挥发率有挺大的危害口。

1.2低温液氮泵出入口工作压力

液氮经低温液氮泵变压至8.0MPa后进到气化器吲,即可取得该工作压力下的汽体。

1.3低温液氮管路隔冷特性

液氮与自然环境大约200℃的温度差,常见的隔热保温方式 在低温液體运输全过程中冷量损害挺大,特别是在泵通道非常容易造成汽蚀。

2、设计方案內容

2.1加工工艺计划方案

将化工厂闲置不用的高压氮气瓶做为紧急储存液氮罐,加氢裂化事故情况时气罐区能够马上气路,但耗气量不够。因为气罐占地面积过大,为节约农田,运用液氮气高效液相压缩比高的特性,在建了液氮储槽、液氮泵、气化器、液氮槽罐车及其相对设备,以填补气罐耗气量不够的难题,液氮变压、汽化后供货到加氢裂化装置。应用的液氮来源于该石化公司化肥厂,根据液氮槽罐车可将化肥厂液氮装运至化工厂事故氮系统软件。

依据加工工艺必须,提升2台液氮罐、2台液氮泵和1台气化器,预埋2台液氮罐、2台液氮泵和1台气化器的部位,为之后设备要求留出充足室内空间。

2.2生产流程

(1)液氮存储管理液氮从化肥厂储槽4111一V4—1、2装进专用型槽罐车H],槽罐车将液氮拉运至化工厂事故氮区,将液氮卸至低温液氮储槽V一1、2。加氢裂化装置事故情况下,液氮自低温储槽送进低温液氮泵P-1、2充压至8.0MPa,在气化器内汽化后经济管理道送进加氢裂化装置。

(2)气罐区0.9MPaN2自化工厂底压N2管道网来,经氮压力机充压后管输至氮气瓶R一1~20。加氢裂化装置事故情况下,高压氮气经济管理道送进加氢裂化装置。

2.3穿管以及他

设计方案中须加设液氮罐与液氮泵间穿管、气化器D-1N2出入121与低温开水进出口贸易穿管及配套设施设计方案。

3、设计方案中选用的优秀技术性

3.1液氮储槽

低温液氮储槽是立柱式移动式真空泵粉末状隔热储槽,关键由下列3一部分构成。液氮罐

(1)接下来 储槽为两层圆柱形构造,外不锈钢封头采用碟型不锈钢封头,内筒以及穿管均用低合金钢生产制造,外筒用16MnR生产制造,隔层填满隔热珠光砂并真空包装,另外设定了历经独特解决的催化剂载体,以增加储槽的使用寿命。

(2)保险装置及自动控制系统储槽內外筒均下设保险装置,内筒有2组阀门和内筒防爆型设备,外筒有防爆型设备。内筒保险装置关键由2套阀门、爆破片构成,一用一备,用于避免因真空泵无效、增加过快造成内筒变压超出应用程度导致抗压强度毁坏、泄露。客户在应用前要按《高压容器安全性监督技术规范》规定开展校检即可应用[6]。外筒防爆型设备用于避免因出现意外事故造成真空无效、内筒泄露导致隔层內部工作压力升高。

(3)电脑操作系统储槽上设定有阀门种类,闸阀布局于储槽底端周边。①充灌口。充灌口设定有液體进、出入口阀及快插接头,有利于向储槽内进液、卸液。②增压机及工作压力调整设备。增压机布局在储槽外下边。工作压力调整设备由增加阀、调压阀、阀门、增压机、进液阀及回阀门构成,客户依据要求调整相对闸阀,储槽就能排出来要求工作压力的液體。③排液阀。其结构紧凑、占地小[7]。储槽、增压机构成封闭系统,不在另加一切电力能源的状况下就能向外供货液體或汽体,确保了排污液體或汽体的纯净度。

3.2气化器

选用高效率水浴式气化器[8],选用90℃低温开水与髙压液氮(液氮泵变压后)传热,减少了机器设备项目投资,非常好地考虑了供氮要求。3.3真空泵隔热管真空泵隔热管为高真空泵双层隔热低温液體输送管道,其压力不超20Ⅷa(可依据客户必须设计方案),设计方案溫度一270℃,工作中物质为LN2、L02、LAr、LH2、LHe和LNG,内、外管材料0Crl8Ni9,隔层工作压力低于0.004Pa,管路冷损量不超0.5~2W/m,管路真空泵漏率低于2×10_10Pa・L/s。

在液氮管道运输中,因为液氮与工作温度温度差很大,常见的聚氨酯聚氨酯发泡隔热保温方式 在低温液體运输全过程中冷量损害挺大,特别是在泵通道非常容易造成汽蚀。而真空管系双层构造,内、外管均为特殊高品质不锈钢钢管,隔层中选用优秀的高真空泵专用型双层隔热、反辐射源高分子材料,并维持真空泵情况,进而把制冷量损害操纵到*少。本新项目中液氮储槽与液氮泵通道中间管路约长20m,选用真空泵隔热管安裝简练,应用状况优良。

真空管可按段制做,各管路中间选用公和母连接头联接,隔冷好用,安裝、维护保养便捷,可很多节约当场安裝劳动量和人工费。依据客户必须,可在管路上立即安裝高真空泵双层隔热低温截止阀门、产品、过虑、紧急切断阀、气动调节阀和防护系统等。

3.4管路软性设计方案

因实际操作情况下液氮管路溫度极低,在工作温度和实际操作温差下存有因澎涨或收拢造成形变的难题,融合应力分析数值,选用提升管路软性的方法,不错处理了这一难点。

3.5安全设备设计方案

如前所述,储槽內外筒均下设保险装置,液氮泵出入口及气化器出入口均设定了阀门。该新项目为间歇性应用,停止使用期内,因为管路两边闸阀关掉,管路底点堆积的液氮受工作温度的危害,将会会汽化造成过压,故在将会出現此难题的管道设定了管路阀门,并集中化排污至设备放空自己主管。在气化器间等易堆积N2的地区设定氧含水量探测器,避免N2泄露导致工作人员室息。

4、运用实际效果

事故氮新项目更新改造于2008-06刚开始工程施工,2009-05动工投入使用,投入使用实际效果不错,超过了预估目地。事故氮系统软件实际有关主要参数见表1。

由表1测算所知,事故氮系统软件总储供气量78120m3(热力学温度),运输工作能力为4000m3/h(热力学温度),商品为8.0MPaN2,考虑事故情况下要求。能够看得出,液氮系统软件具备存储量大、占地小等优点。

5、结束语

在100万t/a加氢裂化装置事故氮新项目设计方案中,选用了真空泵隔热液氮储槽、低温液氮泵、高效率水题,融合应力分析数值,选用提升管路软性的浴式气化器及真空泵*热管技术
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