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塔設(shè)備知識(shí)

來(lái)自煤化工知庫(kù)

一、塔設(shè)備概況



塔設(shè)備是石油化工、化學(xué)工業(yè)、石油工業(yè)等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。它可使氣(汽)液或液液相之間進(jìn)行充分接觸,達(dá)到相際傳熱及傳質(zhì)的目的。在塔設(shè)備中能進(jìn)行的單元操作有:精餾、吸收、解吸,氣體的增濕及冷卻等。



塔設(shè)備的分類(lèi)

塔設(shè)備的種類(lèi)很多,為了便于比較和選型,必須對(duì)塔設(shè)備進(jìn)行分類(lèi),常見(jiàn)的分類(lèi)方法有:

① 按操作壓力分有加壓塔、常壓塔及減壓塔;

② 按單元操作分有精餾塔、吸收塔、解吸塔、淬取塔、反應(yīng)塔、干燥塔等;

③ 按內(nèi)件結(jié)構(gòu)分有板式塔、填料塔。


二、塔設(shè)備的主要構(gòu)件及作用


由上圖可見(jiàn),無(wú)論是板式塔還是填料塔,除了各種內(nèi)件之外,均由塔體、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平臺(tái)等組成。


a.塔體 塔體即塔設(shè)備的外殼,常見(jiàn)的塔體由等直徑、等厚度的圓筒及上下封頭組成。塔設(shè)備通常安裝在室外,因而塔體除了承受一定的操作壓力(內(nèi)壓或外壓)、溫度外,還要考慮風(fēng)載荷、地震載荷、偏心載荷。此外還要滿足在試壓、運(yùn)輸及吊裝時(shí)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求


b.支座 塔體支座是塔體與基礎(chǔ)的連接結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗O(shè)備較高、重量較大,為保證其足夠的強(qiáng)度及剛度,通常采用裙式支座。


c.人孔及手孔 為安裝、檢修、檢查等需要,往往在塔體上設(shè)置人孔或手孔。不同的塔設(shè)備,人孔或手孔的結(jié)構(gòu)及位置等要求不同。


d.接管 用于連接工藝管線,使塔設(shè)備與其他相關(guān)設(shè)備相連接。按其用途可分為進(jìn)液管、出液管、回流管、進(jìn)氣出氣管、側(cè)線抽出管、取樣管、儀表接管、液位計(jì)接管等。


e.除沫器 用于捕集夾帶在氣流中的液滴。除沫器工作性能的好壞對(duì)除沫效率、分離效果都具有較大的影響。


f.吊柱 安裝于塔頂,主要用于安裝、檢修時(shí)吊運(yùn)塔內(nèi)件。


三、塔設(shè)備的一般類(lèi)型(按內(nèi)件結(jié)構(gòu)分)


(一)板式塔

A 常用板式塔的類(lèi)型


1
泡罩塔

泡罩塔是工業(yè)應(yīng)用最早的板式塔,而且在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)是板式塔中較為流行的一種塔型。泡罩塔盤(pán)的結(jié)構(gòu)主要由泡罩、升氣管、溢流堰、降液管及塔板等部分組成,如下圖所示。

優(yōu)點(diǎn):操作彈性大,因而在負(fù)荷波動(dòng)范圍較大時(shí),仍能保持塔的穩(wěn)定操作及較高的分離效率;氣液比的范圍大,不易堵塞等。


缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、氣相壓降大、以及安裝維修麻煩等。


目前,只是在某些情況如生產(chǎn)能力變化大,操作穩(wěn)定性要求高,要求有相當(dāng)穩(wěn)定的分離能力等要求時(shí),可考慮使用泡罩塔。


2
浮閥塔

浮閥塔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開(kāi)有若干個(gè)閥孔,每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可上下浮動(dòng)的閥片,閥片本身連有幾個(gè)閥腿,插入閥孔后將閥腿底腳撥轉(zhuǎn)90°,以限制閥片升起的最大高度,并防止閥片被氣體吹走。閥片周邊沖出幾個(gè)略向下彎的定距片,當(dāng)氣速很低時(shí),由于定距片的作用,閥片與塔板呈點(diǎn)接觸而坐落在閥孔上,在一定程度上可防止閥片與板面的粘結(jié)。浮閥的類(lèi)型很多,國(guó)內(nèi)常用的F1型、V-4型及T型等 。


優(yōu)點(diǎn):

  • 生產(chǎn)能力大;

  • 操作彈性大;

  • 塔板效率較高,;

  • 塔板結(jié)構(gòu)及安裝較泡罩簡(jiǎn)單,重量較輕 。


缺點(diǎn):

  • 在氣速較低時(shí),仍有塔板漏液,故低氣速時(shí)塔板效率有所下降;

  • 浮閥閥片有卡死和吹脫的可能,這會(huì)導(dǎo)致操作運(yùn)轉(zhuǎn)及檢修的困難;

  • 塔板壓力降較大,妨礙了它在高氣相負(fù)荷及真空塔中的應(yīng)用。


3
篩板塔

篩板塔也是應(yīng)用歷史較久的塔型之一,與泡罩塔相比,篩板塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,篩板塔結(jié)構(gòu)及氣液接觸狀況如下圖所示。篩板塔塔盤(pán)分為篩孔區(qū)、無(wú)孔區(qū)、溢流堰及降液管等部分。



優(yōu)點(diǎn):

  • 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造和維修方便,相同條件下生產(chǎn)能力高于浮閥塔;

  • 塔板壓力降較低,適用于真空蒸餾;

  • 塔板效率較高,但稍低于浮閥塔;

  • 具有較高的操作彈性,但稍低于泡罩塔。


缺點(diǎn):小孔徑篩板易堵塞,不適于處理臟的、粘性大的和帶固體粒子的料液。


4
舌形塔及浮動(dòng)舌形塔

(1)舌型塔盤(pán)產(chǎn)生的原因


一般情況下,塔盤(pán)上氣流垂直向上噴射(如篩板塔),這樣往往造成較大的霧沫夾帶,如果使氣流在塔盤(pán)上沿水平方向或傾斜方向噴射,則可以減輕夾帶,同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)傾斜角度還可以改變液流方向,減小液面梯度和液體返混。


(2)舌形塔


舌型塔應(yīng)用較早的一種斜噴型塔。氣體通道為在塔盤(pán)上沖出的以一定方式排列的舌片。舌片開(kāi)啟一定的角度,舌孔方向與液流方向一致,如下圖[a]所示。




舌形塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝檢修方便,但這種塔的負(fù)荷彈性較小,塔板效率較低,因而使用受到一定限制。


舌孔有兩種,三面切口[上圖(b)]及拱形切口[上圖(c)]。通常采用三面切口的舌孔。舌片的大小有25mm和50mm兩種,一般采用50mm[如上圖(d)],舌片的張角常用20°


(3)浮動(dòng)舌形塔


浮動(dòng)舌形塔是20世紀(jì)60年代研制的一種定向噴射型塔板。它的處理能力大,壓降小,舌片可以浮動(dòng)。因此,塔盤(pán)的霧沫夾帶及漏液均較小,操作彈性顯著增加,板效率也較高,但其舌片容易損壞。


浮動(dòng)舌片的結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖 ,其一端可以浮動(dòng),最大張角約20°。舌片厚度一般1.5mm,質(zhì)量約為20g。




4
穿流式柵板塔

穿流式柵板塔(如下圖)屬于無(wú)溢流堰裝置的板式塔,在工業(yè)上也得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)塔盤(pán)上所開(kāi)的柵縫或篩孔,分別稱為穿流式柵板塔或穿流式篩板塔。這種塔沒(méi)有降液管,氣液兩相同時(shí)相向通過(guò)柵縫或篩孔。操作時(shí)蒸氣通過(guò)孔縫上升進(jìn)入液層,形成泡沫;與蒸氣接觸后的液體不斷地通過(guò)孔縫流下。


優(yōu)點(diǎn) :

  • 由于沒(méi)有降液管,所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工容易、安裝維修方便,投資少;

  • 因節(jié)省了降液管所占的塔截面(一般約為塔盤(pán)截面的15%~30%),允許通過(guò)更多的蒸氣量,因此生產(chǎn)能力比泡罩塔大20%~100%;

  • 因?yàn)樗P(pán)上開(kāi)孔率大,柵縫或篩孔處的壓力降較小,比泡罩塔低40%~80%,可用于真空蒸餾。


其缺點(diǎn)是:

  • 塔板效率比較低,比一般板式塔低30%~60%,但因這種塔盤(pán)的開(kāi)孔率大,氣速低,形成的泡沫層高度較低,霧沫夾帶量小,所以可以降低塔板的間距,在同樣分離條件下,塔總高與泡罩塔基本相同;

  • 操作彈性較小,能保持較好的分離效率時(shí),塔板負(fù)荷的上下限之比約為2.5~3.0。


5
導(dǎo)向篩板塔

導(dǎo)向篩板塔盤(pán)的結(jié)構(gòu)如下圖所示。




它是在普通篩板塔盤(pán)上進(jìn)行了兩項(xiàng)改進(jìn),其一是在篩板上開(kāi)設(shè)了一定數(shù)量與液流方向一致的導(dǎo)向孔;其二是在液體進(jìn)口區(qū)設(shè)置了鼓泡促進(jìn)裝置。


利用導(dǎo)向孔噴出的氣流推動(dòng)液體,既可減少液面落差,又可通過(guò)適當(dāng)安排的導(dǎo)向孔來(lái)改善液流分布的狀況,減少液體返混,從而提高塔板效率,并且導(dǎo)向孔氣流與篩孔氣流合成了拋物線型的氣流,可減少霧沫夾帶。


鼓泡促進(jìn)裝置使塔盤(pán)進(jìn)口區(qū)的液層變薄,可避免漏液,因而易于鼓泡,從而使整個(gè)鼓泡區(qū)內(nèi)氣體分布均勻,故可增大處理能力和減少塔板壓力降。


小七總結(jié):


板式塔的比較:各種板式塔的比較是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題。但就生產(chǎn)能力、塔板效率、操作彈性、壓力降及造價(jià)等方面來(lái)看,浮閥塔在蒸氣負(fù)荷、操作彈性、塔板效率方面與泡罩塔相比都具有明顯優(yōu)勢(shì),因而目前獲得了廣泛應(yīng)用。篩板塔的壓降小、造價(jià)低、生產(chǎn)能力大,除操作彈性較小外,其余均接近浮閥塔,故應(yīng)用也較廣。柵板塔操作范圍較窄,塔板效率隨負(fù)荷變化較大,應(yīng)用受到一定限制。



B 塔盤(pán)結(jié)構(gòu)



板式塔的塔盤(pán)分為溢流式和穿流式兩類(lèi),二者之間的區(qū)別就在于溢流式塔盤(pán)有降液管,而流式塔盤(pán)上的氣液兩相同時(shí)通過(guò)塔盤(pán)上的孔道流動(dòng), 考慮到溢流式塔盤(pán)是煉油廠主要使用形式,今天主要介紹溢流式塔盤(pán)結(jié)構(gòu)。


溢流式塔盤(pán)由氣液接觸元件、塔板、降液管及受液盤(pán)、溢流堰等構(gòu)成


1
塔盤(pán)的分類(lèi)

塔盤(pán)按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為整塊式塔盤(pán)和分塊式塔盤(pán)。當(dāng)塔徑DN≤700mm時(shí),采用整塊式塔盤(pán);塔徑DN≥800mm時(shí)宜采用分塊式塔盤(pán)。


(1)整塊式塔盤(pán)


整塊式塔盤(pán)根據(jù)組裝方式不同可分為定距管式及重疊式兩類(lèi)。采用整塊式塔盤(pán)時(shí),塔體由若干個(gè)塔節(jié)組成,每個(gè)塔節(jié)中裝有一定數(shù)量的塔盤(pán),塔節(jié)之間采用法蘭連接。


(2)分塊式塔盤(pán)


直徑較大的板式塔,為便于制造、安裝、檢修,可將塔盤(pán)板分成數(shù)塊,通過(guò)人孔送入塔內(nèi),裝在焊于塔體內(nèi)壁的塔盤(pán)支承件上。分塊式塔盤(pán)的塔體,通常為焊制整體圓筒,不分塔節(jié)。


2
降液管

作用:使夾帶氣泡的液流進(jìn)入降液管后具有足夠的分離空間,能將氣泡分離出來(lái),從而僅有清液流往下層塔盤(pán)。


降液管的結(jié)構(gòu)型式可分為圓形降液管和弓形降液管兩類(lèi) 。圓形降液管通常用于液體負(fù)荷低或塔徑較小的場(chǎng)合,弓型降液管適用于大液量及大直徑的塔 。


3
受液盤(pán)

為了保證降液管出口處的液封,在塔盤(pán)上設(shè)置受液盤(pán),受液盤(pán)有平型和凹型兩種(見(jiàn)下圖)。受液盤(pán)的型式和性能直接影響到塔的側(cè)線取出、降液管的液封和流體流入塔盤(pán)的均勻性等。平型受液盤(pán)適用于物料容易聚合的場(chǎng)合 ;當(dāng)液體通過(guò)降液管與受液盤(pán)的壓力降大于25mm水柱,或使用傾斜式降液管時(shí),應(yīng)采用凹型受液盤(pán)。



4
溢流堰及進(jìn)口堰

溢流堰有保持塔盤(pán)板上一定液層高度和促使液流均勻分布的作用。采用平型受液盤(pán)時(shí),為使上層塔板流入的液體能在塔盤(pán)上均勻分布,并為了減小入口液流的沖力,常在液體進(jìn)口處設(shè)置進(jìn)口堰。



二、填料塔

A 填料



填料是填料塔的核心內(nèi)件,它為氣-液兩相充分接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)提供了表面積??煞譃樯⒀b填料和規(guī)整填料兩大類(lèi)。



1
散裝填料

a 環(huán)形填料:拉西環(huán)填料、 鮑爾環(huán)填料 、階梯環(huán)填料


b 鞍形填料:弧鞍填料 、矩鞍填料 、改進(jìn)矩鞍填料


c 金屬鞍環(huán)填料


2
規(guī)整填料

根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為絲網(wǎng)波紋填料及板波紋填料


B 填料的支撐裝置



填料的支承裝置安裝在填料層的底部。其作用是防止填料穿過(guò)支承裝置而落下;支承操作時(shí)填料層的重量;保證足夠的開(kāi)孔率,使氣液兩相能自由通過(guò)。


1
柵板型支承

支承柵板是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、最常用的填料支承裝置(如下圖)。




它由相互垂直的柵條組成,放置于焊接在塔壁的支撐圈上。這種支承裝置廣泛用于規(guī)整填料塔。用于散裝填料時(shí),柵板上先放置一盤(pán)板波紋填料,然后再裝填散裝填料。避免散裝填料直接亂堆在柵板上, 將空隙堵塞從而減少其開(kāi)孔率。


2
氣液分流型支承

氣液分流型支承屬于高通量低壓降的支承裝置。其特點(diǎn)是為氣體及液體提供了不同的通道,避免了柵板式支承中氣液從同一孔槽中逆流通過(guò)。這樣既避免了液體在板上的積聚,又有利于液體的均勻再分配。有駝峰式支承裝置 (上圖)孔管式填料支承裝置 (下圖)



C 填料塔的液體分布器



液體分布器安裝于填料上部,它將液相加料及回流液均勻地分布到填料的表面上,形成液體的初始分布。在填料塔的操作中,因?yàn)橐后w的初始分布對(duì)填料塔的影響最大,所以液體分布器是填料塔最重要的塔內(nèi)件之一。


液體分布器根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式,可分為管式、槽式、噴灑式及盤(pán)式。


D 液體收集再分布器


1
填料層分段

當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí),有流向器壁形成“壁流”的傾向,結(jié)果使液體分布不均,降低傳質(zhì)效率,嚴(yán)重時(shí)使塔中心的填料不能被潤(rùn)濕而形成“干錐”。


為了提高塔的傳質(zhì)效率,填料必須分段,在各段填料之間,安裝液體收集再分布裝置。


其作用有二:一是收集上一填料層的液體,并使其在下一填料層均勻分布;二是當(dāng)塔內(nèi)氣、液相出現(xiàn)徑向濃度差時(shí),液體收集再分布器將上層填料流下的液體完全收集、混合,然后分布到下層填料,并將上升的氣體均勻分布到上層填料以消除各自的徑向濃度差。


4
典型結(jié)構(gòu)

(1)分配錐

用于小塔,僅能裝在填料層的分段之間,作為壁流收集器使用。改進(jìn)分配錐可裝在填料層里,收集壁流并進(jìn)行液體再分布用于直徑大于600mm塔。


(2)多孔盤(pán)式再分布器

多孔盤(pán)式再分布器(圖3-49)也可作為液體分布器使用。為了與氣體噴射式支承板相配合,故采用長(zhǎng)方形升氣管分布盤(pán)上的孔數(shù)按噴淋點(diǎn)數(shù)確定,孔徑為φ3~10mm。升氣管的尺寸應(yīng)盡可能大,其底部常鋪設(shè)金屬網(wǎng),以防填料吹進(jìn)升氣管中。


這種裝置用作再分布器時(shí),為了防止上一層填料層來(lái)的液體直接流入升氣管,應(yīng)在升氣管上設(shè)帽蓋,帽蓋離升氣管上緣40mm以上。


(3)斜板復(fù)合再分布器

斜板復(fù)合式再分布器是把支承板、收集器、再分布器結(jié)合在一起(下圖),可以減小塔的高度。其導(dǎo)流-集液板同時(shí)當(dāng)作支承板使用,而分布槽既是收集器又是再分布器。匯集于環(huán)形槽中的壁流液體,從圓筒上的開(kāi)孔流入分布糟,與由斜板導(dǎo)入分布槽的液體一起,通過(guò)槽底的分布孔重新均布。


當(dāng)液體負(fù)荷較大時(shí),分布槽內(nèi)的溢流管也參加工作,從而可以適應(yīng)較大的液體流量變化,同時(shí)又增加了液體的噴淋點(diǎn)數(shù),因而能取得良好的分布效果。


E 填料的壓緊和限位裝置


1
填料壓緊器

填料壓緊器又稱填料壓板。將其自由放置于填料層上部,靠其自身的重量壓緊填料。當(dāng)填料層移動(dòng)并下沉?xí)r,填料壓板即隨之一起下落,故散裝填料的壓板必須有一定的重量。


常用的填料壓緊板有柵條式和網(wǎng)板式填料壓板,均可制成整體式或分塊結(jié)構(gòu),視塔徑大小及塔體結(jié)構(gòu)而定。


2
填料限位器

填料限位器又稱床層定位器,用于金屬、塑料制成的散裝填料及所有規(guī)整填料。


它的作用是防止高氣速、高壓降或塔的操作出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí),填料向上移動(dòng)而造成填料層出現(xiàn)空隙,從而影響塔的傳質(zhì)效率。


對(duì)于金屬及塑料制成的散裝填料,可采用如下圖所示的網(wǎng)板結(jié)構(gòu)作為填料限位器。因?yàn)檫@種填料具有較好的彈性,且不會(huì)破碎,故一般不會(huì)出現(xiàn)下沉,所以填料限位器需要固定在塔壁上。對(duì)于小塔,可用螺釘將網(wǎng)板限位器的外圈頂于塔壁,對(duì)于大塔,則用支耳固定。


對(duì)于規(guī)整填料,因具有比較固定的結(jié)構(gòu),因此限位器也比較簡(jiǎn)單,使用柵條間距為100~500mm的柵板即可。


四、塔設(shè)備的載荷種類(lèi)及對(duì)強(qiáng)度的影響


塔設(shè)備載荷分析


1、壓力載荷

2、質(zhì)量載荷

3、風(fēng)載荷

4、地震載荷

5、偏心載荷


載荷對(duì)塔設(shè)備強(qiáng)度影響分析


1、壓力載荷:內(nèi)壓塔操作時(shí)或水壓試驗(yàn)時(shí),塔體橫截面均產(chǎn)生軸向拉應(yīng)力;減壓塔操作時(shí)塔體橫截面均產(chǎn)生軸向壓應(yīng)力。


2、質(zhì)量載荷:對(duì)塔體及裙座的橫截面均產(chǎn)生壓應(yīng)力,隨橫截面位置下移而增大。


3、風(fēng)載荷:水平風(fēng)力使塔產(chǎn)生彎矩,導(dǎo)致塔的橫截面迎風(fēng)側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力,被風(fēng)側(cè)產(chǎn)生壓應(yīng)力。風(fēng)載荷隨著標(biāo)高的增高而升高,而截面的彎矩和應(yīng)力隨截面位置下移而增大。


4、地震載荷:水平地震力對(duì)塔破壞最嚴(yán)重,對(duì)塔體產(chǎn)生彎矩,使塔體橫截面的一側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力,另一側(cè)產(chǎn)生壓應(yīng)力。


5、偏心載荷:對(duì)塔體產(chǎn)生彎矩,使塔體的橫截面一側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力,另一側(cè)產(chǎn)生壓應(yīng)力。


塔設(shè)備常見(jiàn)腐蝕部位、形態(tài)及腐蝕原因

1

HCl-H2O腐蝕

腐蝕部位:常壓塔頂五層塔盤(pán),塔體,部分揮發(fā)線及常壓塔頂冷凝冷卻系統(tǒng);減壓塔部分揮發(fā)線和冷凝冷卻系統(tǒng)。


腐蝕形態(tài):碳鋼部件的全面腐蝕、均勻減??;Cr13鋼的點(diǎn)蝕以及1Cr18Ni9Ti不銹鋼為氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。


腐蝕原因:原油中含有的氯鹽加熱到120℃ 以上時(shí),開(kāi)始水解生成HCl,在塔頂?shù)蜏夭课挥鏊涡纬甥}酸,成為腐蝕性極強(qiáng)的稀鹽酸腐蝕環(huán)境。與設(shè)備本體發(fā)生化學(xué)腐蝕。有硫化氫存在時(shí)進(jìn)一步加劇腐蝕。


防護(hù)措施:以工藝防護(hù)為主,材料防腐為輔。工藝防護(hù)即“一脫四注”:原油深度脫鹽,脫鹽后原油注堿、塔頂餾出線注氨(或胺)、注緩蝕劑、注水。該項(xiàng)防腐措施的原理是除去原油中的雜質(zhì),中和已生成的酸性腐蝕介質(zhì),改變腐蝕環(huán)境和在設(shè)備表面形成防護(hù)屏障。材料防腐即在工藝防護(hù)基礎(chǔ)上,提高材料等級(jí),選用20R+0Cr13復(fù)合板制造常壓塔頂5層塔盤(pán)部位殼體。

2

S-H2S-RSH腐蝕


高溫硫腐蝕部位:焦化分餾塔底系統(tǒng)最嚴(yán)重,蒸餾減壓塔底系統(tǒng)次之,催化分餾塔底系統(tǒng)又次之。


腐蝕形態(tài):化學(xué)腐蝕,均勻減薄


腐蝕原因:硫化氫、硫醇和單質(zhì)硫在350~400 ℃都能與金屬直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而且硫化氫在340~400 ℃分解出來(lái)的元素硫有更強(qiáng)的活性,使腐蝕更為激烈。


防護(hù)措施:主要是選用耐蝕鋼材。如20R+0Cr13復(fù)合板

3

RCOOH(環(huán)烷酸)腐蝕


腐蝕部位:減壓爐出口轉(zhuǎn)油線、減壓塔進(jìn)料段以下部位為重。常壓爐出口轉(zhuǎn)油線及常壓爐進(jìn)料段次之。焦化分餾塔集油箱部位又次之。


腐蝕形態(tài):遭受腐蝕的鋼材表面光滑無(wú)垢,位于介質(zhì)流速低的部位腐蝕僅留下尖銳的孔洞;高流速部位的腐蝕則出現(xiàn)帶有銳邊的坑蝕或蝕槽。


腐蝕原因:環(huán)烷酸在低溫時(shí)腐蝕不強(qiáng)烈。一旦沸騰,特別是在高溫?zé)o水環(huán)境中,腐蝕最為激烈:

2RCOOH+Fe----àFe(RCOO)2+H2

當(dāng)酸值大于0.5mg KOH/g原油,溫度在270~280 ℃和350~400 ℃時(shí),環(huán)烷酸腐蝕最嚴(yán)重。


防護(hù)措施:主要是選用耐蝕鋼材,如316L等;設(shè)備管道以及爐管彎頭內(nèi)壁焊縫應(yīng)磨平,保持內(nèi)壁光滑,防止預(yù)生渦流而加劇腐蝕;適當(dāng)加大爐出口轉(zhuǎn)油線管徑,降低流速。

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氫氟酸的腐蝕


腐蝕部位:主要是烷基化裝置內(nèi)與介質(zhì)接觸的設(shè)備及管道,以洗化廠烷基苯裝置為主。


腐蝕形態(tài):為均勻腐蝕;氫鼓泡和氫脆;應(yīng)力腐蝕和縫隙腐蝕4種。


腐蝕原因:氫氟酸對(duì)金屬材料的腐蝕是電化學(xué)腐蝕,其腐蝕是按電化學(xué)過(guò)程進(jìn)行,即陽(yáng)極產(chǎn)生金屬溶解(均勻腐蝕)陰極析出氫,導(dǎo)致氫鼓泡、氫脆及應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。


防護(hù)措施:

a、材料選用 碳鋼在65 ℃以下,濃度大于75%的氫氟酸介質(zhì)中油較好的抗腐蝕性能,但應(yīng)選用鎮(zhèn)靜鋼板。在溫度大于71 ℃且低于136 ℃時(shí),任意濃度的氫氟酸介質(zhì)中均可適用于蒙乃爾合金,但當(dāng)介質(zhì)帶有氧或鐵鹽等有害雜質(zhì)時(shí)期耐蝕性能就有所降低。


b、制造的特殊要求 凡是和氫氟酸介質(zhì)接觸的碳鋼、蒙乃爾設(shè)備焊接后應(yīng)經(jīng)消除應(yīng)力熱處理。焊縫硬度不應(yīng)大于HB235.


塔設(shè)備運(yùn)行中常見(jiàn)故障及處理方法



劇烈振動(dòng)


在風(fēng)力作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)振動(dòng)會(huì)使塔設(shè)備產(chǎn)生共振,輕者使塔產(chǎn)生嚴(yán)重彎曲、傾斜,塔板效率下降,影響塔設(shè)備的正常操作,重者使塔設(shè)備導(dǎo)致嚴(yán)重破壞,造成事故。


處理措施:

(1)采用擾流裝置

合理地布置塔體上的管道、平臺(tái)、扶梯和其他的連接件可以消除或破壞卡曼旋渦的形成。在沿塔體周?chē)附右恍┞菪桶蹇梢韵郎u的形成或改變旋渦脫落的方式,進(jìn)而達(dá)到消除過(guò)大振動(dòng)的目的。此方法在某些裝置上已成功應(yīng)用。螺旋板焊接在塔頂部1/3塔高的范圍內(nèi),它的螺距可取為塔徑的5倍,板高可取塔徑的1/10。


(2)增大塔的阻尼

增加塔的阻尼對(duì)控制塔的振動(dòng)起著很大的作用。當(dāng)阻尼增加時(shí)塔的振幅會(huì)明顯下降,當(dāng)阻尼增加到一定數(shù)值后,振動(dòng)會(huì)完全消失。塔盤(pán)上的液體或塔內(nèi)的填料都是有效的阻尼物。研究表明,塔盤(pán)上的液體可以將振幅減小10%左右。


底腳螺栓松動(dòng)


由于底腳螺栓隨著風(fēng)向的變化承受著交變應(yīng)力,容易發(fā)生螺帽松動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生脫落,危及設(shè)備本體安全。


處理措施:加強(qiáng)日常檢查,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。


裙座焊縫開(kāi)裂


裙座焊縫位置較低,承受較大的風(fēng)彎矩,在交變應(yīng)力作用下,極易發(fā)生焊縫開(kāi)裂,甚至裙座與塔體分離,造成惡性事故。


處理措施:保證制造質(zhì)量,消除焊接缺陷,加強(qiáng)日常檢查,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。