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炼油与化工
20]4年第3期
REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY
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合成气装置氧气管线选材与脱脂工艺探讨
洪运武
(大庆石化公司乙烯工程指挥部,黑龙江大庆163714)
摘要:根据氧气压缩机与气化炉之间输送氧气管线的操作条件,确定装置的撞击区的材料选择非
铁基材料NO6600合金钢管,其它区域选择304奥氏体不锈钢管。同时探讨了氧气管线焊接施工后
的脱脂处理的工艺方法。
关键词:氧气管线;材料;性能;脱脂
中图分类号:TQ02.115文献标识码:B
文章编号:1671-4962(2014)03-0019-02
合成气装置的氧气由外网通过管道以2.3MPa管线;(2)氧气管线工艺阀门和仪表阀门处
压力通过缓冲罐输送到氧气压缩机,将氧气压力DN100m管线;(3)工艺烧嘴处。
提高到设计压力6.6MPa。然后通过管线输送到气1.4材料特点
化炉烧嘴进入气化炉。选择合适的管道材料、加
氧气管道在选材吋应首先考虑材料的阻燃特
强施工过程的洁净化处理对装置的安全运行极为性,在遇到点火的情况,要求材料本身不燃烧或体
重要。
现出阻燃的性能,不锈钢在氧气的压力、纯度、温
1管线材料的选择
度、合金化学组分不同的条件下,表现的阻燃性也
11影响材料选择的因素
不同。高阻燃的工程用合金为铜、纯镍、镍基合
根据氧气点火机理,管线系统金属、非金属材金,这些合金在任何氧气流速下均有阻燃特性,在
料在选材时要考虑3个因素。压力、温度、气体流一定的压力、温度条件下免除流速限制,能够通过
速的相关工况;撞击区、非撞击区的位置;材料特粒子碰撞或在富氧条件下的点火试压,但是造价
较高。
1.2氧气流速的确定
管线内部洁净程度是保障氧气管线运行时减
根据工艺条件,在质量一定的条件下,流速计少颗粒物产生的必要条件,碳钢管线在加工过程
算公式见(1)式
中容易因表面氧化产生金属颗粒,虽然后期经过
V=4xQ÷[3600x3.14x(D÷1000)3
(1)钝化、吹扫处理,也无法完全避免产生颗粒物。不
式中
流速,m/s;Q一流量,m/h;D一管线直锈钢管线的抗氧化能力强,经过后期酸洗、钝化
s mino
吹扫处理可以达到内部洁净的要求2。
通过计算得知
1.5材料的选择
v2=4×752.9÷[3600×3.14x(200÷100
根据氧气流速V2=6.7m/s,V=18.56m/s,V=
=6.7m/s
8.25m/k可以确定:
V=4x524.7÷[3600×3.14x(100÷10002
(1)外网输送管线材质可以选择碳钢和奧氏
=18.56m/s
体不锈钢。但从内部洁净考虑只选择普通奥氏体
v=4x524.7÷[3600×3.14x(150÷10003
不锈钢。
8.25m/s
(2)管径DN150mm管线非撞击区的px
1.3撞击区和非撞击区的划分
54.5MPam/s小于80MPa?m/k,氧气管线材质可以
使气体流动方向突然改变或产生漩涡的位选择奥氏体不锈钢。
置,从而引起气体中颗粒对管壁的碰撞,这种位置
(3)管径DN100mm管线撞击区的px=12.5
为撞击区,其它位置为非撺击区。
MPa?m/s大于45MPa?m/s,奥氏体不锈钢材质不能
结合工艺流程可以将撞击区确定为3处。
满足工艺要求。
(1)氮塞线与氧气管线的接口处的DN100mm
非撞击区和撞击区的流速选择还需满足撞击
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第25卷
流速曲线的要求,见图1,2
法。脱脂液采用2%氢氧化钠+5%磷酸钠+4%碳酸
钠+89%水的混合溶液。
2-.2脱脂效果
脱脂时要求管线系统试压吹扫结束后进行。
30
首先将氧压机与气化炉的入口通过盲板进行隔
20
离。再利用管线的放空阀门或压力表阀门在位于
低处的氧压机侧引出1条管线与脱脂泵出口连接
0.02.04.06.08.010.012.014.0
作为脱脂液人口线,在位于高处的气化炉侧引出1
压力/MPa
条管线与脱脂槽连接作为回流线,脱脂槽与脱脂
图1非撞击区流速曲线
泵连接1条管线作为泵的入口线,3条管线形成脱
脂系统。
脱脂槽外侧要求缠好电加热带,保证槽内溶
液的温度达到80℃,同时在槽内放置樟脑球,脱脂
0
时观察樟脑球的旋转情况,以不停旋转为合格。
0.0
2,0
6,0
0.0
压力/MPa
并配合每2h对脱脂液进行化验分析的检查,要求
图2撞击区流速曲线
油脂含量小于350mgL
3结束语
从图1,2可以看出,流速在曲线以下的氧气管
线材质可以选择碳钢、不锈钢材料,流速在曲线以
(1)结合氧气管线的点火机理、合适选择材料
上的管线材质只能选取无流速限制材料。因此撞可以有效的避免点火状况的发生。
2)对比碳钢、不锈钢、非铁基合金材料在不
击区的材料选择无流速限制的镍基合金材料。根
据国内外管道制造条件,确定选择ASIM标准的非
同流速下的使用条件,确定入口管线材料选择奥
氏体不锈钢,非撞击区的管线选择不锈钢管。
铁基材料NO600合金钢管。
2氧气管线脱脂工艺
3)管线系统通过密闭碱液循环脱脂的处理
氧气管线施工要求不能接触油脂,因此在施达到了无油脂的要求,满足氧气管线施工后期关
工时操作工人要佩戴干净的手套,同时对管件及
键处理工艺的要求,为氧气管线安全运行提供安
管线进行脱脂处理。脱脂处理是氧气管线施「だ全保障。
制的关键环节,脱脂的效果直接影响氧气系统的
参考文献
运行安全性。
1]薛君玉.氧气站设计规范[S].北比京:中国标准出版社,2007:21-2
_2」中国国家标准管理委员会.深度冷冻法生产氧气及相关气体安全
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技术规程[S.北京:中国标准出版社,2008:37-40
该装置的管件在安装前采用四氯化碳溶剂经[3!高麴氧气管线设计与施工探讨J山西化工,201:31-3
行擦拭脱脂,并用荧光灯检查无油脂为合格心,要4)宋小龙新编中外金属材料手册IM.北京:化学工业出版社,
求波长为320~380mm。
2012:17-19
5]中华人民共和国工业和信息化部石油化工有毒可燃介质钢制管
因为管线较长,无法对管线内部进行擦拭。
道工程施工及验收规范[S].北京:中国标准出版社,2011:49-5
如果釆用管线施工前分段浸泡的方法,无法保证
收稿日期:2014-04-25
施工时是否存在二次污染现象的发生。因此管
作者简介:洪运武,男,工程师,1996年毕业于辽阳石油化工高等专科
线的脱脂采用密闭的外加动力碱液循环脱脂的方学校焊接专业,现从事T程项目管理工作。
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