液硫輸送過程中遇到的問題及應對措施

周志杰,呂曉明,陳書寧,潘濤,王志華,林杭,張曉兵

(中國石化中原油田普光分公司天然氣凈化廠,四川,達州,636156)

液硫輸送過程中遇到的問題及應對措施

周志杰,呂曉明,陳書寧,潘濤,王志華,林杭,張曉兵

(中國石化中原油田普光分公司天然氣凈化廠,四川,達州,636156)

液硫在輸送過程中會發生管線、泵凝固和泄漏,本文簡單介紹了液硫貯運過程中的保溫措施以及凝固、泄漏情況下的應急處理方式。

液硫泵;管線;凝固;泄露;預防措施;保溫;節能

1 硫磺的性質

硫磺是一種其物理性質隨溫度而顯著變化的元素。硫磺在常溫下是固體,液硫的流動性隨著溫度的升高而增強,直到溫度達到 155～160℃為止。此時液硫會通過八原子硫環的互連而形成長鏈硫分子,黏度隨之急劇增加,以致泵送操作非常困難。所以,溫度過高或過低時液硫粘度都要急劇增加,在液硫儲存輸送過程中要密切關注溫度,防止溫度過高或過低影響粘度。液硫通常在 140-145℃下由管道輸送。管道伴熱系統將整個管道內的液硫平均溫度保持在 135-140℃。硫磺的最低輸送溫度要求為 122～125℃,因此在正常操作期間有 13～15℃的安全裕量。

2 罐內液體硫磺的保溫節能措施

根據硫磺的性質知道,在 130-155℃的范圍內,液體硫磺粘度較小,流動性好,故罐內液體硫磺的適宜溫度為 130-150℃。液體硫磺罐的熱損失主要取決于保溫質量和液硫儲罐的外表面積。合理計算液硫儲罐的最大熱損失和加熱盤管的換算面積,采用合適的保溫材料,是保證罐內硫磺溫度的有效措施。為確保硫磺液相儲存,在罐底、罐壁、罐頂設置加熱器,加熱器的型式和傳熱面積應根據儲罐的大小進行設置。同時在頂蓋上均勻設置排氣管,每根排氣管都設有保溫夾套,以防止硫磺蒸氣冷凝結塊而堵塞管道。液體硫磺儲罐頂蓋處還應設置了消防管線,以備硫磺意外著火用。參考國內 5500t液體硫磺儲罐是把液硫儲罐基礎抬高至 3.2 m(國內同類裝置基礎高 0.2～0.3 m高),自然地面距儲罐底出口留出裝車高度,用液位自動裝車,不用泵裝車可節省泵的投資及維修更新的費用,但基礎抬高給結構選型帶來一定難度。可以根據該地段的地質勘探,采用回填土或者樁結構,上部鋼筋砼承臺梁頂面與自然地面水平。地面以上為周邊鋼筋砼環墻,中間承臺梁上砌 370mm磚墻,頂面為鋼筋砼板。該結構形式經濟、合理、安全可靠而且施工工期較短。

3 輸送過程中防液硫凝固以及應急措施

硫磺管線輸送的關鍵在于管線的伴熱溫度與保溫措施,目前較為常用的有電伴熱、蒸汽伴熱。較長管線一般采用的是蒸汽夾套保溫。采用電伴熱還是蒸汽伴熱,應看具體使用的場合。電伴熱是近幾年才出現的,由于其造價相對蒸汽夾套保溫昂貴,技術要求較為苛刻,一般用在短距離輸送,或直接用于液硫泵進出口處,以保證液硫在泵前后不發生凝固。在技術上還需進一步提高,在工廠中,還是以蒸汽伴熱為主。防止液硫泵發生硫磺凝固,蒸汽夾套管應以 0.3-0.4MPa低壓蒸汽常開,溫度控制在 135～145度,此時硫磺流動性最好。盡量采用多段給汽,加汽站與排凝站并用,保證管線進氣、排凝順暢,同時管線不要太長。在給汽前,先將管線內的存水掃凈再使用,而且平時加強注意巡檢。

4 夾套管線的防泄漏以及應對措施：

天然氣凈化廠液硫夾套管線的主管內壁受液態硫、硫蒸汽的腐蝕,使管壁減薄或出現裂紋而發生泄漏,而夾套管外管道維修及整改的設計方案、施工措施是否合理、操作正確與否是極其重要的因素,因此預防管線泄露就是要做好管線的防腐。夾套管線防泄露措施：(1)整改與維修時的設計方案與措施的合理。(2)維修、整改時必須要有相關的措施,嚴把制作、焊接、安裝的質量關,搞好保溫和維護工作。(3)操作人員必須嚴格執行工藝操作規程。硫磺夾套管線主管出現泄漏后,應及早處理,否則可能使夾套被硫磺堵塞,造成液硫管道報廢。尋找漏點是最重要又極其麻煩的事,如果管線較長,一般采用分段排除法查找漏點。維修和操作要點：(1)根據設計方案訂出合理的維修施工方案和措施,轉彎處應盡量少用,而采用三通加法蘭堵的連接方式。(2)夾套管線主管應盡量采用耐硫鋼材,管件如三通、大小頭等應使用沖壓件。管材、管件的材料應按設計要求進行嚴格檢驗,鋼管內表面光潔度應符合規定要求,凹陷或銹蝕不應超過管壁負偏差,管件的主要尺寸偏差應符合有關規定。(3)制作安裝時要嚴格按技術規程施工,坡度應符合設計要求;管中心線應保持在一條直線上,防止出現繞度、幾何夾角和轉角彎曲應力的產生;接管應防止積液現象;對水平管應高進低出,位置要合理,嚴禁出現死角。(4)同一焊縫的同一部位返修次數對不銹鋼而言不應超過一次,碳鋼不應超過兩次;否則應在焊縫熱影響區切除,重新制作、焊接和檢驗。

[1]陳雪樵,液體硫磺庫簡介.硫酸工業 2000,(2);

[2]屠潞英,液體硫磺儲罐的結構設計.浙江化工 2002,33(3);

[3]喻澤漢,蔣銳君,天然氣凈化廠液硫夾套管線的腐蝕與維修.石油與天然氣化工,2006,35(6)

TQ125.1+1

B

1003-3467(2010)10-0092-01