一種板式精餾塔的管口方位設計理念

郭曉瑩

(中海油石化工程有限責任公司，山東 濟南　250010)

某芳烴抽提裝置采用“兩頭一尾”的工藝組合，原料分別為來自裂解汽油加氫裝置的裂解汽油脫戊烷油和催化重整裝置(Ⅱ)的重整汽油脫戊烷油。裝置由裂解汽油預分餾(A系列)、裂解汽油芳烴抽提(A系列)、重整汽油預分餾(B系列)、重整汽油芳烴抽提(B系列)、芳烴精餾及配套公用工程部分組成。在設備布置方面，采用南北分別為A系列和B系列，中間為公用工程管廊的設備布置方案。其中，A系列脫庚烷塔位于流程上游，宜布置在物料進界區附近，其再沸器縱向布置于塔的東側，如圖1。

1　塔盤方位的確定

板式塔的塔盤與管口的相對位置息息相關，以回流口為例，回流液體進塔后不應直接進入降液管，以保證回流口所在塔盤的分離效率，這就決定了回流口的方位要受限于塔盤溢流堰的形式、降液管的方位(即塔盤方位)等因素。反過來說，某些重要的管口位置也可制約塔盤的方位，如再沸器返回口。

本裝置脫庚烷塔共66塊塔盤，其中第1#到33#為單溢流塔盤，34#到66#為雙溢流塔盤，塔盤結構如圖2。根據塔盤的內部結構可知，再沸器返回口宜平行于66#塔盤的降液管布置。

圖1　脫庚烷塔的設備布置

圖3　塔和再沸器工藝管道配管

而與再沸器返回口相連的管道操作溫度高、直徑大，管道自身熱應力大，需設置自然補償以滿足應力吸收；再加上布置的空間通常有限，還需結合釜液抽出管道綜合布置，在實際的配管中往往只有微量的調整余地。因而在設計中宜優先考慮塔和再沸器之間的管道布置，結合設備布置和應力分析結果，確定再沸器返回口管口方位，進而確定塔盤的方位。經應力分析后，再沸器和塔之間管道走向如圖3所示。

圖4　塔盤方位

由此確定了34#到66#塔盤的方位,如圖4。可見，確定好對布置要求最高的再沸器返回口的方位，在塔盤方位設計工作中至關重要。而33#塔盤降液管應垂直于34#塔盤的降液管布置，可布置于塔的南側或北側。結合回流口的位置(在第2部分詳述)，將1#到33#奇數塔盤的方位定在塔的北側。

2　進料口和回流口的方位

進料口和回流口的布置上有相似之處，都要求液體進入塔內后落在塔板上，而不是流入降液管內。因而按照塔內結構，圖3所示，進料口宜平行于34#塔盤降液板布置，回流口宜布置于1#塔盤降液管的對側，此外考慮到塔的配管側位于塔的左下角，為方便配管，將回流口和進料口都布置于塔的南側，如圖5所示。因而1#塔盤降液板也就確定為在塔的北側，從而確定了奇數塔盤的合理方位。

圖5　回流口和進料口方位

3　人孔方位的確定

塔盤方位確定后，人孔的方位布置原則一是人員進去不踩空，二是朝向吊裝檢修側，三是不與塔內部件碰撞，四是盡量布置在一個方位。本裝置脫庚烷塔有5個人孔，其中位于單溢流塔盤上的2個，雙溢流塔盤上的2個，塔釜一個。單溢流、雙溢流塔盤人孔和塔盤的相對位置如圖6所示，陰影部分為理論布置范圍。

圖6人孔方位的確定

按照人孔方位盡量統一的原則，結合吊裝檢修區的位置，將人孔的方位確定為塔的右下角。

4　液位計及溫度計的方位

液面計和液面調節器的管口應布置在便于觀察、檢查的位置，且液面應不受流入液體沖擊的影響。不宜布置在進料或重沸器返回管口正對面60°范圍之內，液位調節器應優先于液位計考慮布置在最合適的液位測量位置。液面調節變送器應設在平臺或梯子操作方便的地方，站在梯子上操作的液位調節器和液位計宜安裝在梯子的右側，如圖7。

圖7　液位計的布置

對于溫度計或熱電偶，應確認測量溫度是液相還是氣相溫度后，再進行布置。溫度計管口不得與降液管及其他內件碰撞，此外為了抽出熱電偶，其開口前方應保證600mm 的最小空間。

5　平臺及梯子的設計

塔平臺和梯子是為檢修和操作而設計，塔平臺的布置要求能覆蓋所有的設備管口，便于后期拆卸或隔離。梯子則更多的采用安全且又方便的側進式。

6　結語

綜合來說，高效的出具塔設備的管口方位，應考慮必要的優先順序：

(1)優先考慮塔和再沸器相連管道的布置，確定好再沸器返回口的方位，并以此為據確定塔下部塔盤的方位。在較為復雜的塔中，還應考慮塔釜集液槽、擋板的影響。

(2)重點結合回流口及進料口的內部結構，確定上部塔盤的方位。

(3)在塔盤方位確定的基礎上，根據塔內部構造及工藝、管道布置、操作檢修的要求，確認人孔、液位計等管口方位，并在此過程中完成塔的平臺及梯子等輔助設施的設計。

依據這個思路，抓住關鍵因素，極大的提高了管口方位設計成功率，避免了因管口方位達不到配管要求引起的反復修改，縮短了工期。