关于乙烯精馏塔管道设计的探讨

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精馏塔的配管设计

精馏塔的配管设计作者：周东旭来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第08期摘要：介绍了精馏塔在装置工艺流程中的地位和作用以及与相关设备的关系。

详细描述了精馏塔的管道设计。

在管道初步设计中，主要分析了精馏塔的安装高度，喷嘴方向和梯子平台设计以及精馏塔的适用情况，塔内液体液面变化，精馏塔的各种接口配置，以及实验时各种危险注意事项。

在管道的详细设计中，主要分析了精馏塔架上主管道和管架的设计，以及附近塔管架链接情况。

关键词：精馏塔；设备布置；附塔管线；工艺流程；管口方位精馏塔是典型的装置，通常放在冷区，主要包括塔架与塔架设备之间的管道关系，还包括塔架，平台，人孔及塔架各种仪表和阀门的设计。

精馏塔的建筑，操作和维护的要求应该更加人性化。

精馏塔管道初步设计管道专业设计人员应学习如何在塔设备数据表中提取初步设计信息，并根据数据表中的信息尽可能多地构建详细模型。

1 侧面的展开作者以典型的精馏塔为例介绍了塔的侧扩设计方法。

①精馏塔的安排。

为了说明设计方法，首先给出典型的布置，并划分操作区域和确认精馏塔安装高度，即考虑精馏塔的内部压力和塔内流体的重力。

当用泵泵送底部液体时，塔的高度应由泵所需的NPSH和吸入管的压降确定。

塔架的安装高度也应满足底部管道的安装和操作要求，基面一般应高出地面0.2 m；②展开精馏塔的侧面。

精馏塔的侧面根据塔的周长和高度展开，角度是水平轴，托盘是垂直轴，塔的侧面成为坐标图，为下一步安排做好准备喷嘴线和平台。

2 精馏塔的管口布置根据托盘的类型和特性布置喷嘴：①蒸馏塔体上的开口数远远高于其他设备。

应详细了解塔的工艺要求和内部结构，并且操作和维护所需的操作侧和管道可大致分为塔架周围。

在顶盖的中间，安全阀的开口和通风管的开口通常布置在塔顶的气相开口附近，并且通风管的开口也可以布置在精馏塔顶部气相管最高水平段的顶部；②塔的回流口：顶部再循环或中间再循环口通常布置在托盘上方的管道侧面；③进料口：进气口通常设置在塔板上方，与降液管平行，当气流速度高时，应设置分配管。

浅谈乙烯装置精馏塔的控制

（ＳｉｎｏｐｅｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１００１０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｏｒｙｂａｓｉｓｆｏｒｃｕｒｒｅｎｔｆｒａｃｔｉｏｎａｔｏｒｉｓｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄｆｉｒｓｔｌｙ．Ｔｈｅｃｌａｓｓｉｃｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｆｒａｃｔｉｏｎａｔｏｒｏｆｅｔｈｙｌｅｎｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｉｓｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅａｓｏｎｏｆａｄｏｐｔｉｎｇｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｆｏｒｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｆｒａｃｔｉｏｎａｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｉｓｅｘｐｌａｉｎｅｄｗｉｔｈｏｎｅｄｏｍｅｓｔｉｃｅｔｈｙｌｅｎｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎａｓｅｘａｍｐｌｅ．Ｏｔｈｅｒｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｔｈｅｄｅｒｉｖｅｄｍｏｄｅｌｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＰＣ）ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｆｒａｃｔｉｏｎａｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｅｔｈｙｌｅｎｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃｉｓ

乙烯精馏塔管道设计

摘要：在ＤＭＴＯ装置的烯烃分离单元中，乙烯精馏塔作为得到合格的产品乙烯的关键设备之一，合理的设备及管道设计，
是实现连续安全生产的关键。结合某一ＤＭＴＯ装置中乙烯精馏塔的管道设计，介绍了乙烯精馏塔裙座高度的计算及相关影响因素，阐述了低温管道设计要点，并对敷塔管线支吊架设计和平台梯子的设置要点进行了说明。
第４２卷第１５期
２０１４年８月
广
州
化
工
Ｖｏ１．４２Ｎｏ．１５
ＧｕａｎｇｚｈｏｕＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｕ
Ａｕｇ．２０１４
乙烯精馏塔管道设计
（中石化洛阳工程有限公司，河南洛阳４７１００３）
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅＯＣＵｏｆＤＭＴＯｄｅｖｉｃｅ．Ｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｌａｙｏｕｔａｎｄｐｉｐｉｎｇｄｅｓｉｇｎｗａｓｔｈｅｋｅｙｔｏｐｒｏｖｉｄｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓａｆｅｔｙ．ＩｎａｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｆａＤＭＴＯｄｅｖｉｃｅ，ｔｈｅｅｓｓｅｎｔｉａｌｓｉｎｔｈｅｐｉｐｉｎｇｄｅｓｉｇｎｏｆｅｔｈｙｌｅｎｅｒｅｃｔｉｆｙｉｎｇｃｏｌｕｍｎｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｔｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｔｏｗｅｒｓｋｉｒｔｈｅｉｇｈｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｒｅｌａｔｅｄｉｎｌｆｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓ，ｔｈｅｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｉｐｉｎｇｄｅｓｉｇｎｋｅｙｐｏｉｎｔｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅａｔｔａｃｈｉｎｇｔｏｗｅｒｐｉｐｉｎｇｓｕｐｐｏｔｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｎｄｐｌａｔｆｏｒｍｌａｄｄｅｒｓｓｅｔｔｉｎｇｗｅｒｅｅｘｐｏｕｎｄｅｄ。Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｔｈｙｌｅｎｅｒｅｃｔｉｆｙｉｎｇｃｏｌｕｍｎ；ｔｏｗｅｒｓｋｉｒｔｈｅｉｇｈｔｓ；ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｉｐｉｎｇ；ｓｕｐｐｏｒｔ

乙烯——乙烷精馏装置设计

乙烯——乙烷精馏装置设计乙烯和乙烷是两种非常重要的烃类化合物，它们在石化行业中具有广泛的应用。

乙烯作为一种重要的原料，广泛用于制造塑料、橡胶、合成纤维等。

而乙烷则常用作能源和燃料。

为了有效地分离乙烯和乙烷，需要设计一套乙烯-乙烷精馏装置。

乙烯-乙烷精馏装置是通过馏分精馏原理实现分离的。

馏分精馏是利用物质的不同沸点来将其分离的方法。

乙烯和乙烷的沸点有一定的差异，可以通过精馏来获得纯度较高的乙烯和乙烷。

乙烯-乙烷精馏装置主要由以下几个部分组成：进料装置、精馏塔、冷却器、回流器、分离器和产品收集器等。

首先是进料装置。

乙烯和乙烷可以通过管道输送到进料装置，然后进入精馏塔。

精馏塔是乙烯-乙烷精馏的主要操作单元。

精馏塔一般是一个垂直筒状的容器，内部设置有多个塔板。

塔板上有孔洞，可以通过增加塔板的层数来增加乙烯和乙烷的分离效果。

精馏塔内部还设有回流器和分离器。

回流器用来控制乙烯和乙烷的循环流动，以增加塔板上的液相浓度。

分离器则用来分离乙烯和乙烷的上部和下部产品。

冷却器是用来冷却馏分中的汽相，以使其冷凝为液相。

通过冷却器的冷却作用，可以分离乙烯和乙烷的汽相，使其变为液体，然后漏斗或者分离器将乙烯和乙烷分离。

产品收集器用来收集输出的乙烯和乙烷产品。

乙烯和乙烷的纯度可以通过控制精馏塔的操作参数来调整，例如塔底温度、馏出液的回流比等。

乙烯-乙烷精馏装置的设计还需要考虑一些工艺参数，例如进料温度、进料流量、塔内压力等。

这些参数的选择需要根据具体情况来确定，以达到分离效果和经济效益的最佳平衡。

此外，乙烯-乙烷精馏装置的设计还需要考虑安全性和能源消耗。

为了保障装置的安全运行，可以采用一些安全措施，例如设置压力控制装置、温度控制装置等。

为了降低能源消耗，可以采用热回收技术和优化操作参数等方法。

综上所述，乙烯-乙烷精馏装置的设计是一个复杂而重要的过程。

通过合理设计装置结构、选择适当工艺参数和采用安全措施，可以实现乙烯和乙烷的高效分离，并提高经济效益和能源利用效率。

精馏塔的配管设计

精馏塔的配管设计
精馏塔是一种用于分离混合物的设备，其配管设计对于塔的性能和效
率至关重要。

在精馏塔的配管设计中，需要考虑以下几个方面：
1. 塔的结构和尺寸：精馏塔的结构和尺寸对于配管设计有很大的影响。

塔的高度、直径、塔板间距等参数都会影响到塔内的流体动力学特性，从而影响到塔的分离效率。

因此，在进行配管设计时，需要充分考虑
塔的结构和尺寸。

2. 流体性质：精馏塔中的流体通常是混合物，其组成和性质对于配管
设计也有很大的影响。

不同的混合物具有不同的相对挥发度和沸点差，因此需要根据混合物的性质来选择合适的塔板类型和塔板间距。

3. 塔板类型和布置：精馏塔中的塔板类型和布置也会影响到配管设计。

不同的塔板类型具有不同的分离效率和压降特性，因此需要根据混合
物的性质来选择合适的塔板类型。

同时，塔板的布置也会影响到塔内
的流体动力学特性，从而影响到分离效率。

4. 配管尺寸和布局：精馏塔的配管尺寸和布局也是配管设计中需要考
虑的重要因素。

配管的尺寸和布局会影响到流体的流动速度和压降特性，从而影响到塔的分离效率。

因此，在进行配管设计时，需要根据
塔的结构和尺寸、流体性质、塔板类型和布置等因素来选择合适的配管尺寸和布局。

总之，精馏塔的配管设计是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。

只有在充分考虑了这些因素之后，才能设计出性能优良、效率高的精馏塔。

乙烯精馏塔设计

处理量为105Kmol的乙烯精馏塔设计- 1 - 目录第一章乙烯精馏塔设计文献综述第一节关于乙烯及其制取方法1.1.1 乙烯生产概况3 1.1.2 乙烯生产方法概述3 1.1.3 乙烯作为化工原料6 第二节精馏塔 1.2.1 填料塔7 1.2.2 板式塔设计8 1.2.3 板式塔的性能要求9 1.2.4 板式塔中气、液相的异常流动10 1.2.5 塔板上气液两相接触状态10 1.2.6 常用塔板的类型11 1.2.7 板式塔和填料塔的性能比较14 第二章工艺流程简介第一节顺序分离流程 16 第二节前脱乙烷流程 18 第三节前脱丙烷分离流程 18 第四节前、后加氢流程 18 第三章工艺及结构设计计算第一节工艺设计计算设计条件20 3.1.1 全塔的物料衡算20 3.1.2 平均分子量的计算20 3.1.3 相对挥发度20 3.1.4 塔内气、液相流量20 3.1.5 理论塔板数21 3.1.6 塔径的确定21 3.1.7 塔板布置、溢流装置处理量为105Kmol的乙烯精馏塔设计- 2 - 和其余结构尺寸的选取24 3.1.8 浮阀尺寸与排列25 3.1.9 塔板校核26 3.1.10负荷性能图28 第二节结构设计计算3.2.1 塔板结构设计32 3.2.2 塔底高度、塔顶高度人孔数塔总高33 3.2.3 主要接管尺寸确定34 3.2.4 仪表管34 第三节强度计算及校核3.3.1 塔壳强度计算36 3.3.2 质量载荷计算36 3.3.3 塔的自振周期计算37 3.3.4 地震载荷及地震弯矩计算37 3.3.5 风载荷及风弯矩计算39 3.3.6 最大弯矩计算42 3.3.7 圆筒应力校核42 3.3.8 裙座壳轴向应力校核47 3.3.9 基础环设计47 3.3.10 地脚螺栓 48 3.3.11 裙座与塔壳对接焊缝校核 49 3.3.12 开孔补强计算 49第四章个人重点专题 53 第五章参考文献附录57 处理量为105Kmol的乙烯精馏塔设计- 3 - 第一章文献综述第一节关于乙烯及其制取方法1.1.1 乙烯生产概况乙烯是结构最简单的一种烯烃石油化学工业中大多数的中间产品和最终产品均是以烯烃和芳烃为基础原料约占到总原料烃的四分之三。

乙烯精馏塔控制系统的问题分析与优化

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乙烯在线分析Ａ｜４３００６和塔顶压ＰＩＣ４３００４总足
处于波动巾、
与ＦＩＣ４４００１构成串级控制回路，实现优化精ｆ蛊ｉ塔灵敏板濉度（塔釜乙烯含量）自动控制。
在各种ｒ扰冈素的综合作用下，塔的不稳定
（表）ｏ．７３ＭＰａ下操作．其压力由外送乙烯流量控制，塔釜液位由送出循环乙烷流量控制，通过回流和塔釜换热器热量Ｆ１Ｃ４４００１控制乙烯产品纯度

乙烯精馏塔的配管设计

乙烯精馏塔的配管设计
杨振宁
【期刊名称】《乙烯工业》
【年(卷),期】2017(29)3
【摘要】阐述了乙烯精馏塔在乙烯装置工艺流程中的位置和作用,及与相关设备之间的关系.详细介绍了乙烯精馏塔的配管设计.在配管初步设计中,主要分析了乙烯精馏塔的安装高度、管口方位及梯子平台的设计.在配管详细设计中,主要分析了塔上主要管线及管架的设计.
【总页数】7页(P23-29)
【作者】杨振宁
【作者单位】中国石化工程建设有限公司,北京100101
【正文语种】中文
【相关文献】
1.苯乙烯精馏塔聚堵的原因分析 [J], 李延海; 马献波
2.台风下乙烯精馏塔抗风性能及可靠性分析 [J], 杨帅
3.氯乙烯精馏塔的改造 [J], 周少强; 王欣欣
4.乙烯精馏塔压差高原因分析及解决措施 [J], 张乐;王强;王曜宸;张校禄;李兆龙
5.乙烯精馏塔釜式中间再沸器传热计算及分析 [J], 聂毅强;陈静
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中国科技期刊数据库工业C
2015年15期 75
关于乙烯精馏塔管道设计的探讨
姚玮洁1 李彦菊2
1.河北旭阳工程设计有限公司，河北石家庄 050000
2.河北科技大学，河北石家庄 050000
摘要：乙烯精馏塔及管道的布置设计体现了冷设备冷管道设计的特殊性，结合具体实例给出了设计过程中的考虑要素，希望给后来者提供参考和借鉴。

关键词：乙烯精馏塔；裙座高度；低温管道；支吊架中图分类号：TQ221.211 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)15-0075-01
1 设备参数
乙烯精馏塔的直径3200 mm ，切线高68100 mm ，是装置中较高的塔器之一。

采用129 层浮阀双溢流塔板，通过塔顶回流和塔底重沸器及侧线重沸器的返回，实现连续精馏。

整个塔的操作温度均为低温，塔的设计需按冷设备进行。

塔的隔热类别为保冷，并要求进行热处理。

2 设备裙座高度的确定
根据塔底重沸器的热虹吸并考虑一定的沿程阻力损失，计算塔的裙座高度。

塔和重沸器位于同一标高的地面，实际应用中，计算中的裙座高度需考虑一定的裕量，并结合工艺流程给出的距地面的最小高度要求（8000mm ），以及管廊侧梁标高和与构架的联合平台的设置情况综合考虑后确定。

3 低温管道设计要点
塔上的主要工艺管道为保冷管道，管道设计应满足低温管道的设计要求，主要考虑材料的低温脆性和保冷结构的设计以及保冷需求产生的一系列设计要求。

3.1 管道材质
塔上的主要工艺管道操作温度为-11.5~ -35.2 ℃，设计温度-45 ℃。

通常对于国标材料设计温度低于或等于－ 20 ℃的管道，对于美标材料设计温度低于-29 ℃的管道，都称为低温管道，其管线的设计、制造、施工、检验和验收均按低温管道的要求来执行。

低温管道的材料选用应经济合理，满足设计温度下的低温冲击韧性、防止管线的脆裂和脆断。

通常对于-46 ℃级的低温碳钢管，主要选用ASTM 标准的无缝钢管A333Gr .6。

低温管道的放空排凝等应注意该低温液体介质排出后是否立即气化，若气化则介质有可能迅速降温，故应在一定范围内采用奥氏体不锈钢材料，如塔上管道低点排凝阀后及塔顶安全阀后的放空管线，均采用奥氏体不锈钢材料。

4 支架设计
以塔顶管线为例，介绍敷塔管道支架设计要点。

塔顶管道材质选用低温钢A333Gr.6，该管道在塔上的垂直管段长度超过40m ，因垂直荷载较大，为避免局部应力过大，管道支架采取刚性支架与弹簧支架相结合的方式设置。

4.1 支架的设置原则
敷塔支架的设置原则按一个承重一个导向的原则，塔顶管道的第一个承重支架，在保证不影响设备焊缝的前提下，应设在距塔体上封头焊缝以下最近的部位，以下设置导向支架。

若需设置弹簧，则按承重—导向—弹簧—导向—弹簧－导向的原则设置弹簧承重支。

在跨距允许范围内，根据平台的设置高度，可调整支架位置，尤其是弹簧支架，因考虑拔销，弹簧承重支的位置应考虑能在平台上操作，其次应注意
支架（尤其是三角支架）的高度位置与塔的平台梯子以及相邻管道或支架是否相撞，并确保不阻碍通行。

4.2 支架特点
低温保冷管道的支架，必须有防止产生“冷桥“的措施，沿低温保冷设备垂直敷设的管道上的支架，应在管道与刚性支架之间设木块或硬质隔热材料块，塔上支架生根处也应考虑隔冷块，避免管道与碳钢支架，碳钢支架与设备的直接接触。

此外，应注意对于冷设备上的热介质管道，如消防蒸汽线等，若需在设备上设置支架，设备生根处仍需设置隔冷块。

但设计中应尽量减少在设备器壁上设置支架，多考虑平台支撑。

立管距设备外壁的距离需根据保冷支架的结构尺寸确定，以避免支架安装空间不够。

对于保冷的水平管道，需要设置保冷管托，放空排凝等不保冷冷管上的支架应选用不保冷冷管管托，设置隔冷块。

保冷或防结露设备上的支架均应生根预焊件。

应注意管道支架预焊件的贴板与塔上平台梯子的生根件是否碰撞。

5 平台梯子
平台的设置，是为了实现法兰及阀门的操作，测量仪表的观测和检修，进出人孔检修，装卸内构件，以及与相邻设备及构筑物的平台相连成联合平台等。

乙烯精馏塔是保冷设备，其平台梯子的设计除应满足一般塔器上的平台梯子的设计要求外，其不同之处在于其相应的平台梁与设备相接处需要设置隔冷块，中间用螺栓连接。

保冷设备顶平台标高一般最少需高出设备最顶端300mm ，需注意设备嘴子的开口高度及相应管道的安装。

6 结束语
综上所述，在DMTO 装置的烯烃分离单元，乙烯精馏塔的目的是分离乙烯和乙烷，得到合格的产品乙烯。

其作为烯烃单元主要的产品塔之一，合理的设备及管道的布置设计，是实现安全生产的关键。

本文主要从乙烯精馏塔及其相关管道的设计参数出发介绍该塔及其相关管道的布置设计要点。

参考文献
[1]冷明, 李兆慈, 李光让等. 低温管道保冷材料热导率对绝热计算影响的分析[J ]. 低温与超导, 2014（6）：14-17. [2]费, 玉, 春. 浅谈空分设备低温管道支架安装[J ]. 深冷技术, 2010（4）：37-40.
[3]郭继文. 对低温环境下油气长输管道施工技术的分析[J ]. 科技与企业, 2014（12）：226.。