Đồ áp suất hóa dầu là gì?

Đồ áp suất hóa dầu là gì?

Trả lời câu hỏi chính:Thùng áp suất hóa dầu là gì và nó khác với thiết bị áp suất công nghiệp chung như thế nào?Một bình áp suất hóa dầu là một bình áp suất có mã ASME Phần VIII được thiết kế đặc biệt cho dịch vụ chế biến hydrocarbon, được thiết kế để chịu được nhiệt độ cao (-46 °C đến 540 °C),áp suất cao (0.1-20 MPa), và môi trường hóa học hung hăng bao gồm hydrogen sulfide, hydrogen và hydrofluoric acid.Các bình này tuân thủ các tiêu chuẩn ngành công nghiệp bổ sung như API 660 (máy trao đổi nhiệt vỏ và ống), API 661 (máy trao đổi làm mát bằng không khí) và NACE MR0175 / ISO 15156 cho dịch vụ khí axit khi áp suất một phần H2S vượt quá 0,05 kPa,yêu cầu các vật liệu có độ cứng được kiểm soát và xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) để ngăn ngừa nứt căng sulfide (SSC).

1Các nguyên tắc thiết kế cơ bản của các bình áp suất hóa dầu

Thiết kế tàu hóa dầu mở rộng vượt ra ngoài các tính toán áp suất phần VIII của ASME để giải quyết sự mong manh của hydro, sự mong manh của tính khí, sự suy giảm dịch vụ axit,và tải nhiệt chu kỳ đặc trưng cho môi trường chế biến hydrocarbon.

• NACE MR0175 Phù hợp dịch vụ chua:Khi các luồng quá trình chứa H2S ở áp suất một phần trên 0,05 kPa (0,0007 psi) ở áp suất tổng thể trên 0,45 MPa (65 psi), bình thuộc các yêu cầu dịch vụ axit NACE MR0175 / ISO 15156.Các thành phần thép carbon phải được giới hạn ở độ cứng tối đa 22 HRC, với các vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ) được kiểm soát đến Vickers HV10 ≤ 248.11/22) require PWHT at 620-690°C for 1-2 hours per 25 mm thickness to reduce residual stresses below 20% of yield strength and temper hard martensitic microstructures susceptible to *sulfide stress cracking (SSC)*.
• Thiệt hại do hydro và thoái hóa ở nhiệt độ cao:Trong các đơn vị xử lý thủy điện (hydrotreatmenters, hydrocrackers), các thùng hoạt động với áp suất một phần hydro từ 3-20 MPa ở 350-450 °C. Việc lựa chọn vật liệu theo API 941 (nước cong Nelson),xác định khung hoạt động an toàn cho thép carbonTrên giới hạn đường cong Nelson, tấn công hydro nhiệt độ cao (HTHA) gây ra sự hình thành bong bóng methane và nứt.* Các tham số Larson-Miller * LMP = T ((20 + log t) * 10-3 dự đoán thời gian vỡ lướt, nơi T là nhiệt độ Kelvin và t là giờ, hướng dẫn biên thiết kế cho tuổi thọ 20 năm.
• Ngăn ngừa sự mỏng giãn nhiệt:Thép hợp kim thấp Cr-Mo phục vụ ở nhiệt độ 350-575 °C dễ bị thâm hụt Ứng dụng phân tách ranh giới hạt của P, Sn, Sbvà Là các yếu tố làm tăng nhiệt độ chuyển đổi từ ductile đến dễ vỡ (DBTT)* J-factor * = (Si + Mn) * (P + Sn) * 104 phải được giữ dưới 100 cho các thùng 2,25Cr-1Mo, đạt được bằng cách chỉ định thép ô nhiễm thấp (P ≤ 0,010%, Sn ≤ 0,005%).Điều trị nhiệt làm mát bước trong quá trình sản xuất xác minh biến động DBTT ≤ 28 °C, đảm bảo khởi động an toàn từ nhiệt độ môi trường xung quanh mà không bị gãy.

2Các loại bình áp suất hóa dầu chính

Các phức hợp hóa dầu triển khai một gia đình các bình áp suất, mỗi chiếc được tối ưu hóa cho một hoạt động đơn vị cụ thể trong chuỗi tinh chế và tổng hợp hóa học.Ba loại chính chiếm phần lớn các thiết bị thực địa:

• Đồ phản ứng xử lý thủy điện:Các lò phản ứng tường đậm (100-250 mm) này hoạt động ở nhiệt độ 8-20 MPa và 350-450 ° C trong dịch vụ xử lý thủy điện và thủy phân.25V (được sửa đổi vanadium để cải thiện khả năng chống bò), chúng có giường xúc tác bên trong với các vùng dập tắt hydro lạnh giữa các lớp xúc tác.Trọng lượng tàu 500-1, 500 tấn đòi hỏi cần cẩu vận chuyển đặc biệt và cẩu nâng nặng để lắp đặt trên thực địa, với hàn trên thực địa và PWHT được thực hiện theo các yêu cầu chung của API 660/ASME.
• Các thùng trao đổi nhiệt bằng ống và vỏ:Được thiết kế theo API 620/660 và TEMA Class R, các tàu này xử lý trao đổi nhiệt thức ăn / nước thải, đun sôi và ngưng tụ trong các đơn vị hóa dầu.,chiều dài ống từ 6-12 m, và số ống 200-5,000Các vật liệu khác nhau từ thép cacbon (SA-516 Gr.70) cho dịch vụ hydrocarbon nhẹ đến duplex 2205 cho nước làm mát chứa clorua.Nhân tố điều chỉnh * log chênh lệch nhiệt độ trung bình (LMTD) * Ft > 0.75 được duy trì thông qua các sắp xếp ống nhiều đường (1-2, 2-4, hoặc vỏ TEMA G phân chia dòng chảy).
• Các thùng tách ba pha:Các tàu ASME ngang (2-4 m đường kính, 6-15 m chiều dài) tách dầu, khí và nước trong các cơ sở hóa dầu phía trên và phía giữa.1-10 MPa với nhiệt độ thiết kế từ -46 °C đến 200 °C, chúng kết hợp các thiết bị đầu vào (loại lanh hoặc xoáy), máy hút sương mù (mạng dây hoặc gói lanh), và tấm đê để điều khiển giao diện dầu-nước.Thời gian cư trú 1-5 phút trong phần lỏng đảm bảo lắng đọng nhỏ giọt của 100 μm + giọt nước, được tính theo định luật Stokes: vs = g· ((ρw-ρo) · d2 / (18· μo).

Các loại tàu áp suất hóa dầu Ma trận so sánh

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Hỏi: Điều gì kích hoạt phân loại dịch vụ axit NACE MR0175 cho một bình áp suất hóa dầu?

A: Việc phân loại dịch vụ axit được kích hoạt khi luồng quy trình chứa H2S ở áp suất một phần trên 0,05 kPa (0,0007 psia) ở áp suất tổng thể trên 0,45 MPa (65 psia).Cracking căng thẳng sulfide (SSC) trở thành một chế độ thất bại đáng tin cậy cho thép carbon và thép hợp kim thấp. NACE MR0175 / ISO 15156 yêu cầu độ cứng tối đa (22 HRC cho thép carbon), yêu cầu PWHT và các hạn chế vật liệu để ngăn ngừa sự cố SSC dễ vỡ dọc theo vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt.

Hỏi: Đường cong API 941 Nelson hướng dẫn lựa chọn vật liệu cho dịch vụ hydro như thế nào?

A: Cờ cong Nelson vẽ áp suất một phần hydro so với nhiệt độ hoạt động, xác định các vùng hoạt động an toàn cho mỗi loại thép. Dưới đường cong thép carbon, SA-516 Gr.70 là chấp nhận được.Trên đó., 1,25Cr-0,5Mo (SA-387 Gr.11) được yêu cầu; ở mức độ nghiêm trọng cao hơn, 2,25Cr-1Mo (SA-387 Gr.22) hoặc 2,25Cr-1Mo-0,25V biến đổi vanadi được chỉ định.Việc vượt quá giới hạn đường cong có nguy cơ tấn công hydro nhiệt độ cao (HTHA), gây ra sự hình thành bong bóng methane không thể đảo ngược và nứt bên trong thép.

Hỏi: J-factor là gì và tại sao nó rất quan trọng đối với các bình hóa dầu 2.25Cr-1Mo?

A: Các yếu tố J = (Si + Mn) * (P + Sn) * 104 định lượng khả năng nhạy cảm với sự mỏng giòn trong thép Cr-Mo hợp kim thấp.Một yếu tố J dưới 100 đảm bảo rằng phân tách biên hạt của các yếu tố tramp (P, Sn, Sb, As) vẫn dưới ngưỡng làm tăng nhiệt độ chuyển đổi từ ductile đến dễ vỡ (DBTT) hơn 28 °C trong quá trình làm mát bước.Các bình với J > 100 nguy cơ gãy giòn khi khởi động lạnh, vì DBTT có thể thay đổi trên nhiệt độ môi trường chung sau nhiều năm hoạt động ở nhiệt độ cao.

Q: Thời gian cư trú tối thiểu cho tách ba pha hiệu quả trong bộ tách hóa dầu là bao nhiêu?

A: Thời gian cư trú của phần lỏng phải đủ để các giọt nước ≥ 100 μm lắng đọng từ giai đoạn dầu. Sử dụng định luật Stokes: vs = g·(ρw - ρo) · d2 / (18 · μo),Tốc độ lắng đọng cuối cùng cho 100 μm giọt trong dầu thô nhẹ (μo = 5 cP), Δρ = 100 kg/m3) là khoảng 0,001 m/s. Đối với độ sâu chất lỏng 2 m, điều này đòi hỏi 2.000 giây (33 phút), nhưng với các hỗ trợ hợp nhất,thời gian cư trú thực tế từ 1-5 phút đạt được 95% + loại bỏ nước cho các giọt ≥ 150 μm.

Tags:Các lò phản ứng thép không gỉ,Hệ thống lò phản ứng hóa học,Các lò phản ứng hóa học công nghiệp