我國煉油、石化行業(yè)大型塔器分離裝置整體技術(shù)水平落后國外的狀況已經(jīng)成為歷史。南京大學(xué)等創(chuàng)造性地將分離過程中的能耗與塔板的結(jié)構(gòu)參數(shù)、塔板傳質(zhì)動力學(xué)、流體力學(xué)等建立了直接的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián),站在理論的高度指導(dǎo)分離塔器新塔板的研制,并基于此研發(fā)出超級浮閥塔板(SVT),讓與塔器分離相關(guān)的所有工業(yè)過程都受益,也讓中國塔器分離裝備從只能仿制國外一躍成為該領(lǐng)域的國際領(lǐng)頭羊。該成果因此獲得了2011年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
在石化和化工生產(chǎn)過程中,原料純化、產(chǎn)品分離、排放物無害化資源化處理等都需要進(jìn)行分離操作。分離工程也因此與反應(yīng)工程并稱為化學(xué)工程的兩大支柱。塔器分離為熱分離過程,是耗能的主要單元,在化工生產(chǎn)裝置的總能耗中所占比例較大。因此,塔器分離效率、通量、阻力降的高低對石化和化工企業(yè)的節(jié)能減排成效至關(guān)重要,而決定上述塔器性能的關(guān)鍵是傳質(zhì)元件。
“現(xiàn)有的板式塔存在通量較小、效率偏低、能耗較高等弊病。過去的百年中,無論是美日歐,還是我國,研發(fā)一款新型塔板都是基于經(jīng)驗(yàn)法,而經(jīng)驗(yàn)法的先天缺陷使其難以真正研發(fā)出先進(jìn)高效的塔板分離裝備。從非平衡熱力學(xué)理論入手研發(fā)新型超級塔板裝備,是占領(lǐng)世界板式塔技術(shù)制高點(diǎn)的一條最根本、最具技術(shù)突破性的道路,但也是最難走的一條技術(shù)路線。我們的團(tuán)隊(duì)在國際上首次使用非平衡熱力學(xué)理論中熵增速率目標(biāo)函數(shù)法研制出了超級浮閥塔板。”項(xiàng)目第一完成人、南京大學(xué)張志炳教授說。
實(shí)際生產(chǎn)證明,在同樣的塔器分離過程中,SVT是能耗最低的塔板傳質(zhì)元件,它同時(shí)具備高效率、高通量、低壓降、寬操作彈性等特點(diǎn)。以苯和甲苯的分離過程為例,與傳統(tǒng)裝置相比,同樣大小的SVT裝置,處理通量可以提高36%,效率可以提高18%~20%,操作彈性比原來高一倍,綜合節(jié)能達(dá)15%~16%。
為便于工程設(shè)計(jì)和批量生產(chǎn),張志炳團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研發(fā)了SVT的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件和專用磨具、生產(chǎn)線。據(jù)了解,SVT目前已推廣應(yīng)用于60余套裝置,分布在石化、煤化工、冶金、化肥、制藥、紡織等多個(gè)行業(yè),遍及18個(gè)省區(qū)。截至2010年12月,已累計(jì)回收正丁醇等有機(jī)溶劑105萬噸;減排氮氧化物(NOx)氣體43.5萬噸,制取50%的硝酸145萬噸循環(huán)使用;已節(jié)能相當(dāng)于18.15萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤(年均3.138萬噸);已節(jié)水325萬噸(年均50萬噸)。自1998年以來,累計(jì)新增產(chǎn)值229.28億元,新增利稅45.71億元。近3年的利稅合計(jì)20.6億元。
在SVT等新裝備的基礎(chǔ)上,張志炳團(tuán)隊(duì)繼而又研發(fā)了NOx資源化處理、二甲基乙酰胺超高純化、低含量有機(jī)溶劑回收等多項(xiàng)節(jié)能減排新工藝技術(shù)系統(tǒng)。
俗稱“黃龍”的NOx是大氣主要污染源之一,國內(nèi)外普遍用高溫催化還原法處理,需要消耗大量的熱能和貴金屬催化劑,噸處理成本在1000~10000美元,且效率很難達(dá)到95%?!拔覀儶?dú)創(chuàng)的MOAPTS工藝技術(shù)系統(tǒng)將NOx廢氣引入到安裝有SVT塔板的反應(yīng)吸收處理系統(tǒng)中,常溫下不加任何催化劑,不需任何化學(xué)溶劑,只要往系統(tǒng)里鼓入空氣、加入適量水,就可以將NOx捕集下來制成硝酸。”張志炳說,該工藝在中石油、中石化和中科院5家企業(yè)應(yīng)用表明,NOx活性組分的轉(zhuǎn)化率高達(dá)99.5%以上,與美國的SCR和日本的NPCP等技術(shù)相比,噸處理成本不到其1/10。
此外,他們開發(fā)的ISAD工藝技術(shù)系統(tǒng)解決了氨綸生產(chǎn)中的危險(xiǎn)品二甲基乙酰胺(DMAc)的回收難題,獲得的DMAc純度為99.995%,完全達(dá)到醫(yī)用級氨綸所要求的標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)不僅扭轉(zhuǎn)了國內(nèi)企業(yè)僅能從日、美、韓進(jìn)口的局面,而且被國外在華企業(yè)紛紛采用,被專家評價(jià)為國際同類技術(shù)最好水平。
分類: 塔器清洗
在化工儲罐設(shè)計(jì)中,采用合理的分析方法和技術(shù)對化工儲罐的密封性能進(jìn)行模擬分析,是保證整個(gè)壓力容器設(shè)計(jì)的合理性、可靠性和先進(jìn)性的關(guān)鍵。我們對化工儲罐密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡化處理,保證化工儲罐的性能優(yōu)化。
化工儲罐密封結(jié)構(gòu)簡化處理為了提高分析效率,在保證計(jì)算精度的同時(shí),對化工儲罐密封結(jié)構(gòu)計(jì)算模型進(jìn)行了如下簡化處理:根據(jù)開孔結(jié)構(gòu)和當(dāng)量實(shí)體在同樣的載荷條件下其總體變形一致的原則,將平頂蓋上的控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)管座開孔區(qū)簡化為等效的無孔區(qū)。
考慮到化工儲罐結(jié)構(gòu)與載荷的對稱性,只需取包含半根螺栓結(jié)構(gòu)模鄭連綱等,主要包括螺栓預(yù)緊過程處理、有摩擦接觸與彈塑性變形等非線性問題的處理以及熱與結(jié)構(gòu)變形等耦合作用技術(shù)。密封分析中,在密封面、螺栓墊片球形接觸面以及墊片與頂蓋的接觸面,均需進(jìn)行有摩擦的接觸分析,接觸摩擦系數(shù)由材料性能決定。該密封分析技術(shù)中應(yīng)用了小變形彈塑性理論。
化工儲罐可分為以下三個(gè)系列:
一.金屬儲罐
碳鋼儲罐,不銹鋼儲罐,鋁儲罐等
二.非金屬儲罐
塑料儲罐,陶瓷儲罐,玻璃鋼儲罐等
三.金屬非金屬復(fù)合儲罐
鋼襯四氟儲罐,鋼襯聚乙烯儲罐,鋼襯聚烯烴儲罐,鋼襯膠儲罐等
其中1.無焊縫塑料(聚乙烯)儲運(yùn)設(shè)備系列為非金屬塑料儲罐:本系列產(chǎn)品以本公司獨(dú)特配方改性增加聚乙烯(PE)為原料,采用特殊工藝整體一次成型(滾塑成型工藝)。這種塑料儲罐在生產(chǎn)中沒有使用任何添加劑、塑料填料,完全由本公司獨(dú)特配方改性增加聚乙烯(PE)材料加工制作而成,從儲罐罐體到進(jìn)出料口、人孔、法蘭等都為整體一次成型無焊接縫,所以儲罐還具有無焊接縫、不滲漏、無毒性、重量輕、抗老化、抗沖擊、耐腐蝕、壽命長、符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn),其價(jià)格低于不銹鋼儲罐、普通玻璃鋼儲罐、聚丙烯儲罐、聚氯乙烯貯罐,自然條件下的使用壽命更長。
其中2.鋼襯塑料(聚乙烯)貯運(yùn)容器、反應(yīng)設(shè)備系列為金屬非金屬復(fù)合儲罐:鋼襯塑(龜甲襯里—鋼、網(wǎng)、塑三合一)是鋼塑復(fù)合系列產(chǎn)品的精華。它是將鋼網(wǎng)(龜甲)焊接于鋼體表面,以聚乙為原料,采用旋塑工藝(滾塑技術(shù))一次整體成型于鋼體表面,由于鋼網(wǎng)(龜甲)與聚乙烯為一體且鋼網(wǎng)焊于鋼體表面,使聚乙烯難以脫離鋼體表面。因而是一種極為優(yōu)異的耐腐蝕產(chǎn)品。產(chǎn)品內(nèi)襯面平整、光滑、堅(jiān)固,與傳統(tǒng)的鋼襯塑料板儲槽、鋼襯玻璃鋼貯槽相比,具有更良好的耐腐蝕、不滲漏、不剝離、耐磨損、壽命長等優(yōu)點(diǎn),是裝運(yùn)腐蝕液體的理想儲運(yùn)容器,可應(yīng)用于100℃以下的汽車運(yùn)輸槽罐、管道、低壓罐、真空罐、反應(yīng)釜、發(fā)酵罐、離子交換柱、酸洗槽、沉淀罐、中和罐、結(jié)晶罐、濃縮罐、電鍍槽、酸洗槽等。
淄博三類壓力容器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀如下:
(1)受到國家產(chǎn)業(yè)政策的鼓勵(lì),金屬壓力容器行業(yè)受到相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策”所列的相關(guān)國家產(chǎn)業(yè)政策的鼓勵(lì),良好的產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境有利于本行業(yè)未來的持續(xù)發(fā)展。
(2)裝備制造業(yè)的升級是中國邁向制造業(yè)強(qiáng)國的必經(jīng)之路 裝備制造業(yè)的技術(shù)水平和實(shí)力,直接影響和決定著其下游產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的競爭力,是國家綜合國力的重要體現(xiàn)??v觀世界各工業(yè)強(qiáng)國,無一例外都是裝備制造業(yè)的強(qiáng)國。受益于我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和國家的大力扶持,我國由制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變已經(jīng)成為必然趨勢。 在我國工業(yè)裝備升級的大背景下,金屬壓力容器的重要應(yīng)用領(lǐng)域如清潔能源應(yīng)用、新能源制造、海水淡化裝備制造等被列入《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南(2007年度)》和《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2005 年本)》,下游產(chǎn)業(yè)的升級換代必將為金屬壓力容器制造行業(yè)帶來巨大的發(fā)展機(jī)遇和市場前景。
(3)裝備制造業(yè)的發(fā)展重心正逐步向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移
受經(jīng)濟(jì)全球化和人工成本不斷增加的影響,世界制造業(yè)的重心正在逐步向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移。美國ASME認(rèn)證作為國際上接受和應(yīng)用最為廣泛的壓力容器標(biāo)準(zhǔn),受到我國越來越多的企業(yè)的學(xué)習(xí)和推廣。根據(jù)中國化工裝備協(xié)會的統(tǒng)計(jì),2007年我國的ASME持證廠商為260家,較上年增長33%;2009年6月,這一數(shù)量已增加至390家,位列全球第二。其中又以江蘇省的持證企業(yè)數(shù)量最多為126家。我國制造業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展,已具備了相當(dāng)?shù)囊?guī)模和實(shí)力基礎(chǔ),為國外向我國轉(zhuǎn)移裝備制造業(yè)提供了現(xiàn)實(shí)的可能。
(4)在引進(jìn)、吸收、消化、創(chuàng)新的基礎(chǔ)上發(fā)展出適合我國國情的新技術(shù)、新工藝,培養(yǎng)了一大批技術(shù)骨干和經(jīng)驗(yàn)豐富的管理者,具備了開拓國內(nèi)外市場的核心競爭力。
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塔筒制造基本情況分析及措施塔筒基本為一圓錐臺體,豎置使用。
塔筒由二段交貨,它們通過現(xiàn)場高強(qiáng)度螺栓連接法蘭而成一體。
塔筒設(shè)備使用時(shí)的最大風(fēng)速32.6m/s,最低環(huán)境溫度為-29.1℃。
根據(jù)工況,要求賣方嚴(yán)格按技術(shù)要求把好材料采購關(guān),特別是主體材料如筒體、法蘭、高強(qiáng)度螺栓在保證強(qiáng)度的情況下,還必須保證低溫韌性符合要求;要選擇好焊接材料,通過試驗(yàn),驗(yàn)證焊接工藝,確保焊縫的低溫韌性滿足工況要求。
化工儲罐在貯存化學(xué)物品時(shí),應(yīng)對存儲物品作明顯標(biāo)明。放置儲罐的場所附近應(yīng)有杰出的排液地溝與稀釋裝置。
化工儲罐下部如有接頭或法蘭銜接的管子要垂直于桶壁,最佳運(yùn)用軟銜接,避免裝滿液體后,桶壁上下不均勻膨脹致使接頭銜接受損致使走漏,嚴(yán)峻時(shí)損壞接頭和桶體。進(jìn)液口離罐底較高時(shí),進(jìn)液口應(yīng)彎向罐壁讓進(jìn)入液體順著罐壁落下,減小對底部的沖擊。在不能控制儲罐液位的情況下,應(yīng)在儲罐上裝置溢流口,以防液體溢出,形成不必要的損傷。儲罐運(yùn)用中進(jìn)液、排液流量較大時(shí),應(yīng)裝置相應(yīng)流量的排氣孔?;拊谶\(yùn)用前應(yīng)進(jìn)行檢查,調(diào)查是不是走漏,通常可 做試水實(shí)驗(yàn)。
化工儲罐的銜接用全塑法蘭銜接,應(yīng)注意在運(yùn)送或裝卸過程中松動,避免形成安全隱患。鋼襯塑儲罐廣泛用在化工、食品、醫(yī)藥等行業(yè),通過儲罐內(nèi)襯鋼材獲取更高的強(qiáng)度和壽命,適應(yīng)度廣。
三類壓力容器和高壓容器技術(shù)要求:
1.容器及受壓元件采用下列碳鋼和低合金鋼板,應(yīng)逐張進(jìn)行超聲檢測:
a.厚度大于30mm的20R和16MnR鋼板,合格級別不低于III級;
2.凡符合下列條件之一的壓力容器殼體用碳鋼和低合金鋼板,應(yīng)逐張進(jìn)行超聲檢測:
a.盛裝介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害的壓力容器,合格級別應(yīng)不低于II級;
b.盛裝介質(zhì)為液化石油氣,且硫化氫含量大于100毫克/升的壓力容器,合格級別應(yīng)不低于II級;
3.用于制造第三類壓力容器的鋼板必須復(fù)驗(yàn)。復(fù)驗(yàn)內(nèi)容內(nèi)容至少包括:逐張檢查鋼板表面質(zhì)量和材料標(biāo)志;按爐復(fù)驗(yàn)鋼板的化學(xué)成分;按批復(fù)驗(yàn)鋼板的力學(xué)性能、冷彎性能;當(dāng)鋼廠未提供鋼板超聲檢測保證書時(shí),應(yīng)對鋼板按照J(rèn)B4730《壓力容器無損檢測》的規(guī)定進(jìn)行,合格級別應(yīng)不低于II級。
4.高壓容器、中壓反應(yīng)容器和儲存容器、盛裝混合液化石油氣的臥式儲槽、移動式壓力容器應(yīng)采用爐內(nèi)整體熱處理。
我們坐在車上路過工廠或者去工廠參觀的時(shí)候,經(jīng)常能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)的看到化工儲罐,這些儲罐對于儲存化學(xué)材料來說有著非常重要的作用。作為一個(gè)大型的化工類物件,儲罐在日常生活中也是十分需要維護(hù)的,并且一定要定期的進(jìn)行清理和檢查,這樣才能夠更好的為我們提供便利。
對于化工儲罐來說,并沒有特定的維護(hù)周期,只要人們在使用的時(shí)候多多關(guān)注一些就可以了。在正常情況下,金屬的儲罐相對來說維護(hù)的時(shí)間更長一些,檢修了一次之后,在100天左右都不會有太大的問題,而非金屬的儲罐可能更容易受到外界條件的干擾,維護(hù)的時(shí)間需要稍微縮短一些。除此以外,如果儲罐在使用了一年左右的時(shí)間,還沒有進(jìn)行過維護(hù)的話,就一定要徹徹底底的檢查一遍,并進(jìn)行完備的維修。
常見的化工儲罐有哪些類型
儲罐對于現(xiàn)代化工來說是非常重要的,尤其是在儲存一些重要的化工材料的時(shí)候,如果沒有專業(yè)的儲罐,就很容易造成生產(chǎn)事故。 隨著化工行業(yè)的高速發(fā)展,化工儲罐逐漸的進(jìn)入了人們的視野。在工廠中經(jīng)常能夠見到儲罐的影子,根據(jù)原材料不同,常見的化工儲罐也有著不同的類型。
工廠中最常見的就是金屬儲罐,這一類的儲罐完全是由金屬構(gòu)造而成的,比如碳鋼儲罐和不銹鋼儲罐等,都是非常常見的金屬儲罐。與金屬儲罐相對應(yīng)的就是非金屬儲罐了,這一類儲罐一般來說是用來儲存一些揮發(fā)類物質(zhì)的,比如塑料儲罐和陶瓷儲罐等等,他們能夠很好地保持儲罐的封閉性,使儲存的東西不與外界發(fā)生接觸。還有一種是復(fù)合型儲罐,就是結(jié)合了金屬和非金屬,相對來說應(yīng)用也很廣泛。
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清洗或更換液面計(jì)修理或更換進(jìn)、出口及排污閥門疏通清理冷卻水盤管。檢查修理安全閥放空阻火器。修補(bǔ)防腐層和絕熱層 。大修:包括中修項(xiàng)目修理儲罐內(nèi)件,對發(fā)現(xiàn)有裂紋,嚴(yán)重腐蝕等部位,相應(yīng)修補(bǔ)或更換筒節(jié)。修補(bǔ)可采用高分子復(fù)合材料修復(fù)。根據(jù)內(nèi)外部檢驗(yàn)要求,以及經(jīng)過修補(bǔ)或更換筒節(jié)后,需進(jìn)行試漏或液壓試驗(yàn)。全面除繡保溫。對儲罐內(nèi)外部檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的其他問題進(jìn)行處理。
檢修方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)儲罐的修理,如開孔、補(bǔ)焊、更換筒節(jié)等,應(yīng)根據(jù)《容規(guī)》及其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范制定具體施工方案并經(jīng)單位技術(shù)負(fù)責(zé)批準(zhǔn)。修理所用材料(母材、焊條、焊絲、焊劑等)和閥門,應(yīng)具有質(zhì)量證明書,利用舊的材料閥門、緊固件時(shí),必須檢驗(yàn)合格后方可使用。裝配儲罐的緊固件應(yīng)涂潤滑材料,緊螺栓時(shí)應(yīng)按對角依次擰緊。非金屬墊片一般不得重復(fù)使用,選用墊片時(shí),應(yīng)考慮介質(zhì)的腐蝕性。修理后經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行防腐保溫工作。
在用儲罐存在不合格缺陷的修復(fù)方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):
1、打磨法消除缺陷 2、補(bǔ)焊或貼補(bǔ) 3、更換筒節(jié) 4、挖補(bǔ) 5、快速堵漏
該類問題現(xiàn)場傳統(tǒng)補(bǔ)焊并不能解決而且危險(xiǎn)性較大,采用置換介質(zhì)再補(bǔ)焊因工期長,工人勞動強(qiáng)度大,會造成停機(jī)停產(chǎn)的巨大損失。美國美嘉華技術(shù)針對不同設(shè)備,不同的運(yùn)行狀態(tài),不同腐蝕滲漏形式,采用相應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)品,可快速、簡單、有效保護(hù)設(shè)備,特別是由于高分子復(fù)合材料所具有的抗化學(xué)腐蝕性能,粘結(jié)性能等綜合性能,避免了傳統(tǒng)補(bǔ)焊修復(fù)所帶來的不利影響,使修復(fù)后的設(shè)備壽命甚至超過新設(shè)備,從根本上解決腐蝕滲漏原因,幫助企業(yè)提高設(shè)備管理水平,降低維修維護(hù)成本,提高企業(yè)競爭力。