异丁烯装置冷箱配管设计初探邱玉琳(中石化洛阳工程有限公司，河南洛阳
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摘要：以山东玉皇算丁烯装置冷箱的配管设计为实例，综合阐述了低温管道的特点及其配管设计的难点与要点。冷箱内部换热器及其管口由镁铝合金制成，管口许用应力及力矩较小。因此冷箱配管设计要求管道有较好的柔性，并应通过详细的应力分新，合理的设置支吊案。同时还应对易要动的两相流管道进行有效的围定
关键词：冷箱；低温；材料；应力；配管设计 1冷箱特性
山东玉皇化工异丁烯装置是一种将原料异丁烷在催化剂作用下，通过脱氢反应制取异丁烯的新型化工装置。异丁烯装置内的丙烯制冷部分，设有丙烯压缩机，为装置内的低温分离部分提供冷量。冷箱即是异丁烯装置低温分离部分的核心设备，冷箱外形如图1所示。
施工应用
1.第一冷分液罐2.第二冷分液罐3.尾气加热器4.第一产品气冷却器（冷箱E2207）
5.第二产品气冷却器（冷箱E-2208）6.丙烯压缩机一级入口罐7.丙烯压缩机二级人口罐
8.丙烯压缩机三级入口罐
图2.冷区平面布置图
与冷箱相连接的管道多为低温管道(设计温度为-29℃至-
正面
左面
后面
图1.山东玉皇异丁烯装置冷箱外形图
右面
近年来冷箱国产化程度越来越高，本文所述异丁烯装置中所用冷箱即为杭氧生产。该冷箱主要由外壳和内部镁铝合金制板翅式换热器两部分组成。板翅式换热器具有传热效率高、结构紧读，重量轻等诸多优点，因此在国民经济的各个领域用途非常广泛。同时板翅式换热器也有明显缺陷，比如换热翅片间流道很小，极易堵塞且清理维护困难。所以，流人冷箱的物料必须是较为清洁的流体。除外壳外，冷箱内部构件灼为镁铝合金制成，包括接口法兰。镁铝合金质地较软，冷箱管口所能承受应力和力矩也远小于同口径的钢制设备管口。了解冷箱特性，特别是冷箱主体材料及内部构造：是做好冷箱配管设计的前提条件。
2冷箱布置要求
GB50235-20108工业金属管道工程施工规范》和SH3501 2011（石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》将设计温度低于-29°C的管道定义为低温管道。ASMEB31.3规范中将-29℃作为管道设计的一个控制指标，并根据管道实际低温工况和选用的材料及其壁厚等情况来确定是否应按低温
工况来进行设计、制造、检验和验收-万方数据
120C)，为减小投资，应将与冷箱相连接的低温设备集中布置，尽量减少低温管道的总长度。冷区平面布置图如图2所示。低温设备集中布置一方面可以减少投资，另一方面也可以降低保冷管线的保冷面积，减小冷量损失。除了满足上述要求外，根据异丁烯装置冷箱设备自身的特点，配管设计中还应着重考虑以下几个方面。
2.1冷箱工艺管道特点
异丁烯装置冷箱的管口数量较多，且管口间距很小；此外与冷箱相连的管道，管内工艺介质温度很低，所以这些低温管道都具有较厚的保冷层，加上冷箱人口处的多个过滤器和冷箱除冰用的注防冻液线等公用工程管道，造成冷箱周围管道非常密集。在冷箱周围狭小的空间内合理的布置众多工艺管道和公用工程管道，并预留相应的操作和检修空间，是冷箱配管设计的关键所在。冷箱是实现相关工艺介质冷量交换的设备，其主要作用是给相关工艺介质提供冷量，
根据工艺包的描述，冷箱的布置应优先满足其与丙烯压缩机一级人口分液罐之间的热虹吸要求。流人冷箱内的工艺介质为液态饱和烃类，饱和液体经类输送过程中在管阻压力降和受热的双重作用下会迅速汽化，从而产生两相流。出现两相流动时，管道流量减小，阻力增大，如气化率高还可能在管道内产生液击现象叫。两相流管道内气相和液相的案度相差很大，这
2017年08月
化工翟理
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