设备管理
烃化反应工段的设备及管道布置
张金玲(东华工程科技股份有限公司，安徽合肥230024)
张冰战（合肥工业大学汽车与交通工程学院，安徽合肥230009
Equipment Layout and Piping Design of
Alkylation Reaction
摘要：煤化工项目沙涉及的原料大多属于易燃易爆、有毒，因此煤化工装置存在潜在的火灾爆炸以及人员中毒的风险。设备及管道布置是煤化工项目设计中的重要纽成部分，设备及管道布置不仅对投资大小有影响，更直接关系整个装置生产过程的安全性。
关键调：烃化反应；设备布置；管道布置；
Abstract:The material of coal chemical industry are flamma bility, volatile and poisonous. So, The device of coal chemical in-dustry existed potential fier ,exploder and the hazard of personnel toxicosis. Equipment layout and piping design are important con-stituent in coal chemical industry. Equipment layout and piping de-sign affected not only investment, but also had direct relation with the safety of the total device when running.
Keywords:alkylation reaction; equipment layout; piping de-sign
本文以甲醇与苯反应为例来说明烃化反应装置的设备及管道布置的基本原则及注意事项。
苯与甲醇气相烷基化反应是强放热反应，为了维持反应在催化剂需要的温范图内，并回收放出的热量，在烃化反应器的适当位置将反应物和产物通过侧线采出来移走热量，并利用移走的热量产生蒸汽。
经化反应涉及到的设备主要有烃化反应器，烃化加热炉、
蒸汽采出器、原料预热器、原料过热器、进出料换热器等。 1主要设备的布置
设备布置是否合理，不仅决定化工装置能否顺利运行，而且对操作人员的人生安全以及财产安全也有极大的影响，下面
就烃化反应几台主要设备的布置做简要说明。 1.1烃化加热炉布置
经化加热炉属于明火设备，根据《石油化工企业设计防火规范》(CB50160-2008)规定，明火设备与甲类可燃气体的防火间距为15米。因此在经化加热炉半径为15米范围内禁止布置其他与之无关的工艺设备。
1.2烃化反应器与蒸汽采出器布置
烃化反应的温度为395~426℃，反应压力1.3~1.6MPaG，导致侧线采出物料到蒸汽采出器之间的管径较大，管道壁厚厚，管道柔性比较差，因此每段蒸汽采出器与烃化反应器的间距要适当放大，不仅要考虑水平方向间距，还要考虑垂直方向
174化2017年03月
方方数据
间距。越是上层的蒸汽采出器，与烃化反应器侧线采出口的垂直间距越大，主要是由于烃化反应器侧线采出口越高，管口的垂直向上的附加位移值越大。
1.3原料预热器与原料过热器布置
经化反应的原料主要有甲醇和苯，由于经化反应催化剂要求原料在气相条件下反应，不允许存在液相，为了防止在原料进人到烃化反应器时存在液相，需要对原料进行过热。原料从界区外进入时为液相，经过预热，过热后再进入到烃化反应器，为了防止管道中原料积液，预热器出口，过热器出口、烃化反应器进口应"步步高”，特别是过热器出口到反应器进口之前，禁止积液。因此在布置上要求过热器位于预热器上方，烃化反应器原料进口位于过热器上方。
卧式换热器在布置时还要考虑到换热器的固定端和滑动端。为了降低换热器设备管道的附加位移，一般将与换热器相连的管道柔性较差的一段作为固定端，如补偿量大，管径大的管道。
2管道布置
管道设计工作是煤化工装置设计的重要部分，在煤化工装置中，管道是将设备，系统和设施连接起来，并保证设备之间各种物料的安全运输。管道布置合理，不仅对节约投资有利，而且对后期整个装置的安全运行也起到重要作用。下面简要叙
述下经化反应工段中一些重要管道的管道布置。 2.1烃化加热炉管道布置
烃化加热炉主要管道有两根，一根是进烃化加热炉的气相苯管道，温度为380℃，第二根是加热后进入到烃化反应器的气相苯管道，温度为400℃。两根管道管径均为DN300。由于温度高，壁厚厚，管道的应力比较大，因此在布置烃化加热炉管道时，首先要考虑这两根管道的布置方案，在管道满工艺要求、管
道力学要求后，再考虑其他管道、仪表、操作空间的布置。 2.2烃化反应器管道布置
由于反应器上管口较多，管口方位的布置对管道布置有直接的影响，因此，反应器管道的布置包括反应器管口方位的布置和管道的布置。
2.2.1管口方位布置
烃化反应器高度约40米，涉及到管口约62个，管口方位布置若不合理，对后期管道布置就会带来诸多负面影响。
一般情况下，为了确定反应器的管口方位，可以将反应器