La torre di distillazione è un'apparecchiatura importante comunemente utilizzata nella produzione petrolchimica, che consente uno stretto contatto tra le fasi gas-liquido o liquido-liquido, raggiungendo lo scopo del trasferimento di massa e calore tra le fasi. Con lo sviluppo delle industrie petrolchimiche e di raffinazione della Cina, l'uso di mezzi altamente corrosivi è in aumento e i requisiti per i materiali stanno diventando più elevati. I materiali resistenti alla corrosione come i metalli non ferrosi e le relative apparecchiature in piastre composite stanno diventando sempre più ampiamente utilizzati. Questo articolo prende come esempio una torre di distillazione in un progetto PTA per spiegare i problemi incontrati nel processo di progettazione della torre di distillazione, sperando di fornire qualche riferimento per apparecchiature simili in futuro.
1. Parametri principali
E la selezione del mezzo di lavoro della torre di distillazione è: acido acetico, acqua, ecc; La pressione di progetto è 1,4 MPa/FV; Temperatura di progettazione 245 gradi a 1,4 MPa/100 gradi C a FV. La pressione base del vento è 500 N/㎡; L'intensità sismica è di 7 gradi; L'accelerazione sismica di base è 0,10 g; impostare
Il raggruppamento sismico è il primo gruppo; Il tipo di terreno del sito è di Classe IV e la categoria di rugosità del terreno è A. Il diagramma schematico delle dimensioni della struttura dell'apparecchiatura è mostrato nella Figura 1. Il mezzo nell'impianto PTA ha una forte corrosività e il materiale in titanio può soddisfare meglio i requisiti di resistenza alla corrosione . A causa del prezzo elevato del materiale in titanio e della sua inidoneità alla produzione di recipienti a pressione di grandi dimensioni, l’utilizzo di piastre composite in acciaio al titanio per produrre recipienti a pressione può ridurre significativamente i costi delle apparecchiature. TA1 ha una resistenza inferiore, una migliore tenacità e un minore stress residuo dopo l'esplosione. La forza di adesione della piastra composita è maggiore. Pertanto, quando si seleziona TA1+Q345R come materiale del componente di compressione principale e piastra composita in acciaio al titanio, il rivestimento non è incluso nella resistenza e viene solo considerato
Considerando la resistenza dello strato di base, è necessario proporre requisiti di carbonio equivalente, durezza, prove di impatto, prove ad ultrasuoni, ecc. per il Q345R utilizzato nello strato di base per garantire le proprietà meccaniche della piastra di acciaio di base. Per garantire un legame stretto tra il materiale in titanio rivestito e la piastra in acciaio di base, la piastra composita in acciaio al titanio deve essere incollata in modo esplosivo, in conformità con le disposizioni del livello NB/T47002.3-2019 B1 e fornita in un dispositivo di distensione stato di ricottura. La resistenza al taglio della piastra composita deve essere maggiore o uguale a 180 MPa al momento della fornitura.
A causa dei processi produttivi quali la laminazione dei cilindri, la formatura delle teste e il trattamento termico post-saldatura durante la produzione delle apparecchiature, la resistenza al taglio delle piastre composite può diminuire. Per garantire la sicurezza delle apparecchiature, dopo il completamento della produzione delle apparecchiature, è necessario garantire che anche la resistenza al taglio delle piastre composite non sia inferiore a 140 MPa.
2. Progetto strutturale principale dell'apparecchiatura
2.1 Struttura del giunto saldato a forma di T della piastra composita in acciaio al titanio
La struttura del giunto a forma di T in corrispondenza dei giunti di saldatura longitudinali e circonferenziali della piastra composita è mostrata nella Figura 2. In corrispondenza del giunto a forma di T viene solitamente utilizzata una piastra di copertura separata a forma di T con un angolo arrotondato. Per comodità di protezione dal gas argon sul retro durante la saldatura e per il rilevamento delle perdite del giunto di sovrapposizione della piastra di copertura, è necessario praticare almeno 2 Φ 6 fori di rilevamento delle perdite sulla guarnizione di ciascun giunto di saldatura longitudinale e circonferenziale e la posizione di i fori di rilevamento perdite dovranno essere il più vicino possibile ai punti alto e basso della saldatura longitudinale e alle due estremità del giunto di saldatura circonferenziale. Per rilevare tempestivamente i punti di perdita e ridurre il consumo di gas argon per proteggere la parte posteriore durante la saldatura, i canali di rilevamento delle perdite tra ciascun cilindro di rivestimento non sono interconnessi. Pertanto, il tampone sotto la piastra di copertura a forma di T deve essere sigillato con brasatura all'argento quando collegato al giunto di saldatura longitudinale di un'altra sezione del cilindro di rivestimento
2.2 Presa in carico della flangia
A causa del grande carico sull'imboccatura del tubo di processo, per garantire la sicurezza del collegamento tra il tubo di collegamento e l'involucro, il tubo di collegamento adotta una struttura di tubo forgiato a pareti spesse per il rinforzo generale. La parete interna del tubo di collegamento adotta una struttura di rivestimento in titanio, che dovrebbe garantire una perfetta aderenza tra il rivestimento in titanio e l'interno del tubo di collegamento. A causa dei diversi materiali dell'involucro e del rivestimento, lo stress generato dalla dilatazione termica
Allo stesso modo, la sovrapposizione di sollecitazioni può facilmente portare a danni nel punto di giunzione del tubo di collegamento e del rivestimento del mantello. Pertanto, la struttura di connessione tra il rivestimento del tubo di collegamento e il rivestimento del guscio dovrebbe garantire sufficiente flessibilità in corrispondenza della giunzione ed evitare sollecitazioni significative sul giunto saldato. La connessione tra il guscio e il tubo di collegamento dovrebbe adottare una struttura flangiata per mantenere una transizione graduale. Per verificare la presenza di perdite nel rivestimento in titanio durante il funzionamento dell'apparecchiatura e come uscita del gas tra il tubo di collegamento e il rivestimento, è necessario installare due fori di rilevamento perdite del diametro di 6 mm sul retro di ciascun rivestimento del tubo di collegamento, situati sul collo del rivestimento in titanio. flangia del tubo e il punto più basso del guscio vicino. La struttura della flangia di rivestimento e la struttura del foro di rilevamento delle perdite della flangia di presa sono dettagliate nella Figura 3.
Il design della superficie di tenuta della flangia è il fattore chiave che influenza la tenuta della flangia. La torre di distillazione adotta una flangia di forgiatura integrale a collo alto lungo e la superficie di tenuta della flangia è realizzatapiastra composita in acciaio al titanio. Il tipo strutturale dettagliato è mostrato nella Figura 4. Lo strato di base della piastra composita della superficie di tenuta della flangia è saldamente saldato alla forgiatura della flangia e il rivestimento in titanio all'interno del tubo di collegamento è saldato al rivestimento della piastra composita della superficie di tenuta utilizzando un angolo completamente saldato giunto con piastra di supporto. Questo tipo di superficie di tenuta aumenta notevolmente la sicurezza della tenuta della flangia. A causa della facile perdita della superficie di tenuta della flangia, anche i fori dei bulloni della flangia devono essere rivestiti con una struttura in titanio per evitare una rapida corrosione della parte in acciaio al carbonio della flangia e garantire l'uso sicuro dell'attrezzatura.
