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  • 气动陶瓷调节球阀在天然气化工应用
    发布日期:2016-1-22


    摘 要:由于天然气制一四丁二醇(俗称:BDO)生产工艺过程中,使用硫酸物质、产生聚合物以及催化剂固体颗粒存在,高磨损和高腐蚀性物质对相关的阀门管道设备造成严重损害,并导致设备的使用成本和维护费用居高不下,主要表现在B3D生产工段和高低压加氢工段。原设计选型不能较好的满足工艺工况的要求,况且,增加维修频次,职工的劳动强度也随之增加,备件物料消耗增加。

    本页关键词:进口气动调节, 进口电动调节阀,, 进口调节阀

    0 引言

    我公司生产规模是国内用天然气工艺生产BDO装置,规模最大,质量就基本上是最好的企业之一。我公司相对山西三维、云天化企业,起步较晚,属新兴的年轻企业。

    公司技术支持主要依托:中国成大工程公司

    1 工艺阐述

    工艺路线主要是:一阶段天然气制乙炔气,乙炔气与甲醛物质在反应器中反应生成丁炔二醇(B3D)反应,二阶段B3D在加氢工段反应至BDO的过程中,采用两段工艺优化最终产品的纯度和整体收率.大约80%-90%的低压加氢反应下,产生一些副产品如羟基丁醛。这些化合物随后在第二段系统的较高压力和温度条件下转化为BDO。

    三阶段高压加氢后的粗B1D中含有水、甲醇、丁醇、BDO以及和BDO沸点接近的物质还有一些残余物,精馏岗位根据这些物质在不同的温度和压力下的沸点不同,利用精馏原理进行分离,最终得到符合产品要求的BDO产品。

    工艺产品及应用简介:一四丁二醇(俗称:BDO)以下简称BDO。英文名称为1,4-putyleneglycol,结构式为HOCH2CH2CH2CH2OH。在20℃以上是无色、无臭的油状液体,可燃,能与水和乙醇互溶,可溶于甲醇、乙醇、丙酮,微溶于乙醚,沸点235℃,熔点20.2℃,闪点(开杯)121℃,相对密度1.0171,折射率1.446。BDO为一种基本的化工及精细化工原料,由于它的分子结构中含有四个碳原子的直链和分布于两端的两个羟基,具有特殊的化学性质。是化工产品中间体,应用比较广泛,有高端产品使用,又有由低端产品用,如PBT、弹性纤维、四氢呋喃(THF)、聚四亚甲基乙二醇醚(PTMEG)、UP)、以及制药和化妆品工业;BDO还可用于生产N-甲基吡咯烷酮(NMP)、已二酸、缩醛等等。

    2 气动陶瓷控制阀的简介

    2.1 陶瓷球阀性能特点

    (1)结构陶瓷陶瓷球阀中结构陶瓷部件的材质主要为氧化铝陶瓷(Al2O3,又称刚玉瓷)和氧化锆(ZrO2)结构陶瓷。我们采用的氧化锆(ZrO2)结构陶瓷。

    (2)全衬硬密封陶瓷球阀结构

    全衬硬密封陶瓷球阀结构简图

    特点:A高强度:锻钢壳体,根据使用工艺工况不同,可选择A105N,SS304,SS316,SS316L等不同材质。三段式结构设计,结构简单可靠,阀体强度高,有效保护内部结构陶瓷部件。

    B、耐腐蚀:阀门内部与介质接触的部件如阀球、阀座以及接管等均为结构陶瓷材料。结构陶瓷具有极好的化学惰性,完全不会被浆液腐蚀。

    C、耐磨损:结构陶瓷硬度高达HRA88以上,仅次于金刚石,从而使全内衬陶瓷球阀在高速石膏浆液的冲刷下完全不会被磨损

    D、零泄漏:先进高硬材料加工技术以及专利的陶瓷球面密封技术。陶瓷阀球与阀座采用球面接触密封,表面经精密研磨,所有阀门均可达到零泄漏。

    E、低扭矩值:结构陶瓷具有自润滑性能,阀球与阀座经精密研磨后,表面粗糙度可达Ra0.4左右,密封比压远小于传统的不锈钢球阀,启闭时阻力小,扭矩值低,操作顺畅。

    F、多种阀芯可选:系统对阀门功能的要求,可提供O型和V型两种阀球,适合用于调节浆液的流量。

    3 原设计

    该装置仪表设备:控制阀门系列以及关键设备上的控制阀门选用、选型起点比较高,品牌定位比较高端,上档次。大多数是国际知名品牌,比如:MASONEILAN、Flowserve、SAM⁃SON、Fisher等。使用品牌除成套工艺包供给的仪表设备外,其余是合资知名品牌:无锡工装产品。

    在工艺工段工况比较苛刻、设备和管道腐蚀、磨损较严重,工艺关键控制点难以控制,原因就是控制阀门磨损腐蚀严重切频繁,主要在BDO反应工段出料控制阀、低压加氢工段液位控制阀、脱离子工段的酸控制阀。工况有腐蚀、还有颗粒液体混合介质、也有温度高在控制阀中出现气蚀现象等,为此,设计根据自动化系统控制阀的选型标准,选用国际知名品牌FISHER、Flowserve、SAMSON品牌的角阀,其内部件也是选用耐腐蚀、防气蚀结构、防磨损的材料。

    根据自动化系统控制阀的选型标准和设计要求,加氢工段和B3D反应工段原设计选型分别采用SAMSON、Fisher品牌的角形阀。

    4 技改情形

    (1)根据设计技术文件数据,依据生产过程的实际控制阀控制过程参数介质不稳定性,比如:1、加氢工段流体介质流量特性和不平衡力。当介质的温度、压力、流量变化时,介质的流量特性和不平衡力就显现出来。

    (2)B3D工段流体介质是含有高浓度磨损性颗粒的悬浮液时。被控介质含有催化剂溶液,高浓缩的固体颗粒结晶物。

    (3)脱离子工段,流体介质(浓稀硫酸)具有腐蚀性。

    由于以上因素导致控制阀使用状态使用周期大大降低,原设计选型的控制阀阀内件和阀体冲刷,磨损、腐蚀特别严重,原设计阀体材质为:AISI303阀芯和阀座材质为:AISI316,阀芯阀座表面硬化:CoCr-A/CoCr-a,使用周期仅为为三个月。

    以下图为陶瓷阀更改前后使用工况实例图片



    5 结束语

    此次气动陶瓷调节阀技术改造比较成功,通过几年的的用情况看备品备件的消耗明显降低,12台角阀的备件消耗09年之前每年都在200万元之上,改造后,只是做抽样检查一台,更换阀体一套,其余的自10年至今没有更换,控制阀门后的管线、法兰每年更换一次,几年来节约资金接近千万元。

    从维护和生产方面:气动陶瓷调节阀性能稳定、调校方便;能实现与DCS的直接通讯,并具备自诊断功能,维修简单。减少维护人员劳动强度,减少气动陶瓷调节阀的故障次数,提高仪表控制率,为生产起到积极有效的作用,保证生产装置长周期运行。所以说气动陶瓷调节阀技术改造是成功的。http://www.dghwvalve.com/all_html/Products.asp?BigClassID=2&SmallClassID=378

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