Destilacijski toranj je važna oprema koja se obično koristi u petrokemijskoj proizvodnji, a koja omogućuje bliski kontakt između faza plin-tekućina ili tekućina-tekućina, postižući svrhu prijenosa mase i topline između faza. S razvojem kineske petrokemijske i rafinerijske industrije, sve je veća upotreba visoko korozivnih medija, a zahtjevi za materijalima postaju sve veći. Materijali otporni na koroziju kao što su obojeni metali i njihova kompozitna ploča sve se više koriste. Ovaj članak uzima destilacijski toranj u PTA projektu kao primjer kako bi objasnio probleme koji su se pojavili u procesu projektiranja destilacijskog tornja, u nadi da će pružiti neke reference za sličnu opremu u budućnosti.
1. Glavni parametri
A izbor radnog medija za destilacijski toranj je: octena kiselina, voda itd.; Projektirani tlak je 1,4MPa/FV; Dizajnirana temperatura 245 stupnjeva @ 1,4 MPa/100 stupnjeva C @ FV. Osnovni tlak vjetra je 500N/㎡; Seizmički intenzitet je 7 stupnjeva; Osnovno seizmičko ubrzanje je 0,10g; postaviti
Seizmička grupa je prva grupa; Vrsta tla na gradilištu je klasa IV, a kategorija hrapavosti tla je A. Shematski dijagram dimenzija strukture opreme prikazan je na slici 1. Medij u postrojenju PTA ima jaku korozivnost, a materijal od titana može bolje zadovoljiti zahtjeve otpornosti na koroziju . Zbog visoke cijene materijala od titana i njegove neprikladnosti za proizvodnju velikih tlačnih posuda, korištenje kompozitnih ploča od titanovog čelika za proizvodnju tlačnih posuda može značajno smanjiti troškove opreme. TA1 ima nižu čvrstoću, bolju žilavost i manji zaostali napon nakon eksplozije. Čvrstoća lijepljenja kompozitne ploče je veća. Stoga, pri odabiru TA1+Q345R kao glavnog kompresijskog materijala i kompozitna ploča od titan čelika, obloga nije uključena u čvrstoću i samo se uzima u obzir
S obzirom na čvrstoću osnovnog sloja, potrebno je predložiti zahtjeve za ekvivalent ugljika, tvrdoću, ispitivanje udarom, ultrazvučno ispitivanje itd. za Q345R koji se koristi u osnovnom sloju kako bi se osigurala mehanička svojstva osnovne čelične ploče. Kako bi se osigurala čvrsta veza između premazanog titanijskog materijala i osnovne čelične ploče, kompozitna ploča od titanijskog čelika trebala bi biti eksplozivno spojena, u skladu s odredbama razine NB/T47002.3-2019 B1, i isporučena u kutiji za smanjenje naprezanja stanje žarenja. Smična čvrstoća kompozitne ploče trebala bi biti veća ili jednaka 180MPa kada se isporučuje.
Zbog proizvodnih procesa kao što su valjanje cilindra, oblikovanje glave i toplinska obrada nakon zavarivanja tijekom proizvodnje opreme, otpornost na smicanje kompozitnih ploča može se smanjiti. Kako bi se osigurala sigurnost opreme, nakon završetka proizvodnje opreme, također treba osigurati da otpornost na smicanje kompozitnih ploča ne bude manja od 140 MPa.
2. Glavni konstrukcijski projekt opreme
2.1 Struktura zavarenog spoja u obliku slova T od kompozitne ploče od titanijskog čelika
Struktura spoja u obliku slova T na uzdužnim i obodnim zavarenim spojevima kompozitne ploče prikazana je na slici 2. Na spoju u obliku slova T obično se koristi posebna pokrovna ploča u obliku slova T sa zaobljenim kutom. Za pogodnost zaštite od plina argona na poleđini tijekom zavarivanja i detekcije curenja spoja preklapanja pokrovne ploče, najmanje 2 Φ 6 rupa za detekciju curenja treba izbušiti na brtvi svakog uzdužnog i obodnog zavarenog spoja, a mjesto rupe za otkrivanje curenja trebaju biti što je moguće bliže visokim i niskim točkama uzdužnog zavara i dvama krajevima obodnog zavarenog spoja. Kako bi se pravodobno otkrile točke curenja i smanjila potrošnja plina argona za zaštitu stražnje strane tijekom zavarivanja, kanali za otkrivanje curenja između svakog cilindra obloge nisu međusobno povezani. Stoga bi podložak ispod pokrovne ploče u obliku slova T trebao biti zabrtvljen srebrnim lemljenjem kada je spojen na uzdužni zavareni spoj drugog dijela cilindra obloge
2.2 Preuzimanje prirubnice
Zbog velikog opterećenja na ušću procesne cijevi, kako bi se osigurala sigurnost spoja između spojne cijevi i omotača, spojna cijev ima strukturu kovane cijevi debelih stijenki za cjelokupno pojačanje. Unutarnja stijenka spojne cijevi ima strukturu obloge od titana, koja bi trebala osigurati čvrsto prianjanje između obloge od titana i unutrašnjosti spojne cijevi. Zbog različitih materijala ljuske za preuzimanje i obloge, naprezanje koje nastaje toplinskim širenjem
Slično, superpozicija naprezanja može lako dovesti do oštećenja na spoju spojne cijevi i obloge školjke. Stoga bi spojna struktura između obloge spojne cijevi i obloge ljuske trebala osigurati dovoljnu fleksibilnost na spoju i izbjeći značajno naprezanje na zavarenom spoju. Veza između ljuske i spojne cijevi trebala bi imati strukturu s prirubnicom kako bi se održao gladak prijelaz. Za provjeru curenja u titanskoj oblogi tijekom rada opreme i kao izlaz za plin između spojne cijevi i obloge, dvije rupe za otkrivanje curenja promjera 6 mm trebaju biti instalirane na stražnjoj strani svake obloge spojne cijevi, smještene na vratu priključka prirubnica cijevi i najniža točka obližnje školjke. Struktura prirubnice obloge i struktura otvora za otkrivanje curenja prirubnice za preuzimanje detaljno su prikazani na slici 3.
Dizajn brtvene površine prirubnice je ključni faktor koji utječe na brtvljenje prirubnice. Destilacijski toranj ima dugačku kovanu prirubnicu s visokim vratom, a brtvena površina prirubnice izrađena je odkompozitna ploča od titan čelika. Detaljan strukturni tip prikazan je na slici 4. Osnovni sloj kompozitne ploče brtvene površine prirubnice čvrsto je zavaren na okov prirubnice, a obloga od titana unutar spojne cijevi zavarena je na oblogu kompozitne ploče brtvene površine pomoću potpuno zavarenog kuta spoj s potpornom pločom. Ova vrsta brtvene površine uvelike povećava sigurnost brtvljenja prirubnice. Zbog lakog curenja brtvene površine prirubnice, rupe za vijke prirubnice također bi trebale biti obložene strukturom od titana kako bi se izbjegla brza korozija dijela prirubnice od ugljičnog čelika i osigurala sigurna uporaba opreme.
