يعد برج التقطير أحد المعدات المهمة المستخدمة بشكل شائع في إنتاج البتروكيماويات، والذي يتيح الاتصال الوثيق بين مراحل الغاز السائل أو السائل والسائل، مما يحقق غرض نقل الكتلة والحرارة بين المراحل. مع تطور صناعات البتروكيماويات والتكرير في الصين، يتزايد استخدام الوسائط شديدة التآكل، وتصبح المتطلبات من المواد أعلى. أصبحت المواد المقاومة للتآكل مثل المعادن غير الحديدية ومعدات الألواح المركبة الخاصة بها تستخدم على نطاق واسع. تأخذ هذه المقالة برج التقطير في مشروع PTA كمثال لشرح المشكلات التي تمت مواجهتها في عملية تصميم برج التقطير، على أمل توفير بعض المراجع لمعدات مماثلة في المستقبل.
1. المعلمات الرئيسية
واختيار وسط عمل برج التقطير هو: حمض الأسيتيك، الماء، إلخ؛ ضغط التصميم هو 1.4MPa/FV؛ درجة حرارة التصميم 245 درجة عند 1.4MPa/100 درجة مئوية عند FV. ضغط الرياح الأساسي هو 500N/㎡؛ شدة الزلزال 7 درجات. التسارع الزلزالي الأساسي هو 0.10 جرام؛ يثبت
التجمع الزلزالي هو المجموعة الأولى؛ نوع التربة في الموقع هو الفئة الرابعة، وفئة خشونة الأرض هي A. يظهر الرسم التخطيطي لأبعاد هيكل المعدات في الشكل 1. يتميز الوسط الموجود في مصنع PTA بتآكل قوي، ويمكن أن تلبي مادة التيتانيوم متطلبات مقاومة التآكل بشكل أفضل . نظرًا لارتفاع سعر مادة التيتانيوم وعدم ملاءمتها لتصنيع أوعية الضغط الكبيرة، فإن استخدام ألواح مركبة من فولاذ التيتانيوم لتصنيع أوعية الضغط يمكن أن يقلل بشكل كبير من تكاليف المعدات. يتمتع TA1 بقوة أقل وصلابة أفضل وضغط متبقي أقل بعد الانفجار. قوة الترابط للوحة المركبة أعلى. ولذلك، عند اختيار TA1+Q345R كمادة مكون الضغط الرئيسي و لوحة مركبة من الصلب التيتانيوم، لا يتم تضمين الكسوة في القوة ويتم أخذها في الاعتبار فقط
بالنظر إلى قوة الطبقة الأساسية، من الضروري اقتراح متطلبات مكافئ الكربون، والصلابة، واختبار التأثير، واختبار الموجات فوق الصوتية، وما إلى ذلك لـ Q345R المستخدم في الطبقة الأساسية لضمان الخواص الميكانيكية للوحة الفولاذ الأساسية. لضمان وجود رابطة محكمة بين مادة التيتانيوم المطلية واللوحة الفولاذية الأساسية، يجب أن تكون اللوحة المركبة من فولاذ التيتانيوم مرتبطة بشكل متفجر، وفقًا لأحكام NB/T47002.3-2019 مستوى B1، ويتم توفيرها بطريقة تخفيف الضغط. حالة الصلب. يجب أن تكون قوة القص للوحة المركبة أكبر من أو تساوي 180MPa عند توريدها.
بسبب عمليات التصنيع مثل لف الأسطوانة، وتشكيل الرأس، والمعالجة الحرارية بعد اللحام أثناء تصنيع المعدات، قد تنخفض قوة القص للألواح المركبة. لضمان سلامة المعدات، بعد الانتهاء من تصنيع المعدات، يجب أيضًا التأكد من أن قوة القص للألواح المركبة لا تقل عن 140MPa.
2. التصميم الهيكلي الرئيسي للمعدات
2.1 هيكل مشترك ملحوم على شكل حرف T للوحة المركبة المصنوعة من فولاذ التيتانيوم
يظهر الشكل 2 هيكل المفصل على شكل حرف T عند وصلات اللحام الطولية والمحيطية للوحة المركبة. عادةً ما يتم استخدام لوحة غطاء منفصلة على شكل حرف T مع زاوية مستديرة في المفصل على شكل حرف T. لتسهيل حماية غاز الأرجون على الظهر أثناء اللحام واكتشاف التسرب لمفصل التداخل للوحة الغطاء، يجب حفر فتحات كشف التسرب 2 Φ 6 على الأقل على حشية كل وصلة لحام طولية ومحيطية، وتحديد موقع يجب أن تكون فتحات كشف التسرب قريبة قدر الإمكان من النقاط العالية والمنخفضة للحام الطولي وطرفي وصلة اللحام المحيطية. من أجل اكتشاف نقاط التسرب في الوقت المناسب وتقليل استهلاك غاز الأرجون لحماية الظهر أثناء اللحام، لا يتم ربط قنوات كشف التسرب بين كل أسطوانة بطانة. لذلك، يجب أن تكون الوسادة الموجودة أسفل لوحة الغطاء على شكل حرف T مختومة بالنحاس الفضي عند توصيلها بمفصل اللحام الطولي لقسم أسطوانة بطانة آخر
2.2 الاستيلاء على شفة
نظرًا للحمل الكبير على فوهة أنبوب المعالجة، من أجل ضمان سلامة الاتصال بين أنبوب التوصيل والقشرة، فإن أنبوب التوصيل يستخدم هيكل أنبوب سميك ذو جدران مطروقة للتعزيز الشامل. يعتمد الجدار الداخلي لأنبوب التوصيل على هيكل بطانة من التيتانيوم، والذي يجب أن يضمن توافقًا محكمًا بين بطانة التيتانيوم وداخل أنبوب التوصيل. نظرًا لاختلاف المواد في غلاف وبطانة الاستحواذ، فإن الضغط الناتج عن التمدد الحراري
وبالمثل، فإن تراكب الضغط يمكن أن يؤدي بسهولة إلى تلف عند تقاطع أنبوب التوصيل وبطانة الغلاف. لذلك، يجب أن يضمن هيكل التوصيل بين بطانة أنبوب التوصيل وبطانة الغلاف مرونة كافية عند الوصلة وتجنب الضغط الكبير عند الوصلة الملحومة. يجب أن يعتمد الاتصال بين الغلاف وأنبوب التوصيل هيكلًا ذو حواف للحفاظ على انتقال سلس. للتحقق من وجود تسربات في بطانة التيتانيوم أثناء تشغيل المعدات وكمنفذ للغاز بين أنبوب التوصيل والبطانة، يجب تركيب فتحتين للكشف عن التسرب بقطر 6 مم على الجزء الخلفي من كل بطانة أنبوب توصيل، وتقع في عنق الوصلة شفة الأنبوب وأدنى نقطة في القشرة القريبة. تم تفصيل هيكل تشفيه البطانة وهيكل فتحة كشف التسرب لشفة الاستحواذ في الشكل 3.
يعد تصميم سطح الختم للحافة هو العامل الرئيسي الذي يؤثر على ختم الحافة. يستخدم برج التقطير شفة تزوير متكاملة ذات رقبة عالية طويلة، وسطح إغلاق الحافة مصنوع منلوحة مركبة من الصلب التيتانيوم. يظهر الشكل الهيكلي التفصيلي في الشكل 4. الطبقة الأساسية للوحة المركبة لسطح ختم الحافة ملحومة بقوة بتزوير الحافة، ويتم لحام بطانة التيتانيوم داخل أنبوب التوصيل بكسوة اللوحة المركبة لسطح الختم باستخدام زاوية ملحومة بالكامل مشترك مع لوحة الدعم. هذا النوع من سطح الختم يزيد بشكل كبير من سلامة ختم الفلنجة. بسبب التسرب السهل لسطح ختم الحافة، يجب أيضًا أن تكون فتحات مسامير الحافة مبطنة بهيكل من التيتانيوم لتجنب التآكل السريع لجزء الفولاذ الكربوني للشفة وضمان الاستخدام الآمن للمعدات.
