液氧管道布置及保冷设计探讨
2015-08-19孔晓军甄崇汀中石化宁波工程有限公司宁波315103
化工设计 2015年5期
孔晓军 甄崇汀 中石化宁波工程有限公司 宁波 315103
液氧在石油化工装置中广泛运用。工业上制造液氧的方法是对低温液态空气进行分馏,液氧是空分装置的主要产品,储存时以液氧形态储存。
1 液氧管道布置
1.1 液氧的特点
氧气在温度低于-182.980℃时液化成液体,呈天蓝色,气化时吸收大量热量。在常温情况下液氧极易受热气化,同质量的氧气体积是液氧的800 倍。
1.1.1 防止液氧发生物理爆炸
(1)液氧剧烈蒸发产生爆炸。液氧储存温度的轻微变化会带来液氧管道内部压力的急剧变化。例如, - 182℃时液氧管内饱和气压约为0.1041bar,- 180℃ 时液氧管内饱和气压约为0.3512bar,- 177℃ 时液氧管内饱和气压约为0.7979bar。管道内液氧受热易气化,管内压力升高,导致安全阀起跳或者使泵气蚀。系统停车排净后,切断阀关闭,容易导致切断阀间密闭管段受热超压爆炸。
(2)由于液氧存在于-182.980℃下,当液氧介质窜入气化后的氧气管道中时,会造成大气中的水分在管壁附近低温过饱和析出,管壁挂霜、结露和冻冰、超低温造成碳钢管机械强度大幅下降,承压能力骤减,碳钢低温脆性性能差,易发生低温态爆炸。
1.1.2 防止液氧发生化学爆炸
(1)液氧中烃类、有机物等聚积发生化学爆炸,在所有已知的空气杂质中,与液氧接触最危险的介质为乙炔。同时,液氧中的碳氢化合物积聚成粒子,液氧泵运行过程中,高速粒子冲击液氧管道,特别是管道薄弱部分(波纹管膨胀节),由于摩擦大,液氧压力高导致膨胀节破坏,液氧管道泄漏,或者进入真空管道真空腔内。……
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