工艺技术论文范文

2022-05-09

今天小编为大家推荐《工艺技术论文范文(精选3篇)》,供大家阅读,更多内容可以运用本站顶部的搜索功能。摘要:锻造是一种为了提升金属材料的机械性能,或者获得一定形状的加工方法,随着工业化程度的加强,锻造在现代工业生产中越来越具有重要的地位及作用。它是利用了一定的冲击力及压力的方法,使得金属材料改变原有的形状或者性能,从而获得需要的形状及尺寸的一种方法。本文对锻造的技术进行了简单介绍,以达到对更科学的方法进行探究的目的。

第一篇:工艺技术论文范文

低温乙烯贮存工艺技术总结

摘要:本文简单介绍了低温乙烯贮存工艺包含低温乙烯贮罐贮存、液态乙烯增压汽化外输、蒸发汽液化回收、液态乙烯卸车及尾气排放焚烧五大系统,并对贮罐保冷、液相管线保冷、节流阀、节能器及安全系统等关键技术进行了剖析,提出了优化工艺流程的建议。

关键词:乙烯;贮存;冷凝;汽化;节约

1引言

乙烯[1]是石油化工最基本原料之一。在有机合成方面,广泛用于合成乙醇、环氧乙烷及乙二醇、乙醛、乙酸、丙醛、丙酸及其衍生物等多種基本有机合成原料。低温乙烯贮存项目为下游的环氧乙烷装置提供乙烯原料,建成投产后,其最大贮存规模将达10万吨/年,为化工园区的建设及当地经济的发展做出重大贡献。本文就低温乙烯贮存项目的工艺技术进行总结,以吸收其先进的工艺技术,提高自身的工艺设计水平。

2低温乙烯贮存工艺流程介绍

低温乙烯贮存工艺分为五部分:低温乙烯贮罐贮存系统、液态乙烯增压汽化系统、乙烯蒸发汽液化回收系统、液态乙烯卸车系统和尾气排放焚烧系统,具体介绍如下:

2.1 低温乙烯贮罐贮存系统。低温乙烯贮罐为双层壁式平底单拱顶单容罐,有效容积10000m3,操作温度-104℃,操作压力15kPa(表压,下同)。贮罐装有压力测量和控制设施使贮罐维持一定压力。当罐顶压力>24kPa时,安全阀开启,向焚烧炉排放气体;当罐顶压力<4kPa时,补氮阀门打开补气。系统排放气通过回气总管回到大罐,槽车的低温乙烯通过卸车线由罐顶进入,外输的乙烯由罐底的出液口进入输送泵。

2.2 液态乙烯增压汽化外输系统。贮罐出液线的液态乙烯由输送泵加压至3.0MPa后,依次流经节能器、预冷器、换热器、汽化器和过热器,升至常温后以气态输出。在节能器和预冷器中,液态乙烯由压缩机的160℃气态乙烯加热;在换热器中,乙烯被-10℃冷冻盐水加热;在汽化器和过热器中,乙烯被蒸汽加热,逐级升温气化。

2.3 乙烯蒸发汽液化回收系统。在卸车作业或有热量输入时,贮罐内可能产生大量气态乙烯。这部分乙烯不能直排至焚烧炉烧掉,需回收。乙烯气首经压缩机增压至1.8MPa, 此时升温至159℃。无乙烯外输作业时,乙烯气在冷却器中,被循环水冷却至40℃左右;在冷凝器中,冷冻机组来的-48℃的低温丙烯将乙烯冷却至-40℃;凝液接收罐出来乙烯节流至0.4MPa后进入闪蒸罐,最终冷却至-100℃液化后回到贮罐。

2.4 液态乙烯卸车系统。液态乙烯通过槽车由厂外送入。卸车作业时,首先对卸车管线进行置换和预冷。来自冷却器的0.6MPa气相乙烯是乙烯卸车的动力,通过管线将其引入槽车,与贮罐形成一定压差,将液相乙烯压入贮罐。卸车完后,对软管等接管进行氮气吹扫。卸车能力为50t/h。

2.5尾气排放焚烧系统。为了确保系统安全,低温乙烯贮存工艺设置了大量的安全阀排放管线,当有超压时,安全阀起跳释压,气体排往焚烧炉进行焚烧处理。焚烧炉能处理事故最大排放量时的废气,使废气中的烃类完全燃烧后达标排放。

3低温乙烯贮存工艺关键技术

3.1 贮罐的保冷。低温乙烯贮罐内部温度为-104℃,与罐外形成约130℃的温差,环境热量导入罐内,导致乙烯大量汽化。为防止乙烯受热汽化,贮罐的保冷绝热措施十分重要。低温乙烯贮罐采用双壁罐,由内外两个钢罐及吊顶组成。内罐罐底用泡沫玻璃绝热并支承,罐壁夹层采用珠光砂和弹性玻璃棉毡绝热,吊顶用玻璃纤维或矿棉绝热,保证贮罐整体与外界绝热。内外罐间的绝热层厚达1米,最大限地降低乙烯与环境的热交换。一般情况下,几乎可忽略由于环境温度传入罐内汽化的乙烯量。

3.2 液态乙烯管线的保冷。进罐管线若保冷不好,卸车管线可能形成气液两相流,加上卸车点至贮罐进液口距离较远,压降较大,可能导致无法卸车的状况。出罐管线保冷欠佳会产生乙烯气体,使输送泵出现“气缚”现象,减低输送效率,甚至损坏泵体。

这两根管线在设计中均采用真空管绝热技术,即工艺管道外套一较大管道,夹层抽真空,并填塞部分绝热材料。此技术利用了真空具有低导热系数的特点,将管内和环境绝热。真空管道分段铺设,每段6米长,段间依然采用常规保冷。真空管段造价较高,一次投资大。针对小范围高要求的绝热,真空管道不失为较好的选择。

3.3 节流阀的应用。乙烯蒸发汽液化回收系统用于回收贮罐里汽化的少量乙烯气体。常规的制冷剂(如丙烷)无法使乙烯气体深冷到-104℃。乙烯气体必须首先经压缩机升压至1.8MPa左右,再用制冷剂冷却至-40℃左右后,通过节流阀进行节流膨胀,利用焦耳-汤姆逊效应降低乙烯温度至-100℃,液化回到贮罐。本工艺的节流阀安装在闪蒸罐的入口,液化的乙烯通过闪蒸罐去除夹杂的少量气体,由罐底回到贮罐。节流阀的出口压力是关键参数,压力过低可能导致液态乙烯无法回到贮罐,过高使乙烯温度无法降至露点以下,设置必须合理,其决定于乙烯的焦耳-汤姆逊系数。

3.4 节能器的设置。节能器为板式换热器,冷热乙烯进行热交换。热乙烯来自压缩机,冷乙烯来自输送泵。热乙烯需要冷凝回收,冷乙烯需要汽化外输。由于汽化外输的乙烯流量远大于罐顶汽化的乙烯气体量,节能器的设置充分利用了系统富足的冷量,可节约冰机制冷系统的能耗,还可减少乙烯汽化器中低压蒸汽的使用量,对降低整套系统的运行成本具有重要作用。节能器本身仅是普通的换热器,但其可能决定工艺技术的经济可行性。

3.5 压力控制系统。液态乙烯属于液化烃,饱和蒸汽压高,当绝热无法保证,或乙烯不流动的状况下,极易汽化,使容器或管道超压。低温乙烯贮存工艺需要合理的压力控制系统。乙烯贮罐装有测压和控制设施,使贮罐压力维持稳定。除罐顶的安全阀、补氮阀和吸气阀外,换热器与各容器顶部都安有安全阀,一旦超压,能及时释放气体泄压。

4低温乙烯贮存工艺有待改进的方面

低温乙烯贮存工艺虽水平先进,但此技术还有多处可完善之处:(1)乙烯贮罐为单防罐,外罐仅起支撑内罐顶和绝热材料的作用,一旦内罐泄漏,外罐无法装载泄漏出的乙烯,显得大材小用。如果加强外罐设计,外罐既能储存冷冻液体,又能限制内罐泄漏液体所产生的气体排放,可使内罐泄漏造成的损失降至更低。(2)乙烯蒸发汽液化回收系统采用了两条线路相互切换使用的工艺。但考虑乙烯外输几乎不会中断,并且外输量比较大,可以将冰机制冷线路去掉,用外输乙烯富足的冷量冷却乙烯气体。节约一次性投资,提升整套工艺系统的性价比。

5结论

低温乙烯贮存工艺由于具备常压贮存、单台容积大、贮运成本低及贮运安全可靠等特点,被越来越多地应用于实际生产。做好保冷绝热,适当使用节流降温,设计严密的安全系统是其成功运行的关键。此工艺技术的改进的方向将体现于更大型化、更安全使用、更节约成本。

参考文献:

[1]李积杰,20000m3低温乙烯储存工艺的研究,北京:通用机械,2009年,1:60-62.

(作者单位:南京博约环境科技有限公司)

作者:罗徐艳

第二篇:探讨现代技术角度下的锻造工艺技术

摘要:锻造是一种为了提升金属材料的机械性能,或者获得一定形状的加工方法,随着工业化程度的加强,锻造在现代工业生产中越来越具有重要的地位及作用。它是利用了一定的冲击力及压力的方法,使得金属材料改变原有的形状或者性能,从而获得需要的形状及尺寸的一种方法。本文对锻造的技术进行了简单介绍,以达到对更科学的方法进行探究的目的。

关键词:锻造;多工位高速锻造;方法

对于金属材料及零件的成型一般都要经过锻造工艺。它不仅可以使零件获得较好的机械性能,还可以改变其形状也适应使用的要求。现代技术的发展,使得高科技及技术应用日趋广泛。在锻造技术及工艺上,也显现出了一定的技术含量。比如常见的冷温锻造技术、精密锻造技术及多工位高速锻造技术等。本文将逐一进行介绍。

1 .精密锻造技术

科学技术的发展,在工业化生产中,涌现出了很多新技术新工艺。在锻造技术上,也扩展了多种工艺,比如复合工艺、等温工艺以及热、冷工艺等。它是根据金属在锻造工程中成型的温度进行区别的。

1.1. 热精锻

热温度下的精密锻就是一种锻造工艺,只是这种工艺特殊、精密。它需要的温度通常在再结晶温度的上面。对于一些复杂的工件,在选择锻造工艺时,一般都会选用热温度下精密锻造工艺。由于工件需要的条件不同,它需要具有很高的塑性及很低的抗变形能力。但在这种工艺下的锻造实际也存在一定的问题。比如有些工件在尺寸上精度很差,离国家标准太远,而有些工件,表面质量太差等,后经发现,这都是因为使用热温度下的精密锻造工艺的结果。皆因为此项工艺有着很强的氧化性。瑞士哈特贝尔作为世界最为著名的热精锻设备制造商,他的产品AMP20S、AMP70系列等等应用广泛,在世界都享有很高的声誉。其中以AMP50 和AMP70由于其技术先进最为受到欢迎。它的先进性主要有:第一,在使用切割时,通过一次加热便可以实现全部过程。因此,可以大量节约切割费用;第二,通过使用热精锻模型,减少了使用材料,成本也有所降低;第三,在热温度下精密锻造的工件其变形流动性要比在低温下好。换句话说,如果需要多强度及硬度的零件时,非常适合选用热精锻工艺。如今的市场竞争如此激烈,任何一个企业想要赢得声誉,都需要从其产品上获得。因此,在进行产品生产时就需要采用新型技术。而热温度下的精密锻造工艺恰巧符合了这个要求。

1.2. 冷精锻

冷精锻形状复杂,锻件的种类很多,成形压力也比普通的压力要高出很多。因此,在成型过程中,需要很大的难度。它的技术特点是:材料会有很高的利用率,生产效率很高,其加工形状比起其他工艺锻造的零件要复杂,产品在尺寸上有着很高的一致性,且精度好,同时,零件的使用寿命较长,有着很高的机械强度。这种工艺最适合批量生产、无法使用切削工艺的金属器件。因此,在汽车、摩托车以及一些传动性部件上,都有极为广泛的应用。现在我国很多传动部件都已经使用了冷精锻来加工并锻造。当前这种技术已经形成了两个发展趋势:1)高经济性精度;2)零件有着很广泛的使用范围。

1.3. 适宜温度下的精密锻造

这种技术主要在温度上与其他锻造工艺有差别。适宜温度下的精密锻造就是选用合适的温度下的一种锻造工艺,也称作温精锻工艺。它介于冷精锻与热精锻之间,克服了冷精锻在成型中变形抗力大、需中间加热等缺点,又客服了热精锻中强烈的氧化作用,因此,具有这两者的全部优点。这种技术突破了一些难题,但也存在一些弱点,就是它对设备的要求很高,对模具的要求也很高,无形中增加了投资成本。

1.4. 复合精锻

在一个工件上,使用了冷精锻、热精锻、温精锻三种工艺组合共同完成的锻造技术就是复合精锻。它集合了以上三种工艺的优点,却克服了以上工艺中的不足。使得工件在尺寸精度、性能强度及表面光亮度上都有所突破。

1.5. 等温精锻

这种锻造工艺经常被使用在铝合金、钦合金等成形工艺中。因为这些工件的自身特点决定了它们在锻造过程中需要采取的方式。采用等温精锻工艺相比于其他方式及工艺,很高效也很经济。

2. 多工位高速锻造技术

多工位高速锻造与传统工位锻造的区别很大,它一般不适合使用在预锻工位模具设计及生产中,那样会出现载荷量大、填充质量差等情况。但是,这种技术,节能降耗,降低成本,已经作为新技术在国外得到了普遍应用。它在汽车配件,工程机械中有着最为广泛的应用。它的高速成形、高速传递及加工硬化的效应使之简化了工序,节省了设备的投资及能源,是一种极为先进的成形技术。

2.1.锻造特点

这种工艺,利用了高速剪切下料的方法,保证了毛坯的表面质量和内在精度。各工位间通过机械钳完成自动送料,再通过可调式机械手把工件在相应位置固定后,传送到下一工位。利用同一台机床便可以实现各类精密锻件的加工。其优点在于:料损少,只剩下不能应用的料头及料芯。使得材料有了很高的利用率。锻件的余量及公差较小,精度很高。小时产件在1800至3000件之间,生产率很高,且自动化程度很高。此外,其模具具有很高的使用寿命,在3万至10万件之间。

2.2.技术中存在的问题

对锻造工艺进行研究人员很多,也取得了一定的成就。并对不同零件研发了相关的锻造设计系统。并且在提升锻件质量上,一致认同将优化方法与有限元模拟结合的方法最为有效。但对于多工位高速锻造工艺而言,研究的不多,且在优化领域主要有以下几个问题:1)由于与传统锻造工艺不同,除了要求降低载荷及填充饱满外,还要对载荷的平衡及承载能力进行预计;这种工艺作为典型的变量,目标多,约束条件多,想要根据这些特点来设计需要的优化模型有很大难度。2)耗费时间。对于这种工艺,全模拟过程的实践花费很多。3)目前市场上,还没有可以对锻造工艺进行优化的集成软件。很多的程序及工序都需要人工进行手工完成。因此,在实际使用中,要如何利用原有的优点进行优化,并建立准确的模型,必须要对其进行高效优化方法的探寻。从流程开始,对自动化的集成系统进行开发,已经成为了工位高速锻造工艺的主要发展方向。

3. 结语

现在的世界经济及科技高速发展,汽车上一些装备都随着新产品的问世而得到了很大发展空间。各个行业及企业对于锻造件的要求标准也越来越高,因此,对锻造工艺及锻造技术的要求也随之增高。只有熟练掌握各种锻造技术,把各种锻造工艺进行紧密的结合,才能达到低成本、高质量的目标。

参考文献:

[1]赵新海,赵国群,王广春,等.锻造预成形多目标优化设计的研究[J].机械工程学报,2012

[2]赵新海,虞松,赵国群,等.控制形状和变形的锻造预制坯多目标优化设计[J].山东大学学报,2011.

作者:邓松

第三篇:低压气井举升工艺技术研究

摘 要:辽兴公司是辽河油田公司天然气第二大厂,共有气井117口,其中兴隆台地区是公司主要产气区块,对于维持公司气井产量至关重要。但兴隆台油气田目前已进入开发中后期,因长期开采低压低产,储层埋藏又较浅,造成地层出砂严重,极易使近井地带污染,砂埋气层,后期开采又面临含水上升,造成气井产量下降,提前进入递减期,部分气井甚至过早停喷,水淹停产。需要研究低压气井举升工艺,挖掘低压气井的潜在产能。

关键词:低压;气井;举升工艺

1 绪论

辽兴油气开发公司是辽河油田公司天然气第二大厂,气井低压、低产、出水、出砂矛盾突出,严重制约了气井高效开发。公司现有气井排液措施单一,主要依靠投棒、气举方式排水采气,虽然也取得一定效果,但随着开发的不断深入,层间接替能力下降,投棒方式排水量小,助排效果有限,对于积液严重气井不能从根本上解决井筒积液问题。同时浅层气井出细砂状况较严重,目前防砂技术对浅层细砂的防治有一定技术制约性,以往取得的效果并不理想,因此如何有效治理浅层气井出细粉砂问题成为攻克的难题。综上所述,低压气井举升工艺技术的研究,对于解决浅层气井低压低产、出砂出水的开发难题,最大限度挖掘气井潜力,实现气井稳产增产,提高采收率的目的。

2 低压气井举升工艺技术研究

2.1 存在问题

(1)气井产量低,携液能力差,在气井出水的基础上,无法将全部地层出液携带出井筒,造成井筒内积液,甚至造成地层水锁,影响气井产能;洗井作业、氮气诱喷作业、压裂防砂易将井筒内液体压入地层造成水锁。

(2)气井地层出砂,造成出砂砂埋气层,造成气井产能下降;地层砂随着气流举升地面,造成地面井口磨损、损坏,地面设备损坏,严重引起井口井喷失控。

2.2 配套举升工艺技术

针对公司的气井生产问题,我们提出了对应的解决方案。

(1)气井堵水技术。对于气井出水,首先确定出水类型。在出水初期通过控制产气量保证气井可以将地层出水携带到地面,防止出现井筒积液情况,最大限度的延长气井无积液生产时段;针对水窜型气层出水,应以堵为主,首先要高清地层出水层段,然后通过封堵出水层达到堵水效果。气层和出水层为各自独立的地层,则通过打水泥塞、下丢手封隔器、水泥或者化学药剂封堵出水层的手段堵水;针对底水锥进,首先是采用控制生产压力,防止过早积液,其次可以通过在出水段上部打水泥塞、地层打水泥隔板的方式达到堵水效果;针对边水锥进,或者气水同层主要依靠化学方式或者聚合物方式形成堵水层,达到堵水采气的效果。

(2)气井排水采气技术研究。包括泡沫助排技术研究、低压气井优选管柱技术研究、泡沫氮气快速助排技术研究。

泡沫排水采气工艺是将表面活性剂注入井内,与气水混合产生泡沫,减少气水两相垂直管流动的滑脱损失,增加带水量,起到助排的作用,但针对积液严重低压井效果并不理想。对此,我们研究一种新型气井助排水技术,即深度助排技术。其中关键是优选了高效组合化学助排剂。该组合助排剂具有在井筒、井底温度情况下,与水溶解膨胀扩散,形成多联发泡,降阻,洗涤,分散,缓释功能,在气水比的气藏地质条件下,能有效提高气流垂直携水能力。

泡沫氮气快速助排技术,是针对部分气井井筒积液造成气井产能不能通过泡沫助排技术恢复气井生产的状况,依靠地面补充氮气,举出井筒内积液实现恢复气井正产生产的目的,同时准对部分停产井效果良好;通过氮气助排将泡沫液挤入地层可以有效解决因地层水锁造成气层停产问题。

(3)气井复合防砂技术研究。包括高精度机械防砂技术研究,气井压裂防砂、化学防砂技术研究,气井防砂排水一體化管柱技术研究。

因出砂井易造成地层亏空,为填补亏空地层,有效减少地层大面积出砂,优化设计采用小排量、大砂量强度施工,为避免防砂施工改造地层,通过优化计算,确保施工过程中充填砂浆能够有效进入地层的前提下,较少对地层造成影响,气井采用大排量、小砂量的处理压防方式;配合使用2寸油管以及准对气井细粉砂的高精度防砂筛管。但是压裂防砂在部分低压井实施易造成底层内压裂液返排困难,造成地层水锁;压裂造缝易沟通水层造成气层出水,因此压裂防砂实施需要优选井况,选择地层压力充足的气井实施。准对低压气井我们主要采用的为高精度机械防砂技术,目前正在研究低压气井化学防砂技术。

3 现场应用

2017年以来,在兴隆台浅层低压气井中累计实施各类低压井举升工艺技术10井次,措施累计增产天然气147.2834万方,措施创效61.7821万元,实施效果良好。

4 结论

(1)深度助排技术研究,通过室内和现场试验,优选高效组合助排剂,优化了气井排水-防砂一体化管柱,有效解决气井井底积液、出砂问题,实现低压气井有效连续排水采气。

(2)开展气井复合防砂技术研究,采用防、固、挡相结合,解决气井出砂问题。在辽河油田首次对出细粉砂气井进行小排量、大砂量、高强度的低压填充复合防砂技术,打破气井治理细粉砂的技术瓶颈。

(3)开展泡沫氮气快速助排技术研究,有效应用于低压低产长停气井,挖掘气井潜力,解除城区气井安全隐患。

参考文献:

[1]曾庆恒,廖锐全,杨玲.采气工程.北京:石油工业出版社,2012.

[2]温守国.气井出水与积液动态分析研究.中国优秀硕士学位论文全文数据库,2011(04).

作者:于超

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