洛陽院加氫反應(yīng)器技術(shù).ppt

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1、加氫反應(yīng)器技術(shù)黎國磊2009年2月一.加氫反應(yīng)器概述*加氫反應(yīng)器是各種加氫工藝過程或加氫裝置的核心關(guān)鍵設(shè)備。其操作條件相當(dāng)苛刻。技術(shù)難度大，制造技術(shù)要求高，造價昂貴。所以人們對它備無論在設(shè)計上還是使用上都給予極大的重視。反應(yīng)器的設(shè)計和制造成功，在某種意義上說是體現(xiàn)一個國家總體技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。一.加氫反應(yīng)器概述（續(xù)）*所謂加氫過程是催化加氫過程的總稱，其種類品牌繁多，API曾將其劃分為三大類：·加氫處理·加氫精制·加氫裂化一.加氫反應(yīng)器概述（續(xù)）*加氫反應(yīng)器的分類·按工藝過程特點(diǎn)分類有：°固定床反應(yīng)器°移動床反應(yīng)器°流化床

2、反應(yīng)器·按反應(yīng)器使用狀態(tài)分類有：°冷壁結(jié)構(gòu)反應(yīng)器°熱壁結(jié)構(gòu)反應(yīng)器加氫反應(yīng)器的分類(續(xù))·按反應(yīng)器本體結(jié)構(gòu)特征分類有：°單層結(jié)構(gòu)–鋼板卷焊結(jié)構(gòu)–鍛焊結(jié)構(gòu)°多層結(jié)構(gòu)，一般有：–繞帶式–熱套式等一.加氫反應(yīng)器概述（續(xù)）*對于這樣重要、使用條件又很苛刻的設(shè)備設(shè)計，應(yīng)該至少要滿足以下幾點(diǎn)要求：·滿足工藝過程各種運(yùn)作方案的需要?！な褂每煽啃愿?。具體應(yīng)體現(xiàn)在：–滿足力學(xué)強(qiáng)度要求–具有可靠的密封性能–有較好的環(huán)境強(qiáng)度適應(yīng)性–便于維護(hù)和檢修，所需時間短。–盡可能降低投資費(fèi)用。二.反應(yīng)器技術(shù)發(fā)展梗概*隨著加氫工藝技術(shù)的廣泛應(yīng)用，加氫工藝設(shè)備特別是加

3、氫反應(yīng)器技術(shù)相應(yīng)得到很快的發(fā)展，并取得顯著的進(jìn)步。主要表現(xiàn):(1)加氫反應(yīng)器使用安全性不斷提高:(2)為了獲得較佳的經(jīng)濟(jì)效益，裝置日趨大型化，同時也帶來了反應(yīng)設(shè)備的大型化。具體表現(xiàn)如下：二.反應(yīng)器技術(shù)發(fā)展梗概（續(xù)）(一)加氫反應(yīng)器使用安全性不斷提高*這是加氫反應(yīng)器技術(shù)發(fā)展過程中始終圍繞的核心問題。使用安全性不斷提高的主要表現(xiàn)：·設(shè)計方法的更新°由“常規(guī)設(shè)計”即“規(guī)則設(shè)計”→以“應(yīng)力分析為基礎(chǔ)的設(shè)計”，即“分析設(shè)計”·設(shè)計結(jié)構(gòu)的改進(jìn)°本體結(jié)構(gòu)：單層→多層→更高級的單層°使用狀態(tài)：冷壁結(jié)構(gòu)→熱壁結(jié)構(gòu)°細(xì)部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)（見后）(一)加氫

4、反應(yīng)器使用安全性不斷提高（續(xù)）材料生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，質(zhì)量明顯提高°體現(xiàn)在冶煉技術(shù)、鍛造技術(shù)、熱處理技術(shù)、分析技術(shù)等等方面。最終體現(xiàn)在材料的內(nèi)質(zhì)特性(純潔性、致密性、均質(zhì)性)非常優(yōu)越。制造技術(shù)與裝備水平的進(jìn)步與提高°如制造技巧與經(jīng)驗以及包括焊接、堆焊、熱處理、無損檢測等領(lǐng)域的技術(shù)與裝備水平都有很大進(jìn)步與提高。例如：(一)加氫反應(yīng)器使用安全性不斷提高（續(xù)）–單層堆焊技術(shù)–雙絲焊接技術(shù)–多頭堆焊技術(shù)–有堆焊層的反應(yīng)器上下部90度彎管整體成形技術(shù)–無損檢測上采用的“TOFD”（TimeofFlightDiffraction）技術(shù)——超聲波

5、衍射時差法–大型（如150、160MN）自由鍛造水壓機(jī)，可鍛造最大毛坯外徑達(dá)6500mm以上等等裝備的建成投用二.反應(yīng)器技術(shù)發(fā)展梗概（續(xù)）(二)設(shè)備向大型化發(fā)展為了獲取較佳的經(jīng)濟(jì)效益，裝置日趨大型化,如：美國建造了325萬t/a加氫裂化裝置和480t/a加氫脫硫裝置；我國建造了360t/a加氫裂化裝置和300t/a加氫脫硫裝置。設(shè)備的大型化帶來了反應(yīng)設(shè)備的大型化。(二)設(shè)備向大型化發(fā)展（續(xù)）*（國外大型化進(jìn)展例）(二)設(shè)備向大型化發(fā)展（續(xù)）*（國內(nèi)大型化進(jìn)展例）(二)設(shè)備向大型化發(fā)展（續(xù)）*為適應(yīng)設(shè)備大型化的需要，高壓加氫設(shè)備的

6、現(xiàn)場組焊制造技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生?！猓汉茉缇烷_發(fā)了此項技術(shù)；·國內(nèi)：從1996年開始實(shí)施。特別是2002年在條件很艱苦的內(nèi)蒙古現(xiàn)場組焊制造了當(dāng)今世界上最重的2100噸反應(yīng)器。積累了很寶貴的在現(xiàn)場組焊制造大型反應(yīng)器的經(jīng)驗。(二)設(shè)備向大型化發(fā)展（續(xù)）二.反應(yīng)器技術(shù)發(fā)展梗概（續(xù)）*熱壁加氫反應(yīng)器技術(shù)的演變熱壁加氫反應(yīng)器技術(shù)的演變可劃分為四個歷史時期。如：熱壁加氫反應(yīng)器技術(shù)的進(jìn)展歷程熱壁加氫反應(yīng)器技術(shù)的進(jìn)展歷程時期技術(shù)特征備注第一個歷史時期1972年以前開發(fā)初期第二個歷史時期1973～1980改進(jìn)期第三個歷史時期1981～1987成熟期第

7、四個歷史時期1988～現(xiàn)在更新期以開發(fā)成功新Cr-Mo鋼為標(biāo)志熱壁加氫反應(yīng)器技術(shù)演變內(nèi)容概況階段起止時間技術(shù)特征技術(shù)進(jìn)步內(nèi)涵與存在問題第一個歷史時期1972年以前開發(fā)初期設(shè)計：由常規(guī)設(shè)計→分析設(shè)計。設(shè)計對材料只提出滿足力學(xué)性能及抗氫腐蝕和硫化氫腐蝕的要求；材料：冶煉由平爐→電爐，開始材料純凈度和均質(zhì)性較差；堆焊：采用SAW工藝(末期開發(fā)出淺熔深堆焊工藝）；使用中曾出現(xiàn)過Cr-Mo鋼的回火脆化現(xiàn)象和不銹鋼的氫脆損傷問題。熱壁加氫反應(yīng)器技術(shù)演變內(nèi)容概況（續(xù)）階段起止時間技術(shù)特征技術(shù)進(jìn)步內(nèi)涵與存在問題第二個歷史時期1973~1980改

8、進(jìn)期設(shè)計：分析設(shè)計應(yīng)用較普遍。設(shè)計對材料已提出控制回火脆化的要求(如控制J-系數(shù)和X系數(shù))。結(jié)構(gòu)設(shè)計已有所改進(jìn)，一是盡量減小應(yīng)力集中，二是方便在役檢測；材料：冶煉由電爐(或+保溫爐)→電爐+爐外精煉技術(shù)(如真空碳脫氧工藝及其它新的冶煉工藝的應(yīng)用)可以冶煉出低Si