洛阳院加氢反应器技术.ppt

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1、加氢反应器技术黎国磊2009年2月一.加氢反应器概述*加氢反应器是各种加氢工艺过程或加氢装置的核心关键设备。其操作条件相当苛刻。技术难度大，制造技术要求高，造价昂贵。所以人们对它备无论在设计上还是使用上都给予极大的重视。反应器的设计和制造成功，在某种意义上说是体现一个国家总体技术水平的重要标志之一。一.加氢反应器概述（续）*所谓加氢过程是催化加氢过程的总称，其种类品牌繁多，API曾将其划分为三大类：·加氢处理·加氢精制·加氢裂化一.加氢反应器概述（续）*加氢反应器的分类·按工艺过程特点分类有：°固定床反应器°移动床反应器°流化床

2、反应器·按反应器使用状态分类有：°冷壁结构反应器°热壁结构反应器加氢反应器的分类(续)·按反应器本体结构特征分类有：°单层结构–钢板卷焊结构–锻焊结构°多层结构，一般有：–绕带式–热套式等一.加氢反应器概述（续）*对于这样重要、使用条件又很苛刻的设备设计，应该至少要满足以下几点要求：·满足工艺过程各种运作方案的需要。·使用可靠性高。具体应体现在：–满足力学强度要求–具有可靠的密封性能–有较好的环境强度适应性–便于维护和检修，所需时间短。–尽可能降低投资费用。二.反应器技术发展梗概*随着加氢工艺技术的广泛应用，加氢工艺设备特别是加

3、氢反应器技术相应得到很快的发展，并取得显著的进步。主要表现:(1)加氢反应器使用安全性不断提高:(2)为了获得较佳的经济效益，装置日趋大型化，同时也带来了反应设备的大型化。具体表现如下：二.反应器技术发展梗概（续）(一)加氢反应器使用安全性不断提高*这是加氢反应器技术发展过程中始终围绕的核心问题。使用安全性不断提高的主要表现：·设计方法的更新°由“常规设计”即“规则设计”→以“应力分析为基础的设计”，即“分析设计”·设计结构的改进°本体结构：单层→多层→更高级的单层°使用状态：冷壁结构→热壁结构°细部结构的改进（见后）(一)加氢

4、反应器使用安全性不断提高（续）材料生产技术的发展，质量明显提高°体现在冶炼技术、锻造技术、热处理技术、分析技术等等方面。最终体现在材料的内质特性(纯洁性、致密性、均质性)非常优越。制造技术与装备水平的进步与提高°如制造技巧与经验以及包括焊接、堆焊、热处理、无损检测等领域的技术与装备水平都有很大进步与提高。例如：(一)加氢反应器使用安全性不断提高（续）–单层堆焊技术–双丝焊接技术–多头堆焊技术–有堆焊层的反应器上下部90度弯管整体成形技术–无损检测上采用的“TOFD”（TimeofFlightDiffraction）技术——超声波

5、衍射时差法–大型（如150、160MN）自由锻造水压机，可锻造最大毛坯外径达6500mm以上等等装备的建成投用二.反应器技术发展梗概（续）(二)设备向大型化发展为了获取较佳的经济效益，装置日趋大型化,如：美国建造了325万t/a加氢裂化装置和480t/a加氢脱硫装置；我国建造了360t/a加氢裂化装置和300t/a加氢脱硫装置。设备的大型化带来了反应设备的大型化。(二)设备向大型化发展（续）*（国外大型化进展例）(二)设备向大型化发展（续）*（国内大型化进展例）(二)设备向大型化发展（续）*为适应设备大型化的需要，高压加氢设备的

6、现场组焊制造技术应运而生。·国外：很早就开发了此项技术；·国内：从1996年开始实施。特别是2002年在条件很艰苦的内蒙古现场组焊制造了当今世界上最重的2100吨反应器。积累了很宝贵的在现场组焊制造大型反应器的经验。(二)设备向大型化发展（续）二.反应器技术发展梗概（续）*热壁加氢反应器技术的演变热壁加氢反应器技术的演变可划分为四个历史时期。如：热壁加氢反应器技术的进展历程热壁加氢反应器技术的进展历程时期技术特征备注第一个历史时期1972年以前开发初期第二个历史时期1973～1980改进期第三个历史时期1981～1987成熟期第

7、四个历史时期1988～现在更新期以开发成功新Cr-Mo钢为标志热壁加氢反应器技术演变内容概况阶段起止时间技术特征技术进步内涵与存在问题第一个历史时期1972年以前开发初期设计：由常规设计→分析设计。设计对材料只提出满足力学性能及抗氢腐蚀和硫化氢腐蚀的要求；材料：冶炼由平炉→电炉，开始材料纯净度和均质性较差；堆焊：采用SAW工艺(末期开发出浅熔深堆焊工艺）；使用中曾出现过Cr-Mo钢的回火脆化现象和不锈钢的氢脆损伤问题。热壁加氢反应器技术演变内容概况（续）阶段起止时间技术特征技术进步内涵与存在问题第二个历史时期1973~1980改

8、进期设计：分析设计应用较普遍。设计对材料已提出控制回火脆化的要求(如控制J-系数和X系数)。结构设计已有所改进，一是尽量减小应力集中，二是方便在役检测；材料：冶炼由电炉(或+保温炉)→电炉+炉外精炼技术(如真空碳脱氧工艺及其它新的冶炼工艺的应用)可以冶炼出低Si