大型煤化工装置压力容器选材.doc

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1、.大型煤化工装置压力容器选材、设计和制造研讨上海焦化有限公司王霞宋文轩随着世界经济特别是以中国为首的新兴国家经济迅速发展，能源需求日益增长，中国作为有丰富煤炭资源新兴国家，从上世纪九十年代始，大力发展煤化工技术，已成我们化工界的共识。上海焦化有限公司从上世经九十年代至今已分别建成20万吨、15万吨、45万吨年产煤制甲醇和CO装置，已正在安微无为建设60万吨/年煤制甲醇和CO装置。四套装置工艺流程见图1。图1：煤制甲醇装置流程简图变换热量回收冷却低温甲醇气净化20万吨煤制甲醇/年45万吨煤制甲醇/年15万吨煤制甲醇/年60万吨煤制甲醇/年水煤浆气化气化原料气热量回收冷却精镏制精甲醇合成粗甲醇CO

2、分离醋酸装置商品精甲醇焦炉气转化转化气净化环保减排H2S回收制硫磺回收CO2制食品级CO2上述四套大型煤制甲醇项目在建设和投运过程中，关于压力容器的设计和制造的感悟在此总结后和煤化工行业的设计、制造及第三方设备监理的同行们共享。Word文档.煤制甲醇装置规模大型化是规模效益的需要，是甲醇装置发展的必然趋势，从九十年代初我国引进第一套德国鲁齐公司10万吨煤制甲醇/年装置，至今已发展至最大单套60万吨煤制甲醇/年装置，导致甲醇设备日益向大型化发展，压力容器的设备直径越来越大，设备壁厚越来越厚，举例见表1，对压力容器的用材、设计、制造、检验、运输和安装都提出了新的要求，例如在变换工段的一批分离器和换

3、热器，在20万吨装置中，壁厚均小于30mm，虽然采用了了复合板材料，但由于不需作设备整体消除应力热处理，因此复合板设备焊接工艺试板较易通过晶间腐蚀敏感性检验。而在45万吨装置中设备壁厚均大于30mm，采用复合板材料，在设备整体热处理后，焊接工艺评定和产品试板要通过晶间腐蚀敏感性检验就大大提高了制作难度。当壁厚越厚时为保证板厚方向尤其是板厚中部的机械性能，导致对压力容器的材料（包括板材和锻件）的冶炼、轧制和热处理要求越来越高，对压力容器制造厂冷热成形、焊接、热处理工艺技术的要求也越来越高。表1：典型设备壁厚变化比较设备名称装置能力材料设计压力Mpa设备直径mm壁厚mm德士古气化炉20万吨煤制甲醇

4、/年SA387Gr11.cL24.72800=70+6(堆焊)45万吨煤制甲醇/年SA387Gr11.cL24.82800/φ3200=76+6(堆焊)60万吨煤制甲醇/年SA387Gr11.cL26.53400=105+6(堆焊)变换炉20万吨煤制甲醇/年SA387Gr11.cL24.62800=7645万吨煤制甲醇/年14Cr1MoR4.62800=7660万吨煤制甲醇/年SA387Gr11.cL26.93600=142变换1#甲醇分离嚣20万吨煤制甲醇/年16MnR+3043.832800=30+345万吨煤制甲醇/年16MnR(正火)4.63200=60

5、60万吨煤制甲醇/年16MnR（正火）6.93800=120甲醇合成塔20万吨煤制甲醇/年20MnMoNi555.54034=7445万吨煤制甲醇/年SA387Gr11.cL28.53600=11060万吨煤制甲醇/年SA387Gr11.cL29.53600=134合成甲醇分离器20万吨煤制甲醇/年16MnR(正火)+304L5.32000=38+345万吨煤制甲醇/年16MnR(正火)+304L8.52600=80+4（复合层）60万吨煤制甲醇/年16MnR(正火)+304L9.52800=106+4（复合层）注：上海焦化有限公司45万吨煤制甲醇/年装置中部分原料

6、气采用焦炉气转化、净化后直接送合成制甲醇流程，因此变换及低温甲醇洗装置只相当于35万吨煤制甲醇/年的装置。Word文档.在第三套45万吨/年煤制甲醇装置建设中，我们凭借前二套装置建设及投运经验的积累，把装置中压力容器按材料特征分类，组织技术班子和设计院共同编制了如下技术文件：1.煤制甲醇装置厚壁铬钼钢压力容器制造及材料技术要求；2.煤制甲醇装置厚壁复合钢板压力容器制造及材料技术要求；3.煤制甲醇装置低温压力容器制造及材料技术要求；4.煤制甲醇装置酸性气体介质碳钢压力容器制造及材料技术要求。在煤制甲醇装置压力容器设计中，我们要求设计院按模块化设计思路，把压力容器按材料特征分类，各类压力容器设计图

7、纸中的制造和材料技术要求，分别调用上述技术文件，这样既提高了设计文件的水平和质量，又大大提高了设计效率。而我们焦化有限公司的采购部门也根据上述设备分类，组合成压力容器的采购招标包，进行发包招标工作，这样既有利于中标制造厂对相同特性材料的设备进行材料采购、工艺攻关和组织生产，也有利于第三方监理按相同技术要求进行系统质量监督，因此也大大提高了制造厂和第三方监理的效率。上海焦化45万吨/年煤制甲醇装置压