連續(xù)重整裝置中再生器的設(shè)計(jì)及制造要點(diǎn)探討

程傳裕(中石化洛陽(yáng)工程有限公司設(shè)備室,河南 洛陽(yáng) 471003)

再生器是連續(xù)重整裝置中催化劑再生部分的重要設(shè)備，是整個(gè)裝置催化劑再生的關(guān)鍵設(shè)備,反應(yīng)后的結(jié)焦催化劑在該設(shè)備內(nèi)燒焦再生。該設(shè)備在高溫環(huán)境下運(yùn)行，其內(nèi)部催化劑處于流動(dòng)再生狀態(tài)。再生器內(nèi)部一般分為燒焦區(qū)、氯化區(qū)、干燥區(qū)和冷卻區(qū)。上部燒焦區(qū)內(nèi)設(shè)圓筒形軸向條形篩網(wǎng)，下部設(shè)有圓筒形分布器。再生器大法蘭尺寸大，操作溫度高，溫度有波動(dòng)，不穩(wěn)定，大法蘭的緊固件和密封面易受影響,因此及其容易發(fā)生密封泄漏，在很多已經(jīng)投產(chǎn)的連續(xù)重整中該部位都發(fā)生了不同程度的泄露，因此設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)此處進(jìn)行特別關(guān)注。其內(nèi)構(gòu)件尺寸和裝配精度要求嚴(yán)格，制造要求高，再生器內(nèi)件一般采用約翰遜網(wǎng)的內(nèi)外網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)表面光潔，利于催化劑的流動(dòng)，但是由于再生器的高溫運(yùn)行，催化劑有時(shí)候在內(nèi)外網(wǎng)表面會(huì)燒焦，從而造成內(nèi)外網(wǎng)的破壞。就以上問(wèn)題，本文在對(duì)再生器的設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行以下幾個(gè)方面的探討。

1 材料

1.1 再生器設(shè)計(jì)溫度最高處能達(dá)到590℃，因此其材料選擇至少要滿足高溫的要求，中石化洛陽(yáng)工程有限公司專利的重整裝置再生器所用鋼板、鍛件、鋼管、緊固件及焊材一般為S31608、S31609(鍛)，同時(shí)遵照GB150的要求：奧氏體型鋼材的使用溫度高于525℃時(shí)，鋼中的含碳量應(yīng)不小于0.04%，因此規(guī)定再生器材料的含C量為0.04%-0.08%。焊材應(yīng)符合NB/T 47018-2011的規(guī)定，其熔敷金屬含C量為0.04%-0.08%。

1.2 筒體、封頭、內(nèi)件用S31608鋼板應(yīng)滿足GB24511的規(guī)定。

1.3 S31609鍛件應(yīng)滿足NB/T47010-2010的規(guī)定，驗(yàn)收級(jí)別按圖樣規(guī)定。

1.4 S31608無(wú)縫鋼管應(yīng)滿足GB/T14976的規(guī)定。

1.5 制造廠應(yīng)按同爐批號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)溫度下(上部,中部:560℃;下部:590℃)的高溫拉伸試驗(yàn)，鋼板應(yīng)達(dá)到116MPa，應(yīng)達(dá)到115MPa，鍛件與鋼板相同。

1.6 螺栓和螺母用S31608應(yīng)采用電爐冶煉，并應(yīng)滿足GB/T1220的規(guī)定。螺栓、螺母材料應(yīng)逐件進(jìn)行硬度試驗(yàn)，按螺栓硬度高于螺母硬度（其差值應(yīng)≥HB30）相配安裝。

1.7 所有與殼體相焊的內(nèi)外構(gòu)件材料應(yīng)與殼體相同，即均應(yīng)為S31608。

1.8 應(yīng)該對(duì)制造商提出相應(yīng)的要求，制造商應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件對(duì)基體材料的要求，按照NB/T47014和JB/T4709進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，確定合適的焊接材料和焊接規(guī)程。

2 制造

2.1 再生器在施焊前應(yīng)按照NB/T47014進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，并根據(jù)圖紙要求及評(píng)定合格的焊接工藝制訂焊接規(guī)程。評(píng)定項(xiàng)目應(yīng)包括焊縫返修、承壓件上永久性或臨時(shí)性焊縫以及定位焊縫。焊工應(yīng)嚴(yán)格遵守該規(guī)程，并應(yīng)有施焊記錄。所有承壓焊縫均應(yīng)采用全焊透結(jié)構(gòu)。焊縫和熱影響區(qū)內(nèi)、外表面不允許存在咬邊、裂紋、氣孔、弧坑、夾渣等缺陷，焊縫上的熔渣和兩側(cè)的飛濺物必須清除干凈，并打磨成與母材圓滑過(guò)渡。所有與催化劑接觸的內(nèi)部焊縫表面必須打磨光滑平整，以避免磨損催化劑。禁止在再生器的非焊接部分引弧，因電弧擦傷而產(chǎn)生的弧坑、焊疤及割除卡具、拉筋板等臨時(shí)附件后遺留的焊疤必須打磨光滑。

2.2 催化劑料腿的內(nèi)、外側(cè)板及條形篩網(wǎng)的軸線應(yīng)與殼體軸線平行或重合，以保證催化劑輸送管在內(nèi)外網(wǎng)之間的位置正確。內(nèi)件裝配時(shí)，各部件的安裝要制定嚴(yán)格的安裝程序，而且需設(shè)計(jì)單位的確認(rèn)方可進(jìn)行安裝。所有內(nèi)件均應(yīng)在制造廠進(jìn)行預(yù)組裝，以滿足下列要求：

2.2.1 殼體上端環(huán)向擋板應(yīng)與外網(wǎng)實(shí)際尺寸配合制造，以保證之間間隙符合設(shè)計(jì)圖紙要求；

2.2.2 根據(jù)設(shè)備殼體的實(shí)際尺寸調(diào)整外網(wǎng)底部盲區(qū)的高度，以保證內(nèi)、外網(wǎng)頂部縫隙水平起始位置在同一標(biāo)高上，其偏差符合設(shè)計(jì)圖紙要求；

2.2.3 內(nèi)、外網(wǎng)組裝完后，制造廠應(yīng)按設(shè)計(jì)要求分別檢測(cè)頂部及底部的環(huán)形間隙尺寸和公差，測(cè)量沿圓周取8點(diǎn)，間隔45°，應(yīng)保證頂部各點(diǎn)的環(huán)形間隙和底部各點(diǎn)的環(huán)形間隙符合設(shè)計(jì)圖紙要求。

2.3 殼體A、B類焊縫應(yīng)按JB/T4730進(jìn)行100%射線檢測(cè)，Ⅱ級(jí)為合格。不能進(jìn)行射線檢測(cè)的填角焊縫和內(nèi)件與殼體的連接焊縫，應(yīng)通過(guò)適宜的焊接規(guī)程保證焊接質(zhì)量，并按JB/T4730進(jìn)行100%滲透檢測(cè)，Ⅰ級(jí)為合格。

2.4 水壓試驗(yàn)時(shí)，由于殼體受壓材料為奧氏體不銹鋼，因此試驗(yàn)用水的氯離子含量不得大于15mg/L。同時(shí)水壓試驗(yàn)合格后，所有承壓焊縫均應(yīng)按JB/T4730進(jìn)行100%滲透檢測(cè)，Ⅰ級(jí)為合格。水壓試驗(yàn)后，應(yīng)對(duì)設(shè)備表面進(jìn)行酸洗、鈍化處理。水壓試驗(yàn)完全卸載后應(yīng)立即將水放盡，不得存在積液，充分干燥后通入0.05MPa氮?dú)?，開口接管用盲板封閉。

3 再生器殼體大法蘭的泄露

再生器大法蘭尺寸大，操作溫度高，溫度有波動(dòng)，不穩(wěn)定，大法蘭的緊固件和密封面易受影響,因此及其容易發(fā)生密封泄漏，在很多已經(jīng)投產(chǎn)的連續(xù)重整中該部位都發(fā)生了不同程度的泄露，煉油廠對(duì)此的處理措施大多采用泄露后再次緊固螺栓的方式或者在該部位加保護(hù)套（比如沿法蘭外圈加蒸汽線，對(duì)于泄露的氣體進(jìn)行蒸汽吹散等）的措施進(jìn)行處理。但是該處理方式不僅未能從根本上解決泄露問(wèn)題，而且也會(huì)為后面的安全運(yùn)動(dòng)留下一定的安全隱患。但該處由于其操作溫度高，溫度有波動(dòng)，不穩(wěn)定等特點(diǎn)想很好的完全解決密封泄漏也存在一定的難度，現(xiàn)在比較好的措施有以下兩種：1.在螺柱緊固處增加碟簧，碟簧由于其能抵抗溫度波動(dòng)帶來(lái)的不穩(wěn)定因此能部分的解決密封泄漏問(wèn)題，2.使用更加牢靠的墊片以及更加精確的預(yù)緊措施，在上海石化、揚(yáng)子石化等已經(jīng)使用的更穩(wěn)定的墊片之后，該處的密封泄漏已經(jīng)有所緩和。

4 內(nèi)件

再生器內(nèi)件一般采用約翰遜網(wǎng)的內(nèi)外網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)表面光潔，利于催化劑的流動(dòng)，但是由于再生器的高溫運(yùn)行，催化劑有時(shí)候在內(nèi)外網(wǎng)表面會(huì)燒焦，從而造成內(nèi)外網(wǎng)的破壞。催化劑的燒焦極易產(chǎn)生的位置一般是內(nèi)外網(wǎng)表面不太光潔的地方，因此一般要求內(nèi)、外網(wǎng)表面應(yīng)平滑，焊縫須磨平磨光，不得有任何磨損催化劑的尖角、毛刺等存在，同時(shí)對(duì)絲網(wǎng)之間間隙一定要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)的要求，制造廠要有工藝措施保證篩網(wǎng)縫隙精度：要求每根V形絲鑲嵌在每個(gè)支持圈槽中的相對(duì)位置一致，使得每根V形絲在整個(gè)長(zhǎng)度上不發(fā)生偏移和扭曲變形，在每個(gè)支持圈上布置均勻。制造完成后對(duì)于絲網(wǎng)間隙要認(rèn)真檢查，不得有任何不滿足設(shè)計(jì)要求的間隙。在以前的制造工藝中，內(nèi)外網(wǎng)一般均有縱向的拼接接頭，此接頭處也是容易造成催化劑燒焦的部位之一，因此在現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，一般要求內(nèi)、外條篩網(wǎng)不允許有縱向拼接接頭。

5 結(jié)語(yǔ)

連續(xù)重整裝置中再生器的設(shè)計(jì)需要綜合考慮各種影響因素，從溫度、材料、結(jié)構(gòu)、制造、檢驗(yàn)等多方面加以分析，從而保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，避免因設(shè)計(jì)存在缺陷而造成災(zāi)難性事故。同時(shí)對(duì)該設(shè)備容易出現(xiàn)問(wèn)題的部位要尤其關(guān)注，設(shè)備的安全是整體的安全，但是任何小的問(wèn)題都可能對(duì)整體的安全使用帶來(lái)大的隱患，因此必須避免，以使裝置的運(yùn)行更加安全順暢。

[1]胡德銘.國(guó)外催化重整工藝技術(shù)的進(jìn)展.《煉油技術(shù)與工程》，2008年第11期.

[2]張莉，徐宏，高廣勝.重整反應(yīng)器扇形筒承受催化劑的應(yīng)力分析.《煉油技術(shù)與工程》,2008年4月.