加氫反應(yīng)器發(fā)展史

1、文獻綜述結(jié)課作業(yè) 題 目：鼓泡床加氫反應(yīng)器的研究進展學生姓名：學 號：專業(yè)班級指導教師：2014年 9月1日文獻綜述作業(yè)鼓泡床加氫反應(yīng)器的研究進展摘 要綜述了我國煉油加氫反應(yīng)器研制建造，發(fā)展歷程和取得的成就，指出國內(nèi)加氫反應(yīng)器制造技術(shù)在以下幾方面所面臨的挑戰(zhàn): 壓力容器新標準的頒布實施，需亟待完善加氫設(shè)備用材料的基礎(chǔ)性能數(shù)據(jù); 超大厚度和超大型筒節(jié)鍛件及設(shè)備制造技術(shù)有待進一步完善; 盡早開展加氫反應(yīng)器服役后的材料性能研究，為即將到來的設(shè)備延壽做好技術(shù)準備關(guān)鍵詞：加氫反應(yīng)器；材料；技術(shù)；進展Research progress ofbubblingbed hydrotreating reactor

2、AbstractReviewourrefineryhydrogenationreactordesignconstruction,developmentand achievements,pointed out that themanufacturing technologyof domestichydrogenation reactorin thefollowing aspects:thechallenge ofnewpressure vessel standardspromulgated and implemented,needs to be perfectedwith theperforma

3、nce data basedhydrogenequipment;large thicknessand super largecylinderforgings andequipment manufacturing technologyto be further improved;as soon as possible to carry outandStudy on material properties ofthe hydrogenation reactorafter service,to preparefor the upcomingequipmentlife.Keywords：Hydroge

4、nation reactor; Material; technology; Progress目 錄第1章 引言1第2章 鼓泡床加氫反應(yīng)器概述22.1 加氫反應(yīng)器的發(fā)展史22.2 加氫反應(yīng)器各階段特點22.2.1 加氫反應(yīng)器發(fā)展第一、二階段特點22.2.2 加氫反應(yīng)器發(fā)展第三、四階段特點3第3章 加氫反應(yīng)器各方面技術(shù)新進展43.1 加氫反應(yīng)器設(shè)計及材料的技術(shù)進展4 3.1.1設(shè)計方面的進展.5 3.1.2材料方面的進展.53.2 加氫反應(yīng)器制造過程中應(yīng)用的新技術(shù)53.2.1 中空鍛造成形技術(shù)63.2.2 焊接與堆焊技術(shù)6 3.2.3 絲窄間隙焊接技術(shù).6 3 .2.4 多頭堆焊技術(shù)及寬焊帶堆工藝

5、.6 3.2.5 單層堆焊代替雙層堆焊技術(shù)6第4章 加氫反應(yīng)器在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題6 4.1加氫反應(yīng)器在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀.7 4.2加氫反應(yīng)器存在的問題.7第5章 結(jié)論8參考文獻9第1章 引言第1章 引言在煉油工業(yè)中，采用高溫高壓加氫精制技術(shù)已有近半個世紀的歷史。隨著加氫裂化和加氫脫硫等工藝的改進，輕質(zhì)油品需求量的增加，重質(zhì)原料油的裂解精制，防止大氣污等的需要，該項工藝技術(shù)在不斷進步，帶動了加氫精制裝置和加氫裂化裝置中的核心設(shè)氫反應(yīng)器制造技術(shù)的改進提高和材料的更新?lián)Q代。由于目前在役的加氫反應(yīng)器已經(jīng)使用多年，出現(xiàn)了一些問題，越來越多的人開始重視其檢修和延壽的技術(shù)。從 53 世紀 43 年代

6、初開始，國內(nèi)石油石化冶金和機械等部門的一些科研設(shè)計制造和生產(chǎn)單位在原來的石油工業(yè)部和后續(xù)的中國石化總公司的組織領(lǐng)導下，組成了熱壁加氫反應(yīng)器聯(lián)合攻關(guān)組，在消化吸收國外引進技術(shù)跟蹤國外技術(shù)發(fā)展熱壁加氫反應(yīng)器國產(chǎn)化方面取得了巨大的進步，滿足了國內(nèi)煉油工業(yè)發(fā)展對加氫反應(yīng)器的需要$通過聯(lián)合攻關(guān)，從 ./41 年國產(chǎn) 5 56,O.ND鋼鍛焊結(jié)構(gòu)熱壁加氫反應(yīng)器見證件通過鑒定，繼而開展國內(nèi)首臺鍛焊結(jié)構(gòu)熱壁加氫反應(yīng)器研制起，國內(nèi)加氫反應(yīng)器取得了一系列里程碑式的進步$./40 年中國一重由于參與聯(lián)合攻關(guān)所取得的成果，通過 ()g 的考察認可，于 ./44 年以反承包形式與 ()g 合作完成了齊魯石化重油加氫反應(yīng)

7、器的制造$這一合作進程又進一步推動了我國熱壁加氫反應(yīng)器技術(shù)的進步，./4/ 年，首臺由我國自行設(shè)計研究并用國產(chǎn)材料制造的鍛焊結(jié)構(gòu)熱壁加氫反應(yīng)器順利出廠，并投入裝置運行$該反應(yīng)器重達 553 G，內(nèi)徑 . 433 EE，筒體壁厚 .63EE，殼體材料 5 56,O.ND i QX 210( 最小有效堆焊層厚度 2 EE ) ，長度 55 333 EE，設(shè)計壓力53 .7 NXL，設(shè)計溫度 163 h $從 ./4/ 年 6 月投用至今已 55 年，運行正常$經(jīng)多次在役外觀檢測與無損檢驗，無異常現(xiàn)象5./3 年以后又相繼完成了133 G，673 G，. 333 G 級的5 56,O.ND 鋼鍛焊結(jié)

8、構(gòu)熱壁加氫反應(yīng)器的設(shè)計制造任務(wù)53 世紀 /3 年代國外推出了在傳統(tǒng) 5 56,O.ND 和 2,.ND 鋼基礎(chǔ)上添加礬的改進型 ,ND鋼$由于新型加礬鋼的卓越性能，在提高材料強度的同時，還顯著地提高了抗氫腐蝕氫脆回火脆性及堆焊層剝離的能力。本文綜述了我國煉油加氫反應(yīng)器研制建造，發(fā)展歷程和取得的成就指出國內(nèi)加氫反應(yīng)器制造技術(shù)在以下幾方面所面臨的挑戰(zhàn): 壓力容器新標準的頒布實施，需亟待完善加氫備用材料的基礎(chǔ)性能數(shù)據(jù); 超大厚度和超大型筒節(jié)鍛件及設(shè)備制造技術(shù)有待進一步完善;盡早開展加氫反應(yīng)器服役后的材料性能研究，為即將到來的設(shè)備延壽做好技術(shù)準備。12第2章 鼓泡床加氫反應(yīng)器概述第2章 鼓泡床加氫反

9、應(yīng)器概述2.1 加氫反應(yīng)器的發(fā)展史有人把加氫反應(yīng)器的發(fā)展分為4個階段13：第一代從1963年日本制鋼所正式生產(chǎn)第一臺加氫反應(yīng)器為標志，早期是Cr M鋼板（量用鍛件）內(nèi)壁加不銹鋼復(fù)合板焊接完成，70年代前后用內(nèi)壁堆焊不銹鋼的板焊或鍛焊結(jié)構(gòu)所代替。70年代后期我國開始引進加氫裂化裝置。第二代是改良期，由于材料脆化造成的事故，開始研究回火脆化問題，并控制J 系數(shù) 300、250、180、150(%)。第三代是成熟期，制造技術(shù)逐漸成熟, J系數(shù) 130。這個時期國內(nèi)開始制造鍛焊結(jié)構(gòu)加氫反應(yīng)器，1983年由洛陽院、一重廠、撫順石油三廠、北鋼院、合肥通用所五家組成的聯(lián)合攻關(guān)組研制2.25Cr-1Mo鋼反應(yīng)

10、器材料和制造工藝，1986年制成模擬環(huán)鍛件，1989年由撫順石油三廠生產(chǎn)出我國第一臺鍛焊結(jié)構(gòu)的加氫反應(yīng)器筒體壁厚 150mm、內(nèi)徑1800 mm、內(nèi)壁單層堆焊、單重220 噸、設(shè)計溫度450、設(shè)計壓力20.6MPa。第四代是更新期，對服役20多年的設(shè)備進行更新，同時又滿足新的加工工藝和大型化的要求，不斷開發(fā)新鋼種，如2.25Cr-1Mo-V，3Cr-1Mo-V-Ti-B3Cr-1Mo-V-Nb-Ca，3Cr-1Mo-1/4V，2Cr-1Mo-1/4V 等，以加V為主進行更新。2.25Cr-1Mo鋼的J系數(shù) 100(%)。2.2 加氫反應(yīng)器發(fā)展各階段特點伴隨新技術(shù)、新工藝的不斷出現(xiàn)，加氫反應(yīng)器在

11、不同階段具有不同的特點，總體呈現(xiàn)精細化、高效化。2.2.1加氫反應(yīng)器發(fā)展第一、二階段特點 第一代處于裂解、脫硫等石油煉制工藝的引進期，這個時期的特點是：反應(yīng)器的封頭為拼焊結(jié)構(gòu)；反應(yīng)器殼體初期內(nèi)襯不銹鋼筒逐漸發(fā)展為后期用不銹鋼的帶極堆焊方法進行內(nèi)壁堆焊不銹層；反應(yīng)器殼體材料用CrMo鋼鋼板及鍛件的J系數(shù)沒有要求；反應(yīng)器收口筒節(jié)(下筒節(jié))通過鍛造環(huán)經(jīng)機械加工而成；反應(yīng)器用CrMo鋼鍛件初期采用正火(奧氏體化后空冷)+回火的熱處理工藝，使鍛件的強度低于鋼板的強度，并體現(xiàn)在標準中，對于板焊結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器來說由于殼體既有鋼板又有鍛件，所以是不利的，隨著科研工作的深入到后期將Cr-Mo鋼鍛件才用正火(奧氏體

12、化后水冷用盡可能大的水冷強度)+回火熱處理工藝，使鍛件的強度達到了鋼板的技術(shù)指標；沖擊性能的試驗溫為+10 oC、驗收指標AKv，55J(允許一個最低值一47J)。這個時期的反應(yīng)器簡體最大壁厚260 mm、單臺最大重量500t。3加氫反應(yīng)器發(fā)展第二階段的特點第二代處于對第一代產(chǎn)品在制造中存在的問題和在使用中發(fā)現(xiàn)的損傷問題進行科研攻關(guān)并得到解決的改良期，這個時期的特點是：反應(yīng)器的封頭為整體結(jié)構(gòu)用一張鋼板或一塊鍛板沖壓成形；場組焊技術(shù)開發(fā)研究成功，在第二代初期就得到了應(yīng)用，解決了500-800t反應(yīng)器不能運輸?shù)膯栴}，并建立了工地焊接、焊后熱處理、射線檢查、水壓機試驗的現(xiàn)場施工方法，這一時期用現(xiàn)場組

13、焊方法制造的最大重量的反應(yīng)器單臺重為814 t(筒體壁厚251 mm)；在役設(shè)備的損傷主要表現(xiàn)之一的材料脆化造成脆性破壞事故，經(jīng)過研究分析導致事故的原因主要是Cr-Mo鋼母材和焊縫有明顯的回火脆化傾向性，通過采用抗回火脆化效果較好的VCD法冶煉的低硅Cr-Mo鋼，并對鋼材中的J系數(shù)提出要求，由初期規(guī)定的_，300)過渡到，250()再發(fā)展到后期的_，180()；回火傾向性評定vTr54+25v1r54+38 oC；在制造技術(shù)上開發(fā)了用收口套鍛造下筒節(jié)的技術(shù)；在役設(shè)備的損主要表現(xiàn)之一的殼體內(nèi)壁不銹鋼堆焊層的氫致剝離問題，經(jīng)過試驗研究通過采用高速度、大電流堆焊內(nèi)壁不銹層的方法來解決；沖擊性能試驗溫

14、度由初期的0 oC依次降到一7、-15 oC，試驗指標不變?nèi)詾锳Kv，55J(允許一個最低值47J)；殼體環(huán)焊縫及接管焊縫都采用自動化焊接技術(shù)。這個時期反應(yīng)器簡節(jié)最大厚260 mm、單臺最大重量850t。2.2.2加氫反應(yīng)器發(fā)展第三、四階段特點第三代處于第二代時期所建立起來的若干改良技術(shù)進一步完善與提高的過程，建立了生產(chǎn)周期短、可靠性高、價格低的反應(yīng)器制造體系，標志著反應(yīng)器的設(shè)計、制造進入了成熟期。這個時期的特點：對鋼材中J系數(shù)的要求進一步提高，J系數(shù)由初期的150降低到后期的130；沖擊性能的試驗溫度繼續(xù)降低至初期一20，隨后又降低到一30，驗收指標同第二代一樣，AKv55J(允許一個最低值

15、47J)。這個時期反應(yīng)器筒體最大壁厚282 mm、單臺最大重量為1 150t。中國第一重型機械(集團)有限責任公司、北京鋼鐵研究總院、撫順石油三廠、中國石化洛陽工程公司(設(shè)計院)、機械部通用機械研究所等五家單位組成的課題組從1983年1月開始進行2Cr-lMo鋼反應(yīng)器材料及其制造工藝研制，用28 t錠鍛造出01 745 mm01 360 mmx2 200 mm的簡體模擬件，1986年取得成功。首臺為撫順石油三廠制造了一臺2士Cr一1Mo鋼鍛焊結(jié)構(gòu)的、內(nèi)壁單層堆焊的加氫反應(yīng)器簡體壁厚150 mm、內(nèi)徑01 800 mm、反應(yīng)器總長22 000 mm、單重220t；與此同時與日本制鋼研究所合作為齊

16、魯勝利煉油廠制造了一臺2Cr一1Mo鋼鍛焊結(jié)構(gòu)的、內(nèi)壁雙層堆焊的加氫反應(yīng)器簡體壁厚231 nlln、內(nèi)徑03505mm、反應(yīng)器切線長為4 415 lnnl、單重182t。 加氫反應(yīng)器發(fā)展第四階段的特點第四代是對長期服役20多年的退役反應(yīng)器進行設(shè)備更新，同時為滿足新的精制和裂化工藝流程的需要以及設(shè)備大型化的需要，開發(fā)了高強度Cr-Mo鋼和添加V的改進型CrMo鋼，這些新鋼種即使在450 oC(850 oF)以上的條件下，也能具有較高的強度，并能長期連續(xù)運轉(zhuǎn)，發(fā)揮其良好的可靠性，使反應(yīng)器技術(shù)進入一個新時代。美國石油學會(API)1983年制定了APIMPC高溫高壓臨氫壓力容器用材的開發(fā)計劃，由材料

17、委員會負責實施。美國鋼鐵協(xié)會(AISI)、美國機械工程師學會(ASME)、美國材料石油協(xié)會(ASTM)以及某些生產(chǎn)廠和用戶的科技人員參加了這一開發(fā)計劃。首先提出了高強的2士Cr一1Mo鋼，室溫抗拉強度由原來的515685 MPa，提高N585-760MPa。ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范委員會于1984年以規(guī)范案例1960一I予以認可(材質(zhì)為Enh2Cr一1Mo)后來納入了ASME標準。但這種高強度2Cr-lMo鋼是在普通2Cr-lMo鋼的基礎(chǔ)上采用了630650oC的低溫回火來提高強度的，所以在氫侵蝕、氫脆化等高溫氫損傷方面存在問題，因此在反應(yīng)器制上只有歐洲國家采用，美國和日本等國家不采用。在開

18、發(fā)高強度Cr-Mo鋼的基礎(chǔ)上，他們接著又開發(fā)了2C卜1MoV鋼，1991年ASME以規(guī)范案例2098一I予以認可。現(xiàn)在已經(jīng)正式納入ASME標準，牌號為SA336一F22 V。由于2Cr一1MoV鋼的焊接性能差，導致相應(yīng)的焊接材料(日本神戶制鋼)開發(fā)研制的時間比較長，所以2Cr一1MoV鋼鍛焊反應(yīng)器的推廣應(yīng)用在1995年才開始。從1980年開始，日本新能源開發(fā)組織(NEDO)開始了“陽光”計劃。日本制鋼所開發(fā)了3Cr-lMoVTiB鋼及其焊接技術(shù)，日本制鋼所于1987年將該技術(shù)用于制造工程試驗用3C卜1MoVTiB鋼鍛焊加氫反應(yīng)器，3Cr一1MoVTiB鋼經(jīng)ASME以規(guī)案例1961一I予以認可后

19、，于1988年納入ASME相應(yīng)材料標準，牌號為SA336一F3V。不久日本神戶制鋼開發(fā)了3Cr一1MoV-Nb-Ca鋼，1993年ASME以規(guī)范案例2151予以認可。中國第一重型機械(集團)有限責任公司、中石化北京設(shè)計院、洛陽石化工程公司、撫順石油三廠等多家單位組成的課題組，于1994年開始開發(fā)3Cr一1Mo一V材料、進行焊接工藝試驗，1998年取得成功，并很快得到應(yīng)用；于1999年又開始開發(fā)2Cr一1Mo一V材料、進行焊接工藝試驗，2000年取得成功，并得到應(yīng)用。這個時期的特點：2Cr一1Mo鋼反應(yīng)器母材的J系數(shù)100()，回火脆化傾向性評定vTr54+25v1r54+100C；添加V的改進

20、型CrMo鋼分為3Cr一1MoV系列鋼和2CrIMoV系列鋼，3Cr一1MoV系列鋼比2士Cr一1MoV系列鋼開發(fā)應(yīng)用早5年，但后者比前者的用途更廣、發(fā)展前景更好。添加V的改進型CrMo鋼與2士Cr一1Mo鋼相比有很多的優(yōu)點。因此第四代反應(yīng)器主要是添加V的改進型CrMo鋼加氫反應(yīng)器的研制應(yīng)用，所以稱為更新期。這個時期添加V的改進型CrMo鋼(3Cr-1MoV系列鋼)加氫反應(yīng)器的內(nèi)徑04 500 mm、最大壁厚273 mm、最大重量1 450 t；2CrlMo鋼反應(yīng)器最大壁厚344 rain、內(nèi)徑04 800 inln單臺重量650t。第3章 加氫反應(yīng)器各方面技術(shù)新進展3.1 加氫反應(yīng)器設(shè)計及材

21、料的技術(shù)進展3.1.1設(shè)計方面的進展加氫反應(yīng)器設(shè)計遵循的最重要準則是安全性，在設(shè)計觀點和方法上，從以彈性失效準則為理論基礎(chǔ)的“常規(guī)設(shè)計”發(fā)展到以塑性失效與彈性失效準則為理論基礎(chǔ)的“分析設(shè)計”，應(yīng)用流體分析模型和應(yīng)力分析技術(shù)進行流體場和溫度場的模擬，解決了反應(yīng)器高應(yīng)力區(qū)和高溫度區(qū)的應(yīng)力計算，大大提高了計算的準確性和使用的安全性。3.1.2材料方面的進展加氫反應(yīng)器過去基本采用2.25Cr-1Mo 鋼制造。由于加氫反應(yīng)器使用條件更趨高溫、高壓化和大型化，從20世紀80年代開始，在2.25Cr-1Mo鋼使用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，開發(fā)成功了增強性2.25Cr-lM0鋼和改進型2.25Cr-1Mo鋼(2.25Cr

22、-1Mo-0.25V和2.25 Cr-1Mo-0.25V-Cb-Ca)及改進型3Cr-1M0鋼(3Cr-1 Mo-0.25V-Ti-B和3Cr-1Mo-0.25V-Cb-Ca)。增強型2.25Cr-1Mo鋼通過改進熱處理工藝，使抗拉強度由原來的 515690MPa 提高到 585760MPa。改進型鋼在原有材料化學成分的基礎(chǔ)上，添加0.20.3的釩等元素來達到更高強度、更好的抗高溫回火脆性及優(yōu)越的抗堆焊層氫剝離性能，近年來得到迅速推廣應(yīng)用，特別是2.25Cr-1Mo-0.25V是目前制造加氫反應(yīng)器的首選材料。3.2 加氫反應(yīng)器制造過程中應(yīng)用的新技術(shù)3.2.1中空鍛造成形技術(shù)目前，國內(nèi)鍛焊加氫反

23、應(yīng)器的殼體筒節(jié)均采用實心澆鑄，通過加工去掉鍛件的中央部分后鍛造成形。實心澆鑄鍛造的筒節(jié)鋼材使用率較低，制造工藝比較復(fù)雜，特別是采用實心澆鑄成形的筒節(jié)，熱處理工藝要求比較嚴格。近年來國外開發(fā)并應(yīng)用了中空鍛造成形技術(shù)，在澆鑄時中心部分放置模具形成中空鍛件，再通過鍛造加工成形為筒節(jié)。采用中空成形技術(shù)，提高了鋼材的利用率熱處理時加快了筒節(jié)的冷卻速度，改善了筒節(jié)的組織性能。國內(nèi)近年來也在進行這方面的試驗，摸索澆鑄和熱處理工藝。相信在不遠的將來，采用中空澆鑄鍛造成形的筒節(jié)鍛件將會應(yīng)用于國內(nèi)加氫反應(yīng)器。3.2.2 焊接與堆焊技術(shù)加氫反應(yīng)器的焊接技術(shù)包括母材焊接和內(nèi)壁堆焊技術(shù)。母材的焊接從手工焊到自動焊，從采

24、用常規(guī)坡口到采用窄間隙焊坡口。從采用單絲自動焊到雙絲窄間隙焊接技術(shù)；堆焊技術(shù)從雙層堆焊到單層和寬焊帶堆焊，加氫反應(yīng)器的焊接技術(shù)日趨成熟。3.2.3 雙絲窄間隙焊接技術(shù)雙絲窄間隙焊接技術(shù)是指采用兩根焊絲同時進行主焊縫焊接。通過改善焊接工藝，使焊縫各項性能指標達到技術(shù)規(guī)范的要求。雙絲窄間隙焊提高了焊接速度，縮短了加氫反應(yīng)器的制造周期。雙絲窄間隙焊在國外廣泛應(yīng)用于加氫反應(yīng)器的制造過程中。3.2.4 多頭堆焊技術(shù)及寬焊帶堆焊工藝多頭堆焊是在一個反應(yīng)器筒節(jié)上采用兩個以上焊機同時進行堆焊作業(yè)。多頭堆焊主要解決兩焊帶中間搭接的問題，保證焊帶搭接處過渡圓滑，堆焊層表面平整，性能滿足規(guī)范要求。由于過渡層堆焊技術(shù)

25、要求高，過渡層較少采用多頭堆焊。寬焊帶堆焊技術(shù)是指采用 100mm 以上的堆焊焊帶(國外主要采用l20mm以上的堆焊焊帶)進行堆焊，在帶寬增加的情況下，通過調(diào)整焊接工藝，保證堆焊層的各項性能指標。多頭堆焊和寬焊帶堆焊技術(shù)的應(yīng)用，提高了加氫反應(yīng)器的堆焊效率，縮短了反應(yīng)器的制造周期。3.2.5 單層堆焊代替雙層堆焊技術(shù)目前國內(nèi)基本上采用雙層堆焊層來保證反應(yīng)器的抗腐蝕性能。第一層為過渡層，主要是保證堆焊層和母材的結(jié)合強度，表面為抗腐蝕層。雙層堆焊(TP 309L+TP 347)的優(yōu)點為堆焊工藝成熟、堆焊質(zhì)量容易得到保證，但焊材耗量大，反應(yīng)器價格相對較高。通過開發(fā)新型的堆焊材料和堆焊工藝，國外單層堆焊

26、技術(shù)得到廣泛應(yīng)用(約占60)。單層堆焊(TP 309 Cb)的優(yōu)點是焊材消耗量少，焊接周期短，技術(shù)要求高，經(jīng)濟性較好。采用單層堆焊已成為加氫反應(yīng)器堆焊技術(shù)發(fā)展的主流。目前無論是國內(nèi)還是國外 , 除了個別情況 , 很少有關(guān)于加氫反應(yīng)器修復(fù)的文獻報道。因此 , 如果在用檢驗發(fā)現(xiàn)了嚴重的缺陷 , 必須準確判定缺陷的具體位置、 形態(tài) 、 尺寸大小等, 對其成因進行分析, 由有關(guān)方面專家共同商討處理的對策 , 決不能輕易行事 。通常情況下, 通過斷裂力學方法對缺陷進行安全評定 , 是有足夠的安全裕度的。第4章 加氫反應(yīng)器在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題第4章 加氫反應(yīng)器在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題4.1 加

27、氫反應(yīng)器的應(yīng)用現(xiàn)狀我國從20世紀70年代末開始有了加氫反應(yīng)器的制造技術(shù)。第一重型機器廠2002年初完成了用2.25Cr-1Mo-0.25V鋼材料制造出我國第一臺鍛焊結(jié)構(gòu)加氫裂化反應(yīng)器。反應(yīng)器設(shè)計壓力為11.68MPa，設(shè)計溫度450，內(nèi)徑4000mm，切線長23300mm，壁厚150mm，堆焊層為TP309L和TP347L，總重為542噸。由中國一重大連加氫反應(yīng)器制造有限公司為中石油大連石化分公司建造的1400噸的特大型加氫反應(yīng)器，2007年3月在一重加氫反應(yīng)器制造公司的棉花島基地研制成功，并起運運往大石化。該加氫反應(yīng)器總長 46m，外圍直徑4.9m，是我國自主建造的最大噸位原油冶煉裝備。為獲

28、得高質(zhì)量的石油加工產(chǎn)品或增產(chǎn)石油化工原料和中餾分油，以及適應(yīng)高含硫原油，劣質(zhì)原油深加工的需要與改善環(huán)境條件等目的，在現(xiàn)代化石油加工工業(yè)中出現(xiàn)了加氫工藝裝置。與此同時，加氫反應(yīng)器分為加氫精制反應(yīng)器和加氫裂化反應(yīng)器。加氫反應(yīng)器在加氫工藝中的目的就是為原料油和氫氣在催化劑和溫度壓力條件下進行反應(yīng)提供場所。隨著現(xiàn)代煉油技術(shù)的不斷發(fā)展與提高，熱壁加氫反應(yīng)器以其效率高、故障率低、結(jié)構(gòu)簡單等獨特的優(yōu)點，相繼在煉油廠加氫裝置中投人運行，取得了很高的經(jīng)濟效益。八十年代以來，我國石化系統(tǒng)熱壁加氫反應(yīng)器已逐步取代了原來的冷壁加氫反應(yīng)器。4.2加氫反應(yīng)器在使用過程中存在的問題由于熱壁加氫反應(yīng)器主體材料面臨介質(zhì)腐蝕、應(yīng)

29、力腐蝕、氫腐蝕、氫脆、回火脆化和蠕變脆化等一系列問題，其危險性在逐年遞增。 表4-2 加氫反應(yīng)器產(chǎn)生的缺陷及部位缺陷種類 產(chǎn)生缺陷溫度和現(xiàn)象 缺陷存在部回火脆化長期在350593下使用，鋼母材、回火脆化 不純物在晶界偏析，產(chǎn)生脆化，焊縫金屬材料脆性轉(zhuǎn)變溫度向高溫側(cè)遷移鋼母材、焊縫金屬氫腐蝕裂紋長期在250以上溫度使用， 鋼母材、介質(zhì)與鋼產(chǎn)生表面和內(nèi)部脫碳鋼母材、焊縫金屬 續(xù)表4-2氫致裂紋高溫操作后急冷鋼母材、焊縫蠕變裂紋400蠕變區(qū)域反應(yīng)器開口鍛與殼體連接部位焊縫熱影響區(qū)奧氏體不銹鋼焊接部位的氫脆裂紋高溫操作氫擴散入鋼內(nèi)，停工后冷卻速度快易開裂反應(yīng)器內(nèi)部堆焊層，內(nèi)構(gòu)件連接焊縫，墊片密封槽第5

30、章 結(jié)論雖然我國熱壁加氫反應(yīng)器技術(shù)的開發(fā)比國外一些國家較晚，但在國家有關(guān)主管部門的領(lǐng)導下，組織了研究設(shè)計制造和使用單位聯(lián)合攻關(guān)，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，利用較短的時間，取得了顯著成績，已具有可與世界先進技術(shù)相比擬和競爭的水平與實力今后只要堅持科學發(fā)展觀，積極支持技術(shù)創(chuàng)新，認真落實國家提出的實現(xiàn)重大技術(shù)裝備國產(chǎn)化戰(zhàn)略任務(wù)的決策，并對前述所提出的一些建議給予足夠的重視，我國加氫反應(yīng)器技術(shù)一定會取得更大的成就，為整個加氫技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)經(jīng)濟效益的提高做出更大的貢獻。目前，加氫反應(yīng)器制造技術(shù)的改進提高和材料的更新?lián)Q代正在如火如荼的進行。隨著裝置模不斷擴大, 加氫反應(yīng)器也日趨大型化。加氫反應(yīng)器的大型化和其苛刻

31、的操作條件對設(shè)備材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計等都提出了較高要求。因此，加氫反應(yīng)器的設(shè)計改進和對在役加氫反應(yīng)器的局部的改進，從而提高加氫反應(yīng)器的安全性和延長加氫反應(yīng)器的使用壽命越來越受到人們的關(guān)注。 參考文獻參考文獻1 張振戎，張文輝，盧慶春加氫反應(yīng)器的發(fā)展歷史J.一重技術(shù)，2004，1-32 D. M. Altrichter. Shell Chemical Company LP. New Cata-lystTechnologiesforIncreasedHydrocrackerProfitabilityand Product Quality. NPRA Annual Meeting.March 2123

32、，2004.322.3 Magnus Harrod. Hydrogenation of oleo chemicalsatsupercritical single-phase conditions：influence ofhydrogenand substrate concentrations on the processAppliedCatalysis A：General 210（2001）207215.4 程麗華石油煉制工藝學中國石化出版社，20055 洪學立，韓冰熱壁加氫反應(yīng)器的制造和檢驗J壓力容器，2003，20（6）466 王天普石油化工設(shè)備維護檢修技術(shù)中國石化出版社，20057 王學川帶缺陷加氫反應(yīng)器的安全評估J無損探傷，2002（6）：31338 王淑賢熱壁加氫反應(yīng)器常見缺陷與防治措施J氯堿工業(yè)，2002（7）：37459 于利春加氫裂化反應(yīng)器損傷分析及對策J中國化工裝備10 謝孝文加氫精制反應(yīng)器焊接缺陷安全評定J石油化工設(shè)備技術(shù)，2005，26(1) ：313811 陳穎鋒