化学工程论文
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反应器的发展进程
摘要
综述了我国炼油加氢反应器研制建造,发展历程和取得的成就,指出国内加氢
反应器制造技术在以下几方面所面临的挑战: 压力容器新标准的颁布实施,需亟待
完善加氢设备用材料的基础性能数据; 超大厚度和超大型筒节锻件及设备制造技术
有待进一步完善; 尽早开展加氢反应器服役后的材料性能研究,为即将到来的设备
延寿做好技术准备。
关键词:
加氢反应器;材料;技术;进展
引言
在炼油工业中,采用高温高压加氢精制技术已有近半个世纪的历史。随着加氢
裂化和加氢脱硫等工艺的改进,轻质油品需求量的增加,重质原料油的裂解精制,
防止大气污等的需要,该项工艺技术在不断进步,带动了加氢精制装置和加氢裂化
装置中的核心设氢反应器制造技术的改进提高和材料的更新换代。由于目前在役的
加氢反应器已经使用多年,出现了一些问题,越来越多的人开始重视其检修和延寿
的技术。本文综述了我国炼油加氢反应器研制建造,发展历程和取得的成就指出国
内加氢反应器制造技术在以下几方面所面临的挑战: 压力容器新标准的颁布实施,
需亟待完善加氢备用材料的基础性能数据; 超大厚度和超大型筒节锻件及设备制造
技术有待进一步完善;尽早开展加氢反应器服役后的材料性能研究,为即将到来的设
备延寿做好技术准备。
设计方面的进展
加氢反应器设计遵循的最重要准则是安全性,在设计观点和方法上,从以弹性
失效准则为理论基础的“常规设计”发展到以塑性失效与弹性失效准则为理论基础的
“分析设计”,应用流体分析模型和应力分析技术进行流体场和温度场的模拟,解决
了反应器高应力区和高温度区的应力计算,大大提高了计算的准确性和使用的安全
性。
材料方面的进展
加氢反应器过去基本采用2.25Cr-1Mo 钢制造。由于加氢反应器使用条件更趋
高温、高压化和大型化,从20世纪80年代开始,在2.25Cr-1Mo钢使用经验的基础
上,开发成功了增强性2.25Cr-lM0钢和改进型2.25Cr-1Mo钢(2.25Cr-1Mo-0.25V
和2.25 Cr-1Mo-0.25V-Cb-Ca)及改进型3Cr-1M0钢(3Cr-1 Mo-0.25V-Ti-B和
3Cr-1Mo-0.25V-Cb-Ca)。增强型2.25Cr-1Mo钢通过改进热处理工艺,使抗拉强度由
原来的 515~690MPa 提高到 585~760MPa。改进型钢在原有材料化学成分的基础上,
添加0.2~0.3%的钒等元素来达到更高强度、更好的抗高温回火脆性及优越的抗堆
焊层氢剥离性能,近年来得到迅速推广应用,特别是2.25Cr-1Mo-0.25V是目前制造
加氢反应器的首选材料。
加氢反应器的应用现状
我国从20世纪70年代末开始有了加氢反应器的制造技术。第一重型机器厂
2002年初完成了用2.25Cr-1Mo-0.25V钢材料制造出我国第一台锻焊结构加氢裂化
反应器。反应器设计压力为11.68MPa,设计温度450℃,内径Ф4000mm,切线长
23300mm,壁厚150mm,堆焊层为TP309L和TP347L,总重为542吨。由中国一重大
连加氢反应器制造有限公司为中石油大连石化分公司建造的1400吨的特大型加氢
反应器,2007年3月在一重加氢反应器制造公司的棉花岛基地研制成功,并起运运
往大石化。该加氢反应器总长 46m,外围直径4.9m,是我国自主建造的最大吨位原
油冶炼装备。
为获得高质量的石油加工产品或增产石油化工原料和中馏分油,以及适应高含
硫原油,劣质原油深加工的需要与改善环境条件等目的,在现代化石油加工工业中
出现了加氢工艺装置。与此同时,加氢反应器分为加氢精制反应器和加氢裂化反应
器。加氢反应器在加氢工艺中的目的就是为原料油和氢气在催化剂和温度压力条件
下进行反应提供场所。随着现代炼油技术的不断发展与提高,热壁加氢反应器以其
效率高、故障率低、结构简单等独特的优点,相继在炼油厂加氢装置中投人运行,
取得了很高的经济效益。八十年代以来,我国石化系统热壁加氢反应器已逐步取代
了原来的冷壁加氢反应器。
结语
虽然我国热壁加氢反应器技术的开发比国外一些国家较晚,但在国家有关主管
部门的领导下,组织了研究’设计’制造和使用单位联合攻关,充分发挥各自优势,利
用较短的时间,取得了显著成绩,已具有可与世界先进技术相比拟和竞争的水平与
实力今后只要坚持科学发展观,积极支持技术创新,认真落实国家提出的实现重大
技术装备国产化战略任务的决策,并对前述所提出的一些建议给予足够的重视,我
国加氢反应器技术一定会取得更大的成就,为整个加氢技术的发展和企业经济效益
的提高做出更大的贡献。
目前,加氢反应器制造技术的改进提高和材料的更新换代正在如火如荼的进行。
随着装置模不断扩大, 加氢反应器也日趋大型化。加氢反应器的大型化和其苛刻的
操作条件对设备材料选择、结构设计等都提出了较高要求。因此,加氢反应器的设
计改进和对在役加氢反应器的局部的改进,从而提高加氢反应器的安全性和延长加
氢反应器的使用寿命越来越受到人们的关注。
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