——纪念*国产化热壁加氢反应器诞生10周年 摘要:总结了我国自行研究、设计、制造的*锻焊结构热壁加氢反应器成功安全运行10年的经验。介绍了该反应器的主要技术参数及技术特点。指出我国加氢反应器研制技术有了很大的进步且实力逐步加强,如制造能力的提高、大型化的进展和反应器性能与质量的提高,以及大型化反应器现场组焊技术的开发成功等。为进一步改善现有Cr-Mo钢对环境强度的适应性而自行研制成功的3Cr-1Mo-1/4V新钢材已在1台新加氢反应器的制造中得到应用。 TECHNICAL PROGRESS IN DOMESTIC FORGE WELDING Yin Fengchun Abstract Ten year experience of successfully running of the first forge welding hot-wall hydrogenation reactor made in China was summarized.Its features and techical parameters were introduced.It was pointed out that China has made great progress in hydrogenation reactor developing,such as manufacturing,large-size and performance and quality of the reactor as well as the successful development of the field-welding for large-size reactors etc.A new type steel 3Cr-1Mo-1/4V developed to improve the adaptability of the existing Cr-Mo steel to ambient condition has been applied in a new hydrogenation reactor. 10年前,由原中国石油化工总公司组织洛阳石油化工工程公司、*—重型机器厂(下称一重厂)、北京钢铁研究总院、抚顺石油化工公司石油三厂(下称抚顺三厂)和合肥通用机械研究所等单位自行研究、设计、制造出我国*台高温高压锻焊结构热壁加氢反应器,并以zui快的速度(在2个月之内)完成了运输和安装,在抚顺三厂的改扩建加氢裂化装置上投入正常使用,结束了国内该类反应器依靠进口的局面,*了我国一项技术空白。 1 研制工作的经验 该项研制工作获得成功主要基于下面3点: 2 反应器的主要技术参数与特点 2.1 主要技术参数 表1 堆焊层抗剥离试验结果比较
3 *反应器的应用情况 该反应器从1989年5月28日正式投用至今已为装置和工厂的经济效益发挥了很大的作用。因为该装置原来使用冷壁结构反应器,多年来每年都要因内隔热衬里在使用中易发生破损而被迫停工检修至少一次,经济损失比较大。而热壁反应器的投用,不存在内隔热衬里损坏的现象,大大延长了开工周期,装置zui长运行周期达323 d。 4 我国加氢反应器技术的实力与进步 4.1 制造能力与大型化进展较快 表2 国产反应器大型化的进展 在研制中坚持科学态度,确保*。从80年代初就开始了包括设计技术、制造技术、安全使用等主要内容的研究工作。特别是对于制造技术,首*行实验室试验,进而开展工业性放大研制(含焊接材料),以及外径为1.65 m、长约2 m、壁厚与实际产品相当、重约28 t的筒体模拟环工业性试制攻关,取得了3万多个数据,突破了主要技术难关。经国家组织专家评定认可后方进入实际产品的研制工作。(3)依靠集体智慧,充分发挥了研究、设计、制造、使用单位的各自特长与优势,密切合作,联合攻关。 |
时 间 | 1989 | 1990 | 1991 | 1998 | 1998 |
高度/m | 22 | 18.5 | 24.9 | 9.5 | 26.7 |
内径/m | 1.8 | 3.0 | 3.2 | 4.2 | 3.8 |
壁厚*/mm | 150 | 200 | 210 | 281 | 263 |
重量/t | 220 | 400 | 600 | 466 | 1 000 |
4.2 反应器的性能与制造质量有很大提高
自*台国产锻焊结构热壁反应器问世以来,国内所需的反应器大多数都由国内制造供应。而且随着经验的积累和技术的进步,所制造的反应器性能和质量也有很大提高。表3列举了不同年代由一重厂制造的反应器母材中一些对安全使用有影响的化学元素和参数的变化。表4为280 mm厚窄间隙焊道的回火脆化性能。
表3 冶金质量对比
年份 | 筒节数 | 化学成分分析/ μg.g-1 | 系数J | 系数X | 备注 | |
P | S | |||||
1989 | 9 | 40~110 | 50~140 | 52.2~88.2 | 7.7~12.4 | |
1999 | 9 | 50~60 | 10~20 | 49.6~64.0 | 8.5~10.3 | 材质为新 Cr-1Mo钢 |
|
vTr54 | vTr′54 | vTr54+3ΔvTr54 |
-87℃ | -77℃ | -57℃ |
4.3 开发了大型反应器的现场组焊技术
设备大型化后给有的建设现场的整体运输带来困难或受到限制,为此有必要开发现场组焊技术来解决这一矛盾。一重厂研制出了反应器升降用工装、组焊用活动基础、龙门式窄间隙焊机、环形热处理炉、密封面机加工动力头、射线检测现场防护等特殊装备,从而于1996年实现了2台大直径热壁加氢反应器的现场组焊。
4.4 建立了反应器内件实验研究装置
反应器内件性能的优劣,将与开发的催化剂性能一起体现出加氢工艺过程的*性和经济效益。10多年来,国内对这方面的研究给予很大重视,建立了一些冷模试验装置,研究开发了一些分配器和急冷氢装置,已在工业装置的应用中显示出良好的效果,并获得了。
4.5 已开发出反应器用加钒的新Cr-Mo钢
为适应加氢工艺高温高压化和设备大型化的需要及进一步改善现有Cr-Mo钢对环境强度的适应性(包括提高现有钢材的抗氢腐蚀、氢脆、回火脆性及堆焊层剥离的能力等),90年代初,由原中国石油化工总公司重大装备国产化办公室组织一重厂、中国石化北京设计院、洛阳石油化工工程公司、抚顺三厂、新疆石油管理局克拉玛依炼油厂组成攻关组,加速对添加钒的3Cr-1Mo钢的开发,并正式列入国家“九五”科研计划。通过一个用90 t钢锭锻制的带有接管的内径1.8 m、壁厚34 mm和长2.6 m的模拟环的研制,于1998年攻克了冶炼、焊接、热处理等技术难关,并*掌握了此钢材反应器的整个制造工艺。所研制模拟环的化学成分、力学性能和抗环境强度性能等各项指标均达到设计要求。目前一台选用国内自行研制的3Cr-1Mo-1/4V新钢材的工业装置用加氢反应器正在制造中,不久即可问世。