加氢裂化

毕业论文（设计）开题报告要求开题报告既是规范本科生毕业论文工作的重要环节，又是完成高质量毕业论文（设计）的有效保证。为了使这项工作规范化和制度化，特制定本要求。一、选题依据1.论文（设计）题目及研究领域；2.论文（设计）工作的理论意义和应用价值；3.目前研究的概况和发展趋势。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题；2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）；3.本论文（设计）预期取得的成果。三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；2.论文（设计）进度计划。四、文献查阅及文献综述学生应根据所在学院及指导教师的要求阅读一定量的文献资料，并在此基础上通过分析、研究、综合，形成文献综述。必要时应在调研、实验或实习的基础上递交相关的报告。综述或报告作为开题报告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通顺，较全面地反映出本课题的研究背景或前期工作基础。五、其他要求1.开题报告应在毕业论文（设计）工作开始后的前四周内完成；2.开题报告必须经学院教学指导委员会审查通过；3.开题报告不合格或没有做开题报告的学生，须重做或补做合格后，方能继续论文（设计）工作，否则不允许参加答辩；4.开题报告通过后，原则上不允许更换论文题目或指导教师；5.开题报告的内容，要求打印并装订成册（部分专业可根据需要手写在统一纸张上，但封面需按统一格式打印）。参考文献一、选题依据1．论文（设计）题目年处理量150万吨加氢裂化反应器设计2．研究领域化学工程3．论文（设计）工作的理论意义和应用价值加氢工艺技术水平的高低，主要取决于催化剂性能的先进性，而催化剂性能的充分发挥，则在极大程度上取决于反应器内部结构的先进性和合理性。加氢裂化工艺是油品轻质化的重要手段之一，可加工高硫、高金属、重质原油的馏分油，灵活多产符合严格环保法规的清洁油品和石油化工原料，是炼油厂和石油化工企业利用重质馏分油生产清洁燃料、化工原料、润滑油基础油及裂解制乙烯等石油化工原料的重要途径。加氢反应器是临氢及硫化氢腐蚀的介质中操作，其安全运行与否关系到整个装置的正常生产，因此加氢裂化反应器的设计至关重要。现代炼油技术中，加氢裂化是指通过加氢反应使原料中有10%以上的分子变小的那些加氢工业，包括馏分油加氢裂化（含加氢裂化生产润滑油料），渣油加氢裂化和馏分油加氢脱蜡（选择裂化和择形异构化）。加氢裂化生产的产品品种多且质量好，通常可直接生产液化气，汽油，煤油，喷漆燃料，柴油等清洁燃料和轻石脑油，重石脑油，尾油等优质石油化工原料。而且加氢裂化技术还具有生产方案灵活和液体产品收率高等特点。因此，随着近年来实现生产过程清洁化，生产清洁燃料，加工含硫原油，增加轻质油收率，提高炼化一体化生产效益等形式的发展，加氢裂化技术受到越来越多的关注，加氢裂化反应器设计的重要程度也就不言而喻了。随着炼油及石化工业的迅猛发展，加氢裂化技术已成为原油加工过程的关键手段之一，所处地位愈加重要。而且环保要求的日益严格，对油品的要求越来越高。对于炼油企业来说，常规的炼油技术已不能满足环保的要求，迫切需要一种生产清洁燃料的炼油工艺。在这种背景下，只有加氢后的产品能够完全满足成产清洁燃料的要求，并有进一步开发利用的空间。但加氢裂化装置处于高温，高压，临氢，易燃，易爆，有毒介质操作环境；其强放热效应有时使反应得不到控制；工艺物流中的氢气具有爆炸危险性和穿透性；高压串低压系统爆炸；高温，高压设备设计，制造产生的问题，可能引起火灾和爆炸；管线，阀门，仪表的泄露可能产生严重的后果；设计方案的不合理，生产管理中的问题均可能引发事故。随着对加氢裂化反应器研究的深入，将在科学安全的基础上保证延长装置寿命和降低修理费方面大大发挥作用。以上便是本次试验的价值所在。4．目前研究的概况和发展趋势4．2国外研究概况和发展趋势加氢裂化反应器的发展可分为多个阶段。第一阶段从1963年日本制钢所正式生产第一台加氢反应器为标志,早期由Cr-Mo钢板(少量用锻件)内壁加不锈钢复合板焊接完成,20世纪70年代前后内壁用堆焊不锈钢的板焊或锻焊结构所代替。20世纪70年代后期我国开始引进加氢裂化装置。第二阶段是改良期,由于材料脆化造成的事故,开始研究回火脆化问题,并控制J系数300、250、180、150(%)。第三阶段是成熟期,制造技术逐渐成熟,该时期国内开始制造锻焊结构加氢裂化反应器,1983年由洛阳院、一重厂、抚顺石油三厂、北钢院、合肥通用所五家组成的联合攻关组研制225Cr1Mo钢反应器材料和制造工艺,1986年制成模拟环锻件,1989年为抚顺石油三厂生产出我国第一台锻焊结构的加氢裂化反应器。其筒体壁厚为150mm,内径为1800mm,内壁单层堆焊,单重220,t设计温度为450,设计压力206MPa。第四阶段是更新期,对服役20多年的设备进行更新,同时又满足新的加工工艺和大型化的要求,不断开发新钢种,如225Cr1MoV,3Cr1MoVTiB,3Cr1MoVNbCa,3Cr1Mo1/4V,2Cr1Mo1/4V等,以加入V为主进行更新。225Cr1Mo钢的J系数100(%)。主要的成果有:在该时期美国和日本等国家在开发高强度CrMo钢的基础上,接着又开发了225CrMloV钢,1991年ASME以规范案例2098-I予以认可;日本制钢所开发了3CrMloVTiB钢及其焊接技术,日本制钢所于1987年将该技术用于制造工程试验用3CrMloVTiB钢锻焊加氢反应器,不久日本神户制钢开发了3Cr1MoVNbCa钢,1993年ASME以规范案例2151予以认可;中国于l994年开始开发3Cr1Mo025V材料、进行焊接工艺试验,1998年取得成功,并很快得到应用,1999年又开始开发225Cr1Mo025V材料、进行焊接工艺试验,2000年取得成功,并得到应用。4．2国内研究概况和发展趋势我国从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225Cr1Mo025V钢材料制造出我国第一台锻焊结构加氢裂化反应器。反参考文献应器设计压力为1168MPa,设计温度为450,内径4000mm,切线长为23300mm,壁厚为150mm,堆焊层为TP309L和TP347L,总重为542t。由中国一重大连加氢裂化反应器制造有限公司为中石油大连石化分公司建造的1400t的特大型加氢反应器,2007年3月从一重加氢反应器制造公司的棉花岛基地研制成功,并运往大石化。该加氢裂化反应器总长为46m,外围直径为49m,是我国自主建造的最大吨位原油冶炼装备。加氢裂化反应器由于长期处于高温、高压、临氢、高温硫和硫化氢环境,其使用条件苛刻,因此设计和制造难度较大。长期以来,国内外对其设计、材料和制造技术进行了大量的理论研究和工程实践。特别是近年来,随着加氢装置的大型化,加氢裂化反应器的制造周期加长、生产成本不断提高。为了缩短制造周期、降低生产成本,保证加氢裂化反应器的安全可靠运行,研究人员开发了新材料,应用了许多新工艺新技术。加氢裂化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。改进型钢在原有材料化学成分的基础上,添加02%~03%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225Cr-1Mo-025V已成为目前制造加氢裂化反应器的首选材料。目前,国内锻焊加氢裂化反应器的壳体筒节均采用实心浇铸,通过加工去掉锻件的中央部分后锻造成形。实心浇铸锻造的筒节钢材使用率较低,制造工艺比较复杂,特别是采用实心浇铸成形的筒节,热处理工艺要求比较严格。近年来国外开发并应用了中空锻造成形技术,在浇铸时中心部分放置模具形成中空锻件,再通过锻造加工成形为筒节。采用中空成形技术,提高了钢材的利用率.热处理时加快了筒节的冷却速度,改善了筒节的组织性能。国内近年来也在进行这方面的试验,摸索浇铸和热处理工艺。相信在不远的将来,采用中空浇铸锻造成形的筒节锻件将会应用于国内加氢裂化反应器制造。整体球形封头是加氢反应器较好的结构形式。目前,采用整体球形封头主要有整张钢板或锻板压制成形和整体封头加过渡段两种结构形式。但随着加氢反应器直径不断增大,钢板宽度和锻板能力的限制以及过渡段的不经济性,分瓣封头成为必然。分瓣封头的关键是热处理工艺的制定,要保证封头成形热处理及最终焊后热处理后,封头的各项性能指标良好,结构尺寸稳定。国外分瓣封头已广泛采用,而国内正在进行分瓣封头成形技术方面的试验研究工作。目前,加氢裂化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地进行。随着装置规模不断扩大,加氢反应器也日趋大型化。加氢反应器的大型化及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,加氢裂化反应器的设计改进和对在役加氢裂化反应器的局部改进,从而提高加氢裂化反应器的安全性和延长加氢反裂化应器的使用寿命越来越受到人们的关注。参考文献二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题选材和应力问题需要重点解决。2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）加氢裂化反应器由于长期处于高温、高压、临氢、高温硫和硫化氢环境,其使用条件苛刻,因此设计和制造难度较大。加氢裂化反应器的壳体筒节选材和工艺设计，研究国内外先进技术和发展趋势，做出合理选择。整体球形封头是加氢反应器较好的结构形式。采用整体球形封头主要有整张钢板或锻板压制成形和整体封头加过渡段两种结构形式。但随着加氢反应器直径不断增大,钢板宽度和锻板能力的限制以及过渡段的不经济性,分瓣封头成为必然。分瓣封头的关键是热处理工艺的制定,要保证封头成形热处理及最终焊后热处理后,封头的各项性能指标良好,结构尺寸稳定。因此要对封头进行合理的选择与设计。3.本论文（设计）预期取得的成果尝试采用文献新论述，在选材和工艺设计方面找到优解，对加氢裂化反应器的壳体筒节选材和工艺设计，对加氢裂化反应器封头进行合理选择与工艺设计，设计出加氢裂化反应器较好的结构形式。本实验成功的关键因素在于克服加氢裂化反应器由于长期处于高温、高压、临氢、高温硫和硫化氢环境下，选材和应力难以解决，设计和制造难度较大。此为本次设计的预期成果。三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；（1）加氢裂化反应器重要部分材料的选择和材料工艺处理。(2)加氢裂化反应器壳体和封头的工艺设计计算。2.论文（设计）进度计划第1-4周：查阅文献、撰写文献综述并提交开题报告。第5周：查阅文献、收集资料、提交论文大纲；开展理论和方法研究，并在此基础上，完成论文的总体结构设计。第6-7周：进行计算、设计，记录设计数据。第8-10周：设计结果整理，总结反应器设计最佳的工艺条件，并对其进行结果的分析研究。第11-12周：集中进行工作总结和论文的写作，并完成论文的终稿。第13周：评阅第14周：论文答辩。参考文献四、需要阅读的参考文献[1]卓震.化工容器及设备[M].北京：中国石化出版社，2000[2]魏兆灿，李宽宏主编.[M].上海：上海科学技术出版社，1995[3]郑津洋，董其伍，桑芝富主编.过程设备设计[M].北京：化学工业出版社，2006[4]朱有庭，曲文海，于浦义.化工设备设计手册[M]﹒北京：化学工业出版社，1994[5]黄载生.化工机械力学基础[M].北京：化学工业出版社，1999[6]兰州石油机械研究所.现代塔器技术[M].烃加工出版社，2002[7]王非.化工安全设计概论[M].北京：化学工业出版社，2005[8]GB150-1998《钢制压力容器》[9]JB/T4710-2005《钢制塔式容器》[10]王志文.化工容器设计[M].北京：化学工业出版社，2000附：文献综述或报告参考文献年产150万吨加氢裂化反应器设计1、前言2.减压塔的塔简介及其