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加氢裂化反应器内件的安装宋亚伟夏大卫刘文胡丽花摘要加氢裂化反应器是整个加氢装置的核心装置，反应器内件安装质量直接关系到加氢裂化反应的质量，本文简述加氢裂化反应器内件安装方法。关键词反应器内件安装0前言大港石化分公司新建100万吨/年加氢裂化装置以减压蜡油及部分焦化蜡油为原料，采用两剂串联尾油全循环工艺，最大限度的生产航煤、柴油，同时生产液化气、重石脑油、轻石脑油等产品。加氢裂化反应器属于本装置的核心设备，高44m，内径3.5m，壁厚207mm，总重800吨。内表面堆焊层材质为不锈钢，由于反应器本身的结构特性比较复杂，内部构件只能从顶部入口进料，给反应器内件安装带来了极大的困难。1概况加氢裂化反应器共有五个床层，其中上面三个床层为精制部分，就是指对馏份油进行脱硫、脱氮、脱氧、脱金属和沥青等杂质及对烯烃、芳烃的加氢饱和，从而来改善油品的气味、颜色和安定性，提高油品的质量。下面两个床层为裂化部分，就是在催化剂作用下，烃类和非烃化合物加氢转化。烷烃、烯烃进行裂化、异构化和少量环化反应；多环化物最终转化为单环化物。加氢裂化均采用具有裂化和加氢两种作用的双功能催化剂，是催化加氢和催化裂化两种反应的有机结合。加氢裂化实质上是在氢压下进行的催化裂化。加氢裂化反应器的床层分布结构(见图-1)为最顶部只有一层顶部分配盘，下面四层结构一样，分别由中部分配盘、筛孔盘、冷氢混合箱、冷氢盘、冷氢管、催化剂支持盘组成(见图-2)。2安装顺序内件开箱检查→地面预组装→反应器内部检查→反应器内部定位划线→中部分配盘安装→筛孔盘安装→冷氢混合箱安装→冷氢盘安装→冷氢管安装→催化剂支持盘安装→中部分配盘筛孔盘冷氢箱冷氢盘盘催化剂支持盘盘冷氢管图-2催化剂支持盘冷氢盘冷氢箱筛孔盘冷氢管清扫(前面四层结构一样，最顶部只有一层顶部分配盘)3内件开箱检查内件开箱检查是反应器安装的一个重要步骤，因为反应器内件结构比较复杂，配件数量和种类比较多，而且多为螺栓和卡子连接。数量的清点和分类对以后的预组装和安装的进度很重要。对于施工技术人员来说，对内件开箱检查过程，也是对内件结构和尺寸熟悉的一个直观过程。因为有些配件涉及到某些专利技术，而在我们施工图上显示的只是一些示意图。很难直观的了解其具体结构形式。4地面预组装地面预组装是加氢裂化反应器内件安装过程中非常重要的一个环节，在地面预组装阶段，可以发现很多难以估计的问题。本反应器由美国UOP公司设计，内件分别由中国一重和意大利制造，预组装不仅是一个检查内件之间相互组装配合的过程，也是对内件安装的一次预演。可以直观的看到内件在反应器内部安装的状态，同时也可以对安装要求尺寸以及注意事项有一个详细的了解。在地面预组装时，首先要铺设好一个较大平台，平台的平面度要求比较高，根据反应器内件安装要求，平台的平面度要求在±3mm，而且在平台上要铺设一层帆布，以防止反应器内件渗碳（内件全部为不锈钢材质）。同时还要准备一些不锈钢工具如撬棍、特制长柄扳手以及吊装用的吊装带和自制吊装索具等。具备以上条件后开始根据内件制造商提供的组装图开始预组装。反应器内件筛孔盘和冷氢盘的连接部位都是用螺栓连接，需要自备一些不锈钢螺栓，因为不锈钢材质较碳钢比较软，螺栓拧紧后，螺栓螺纹容易被破坏，所以不能用正式螺栓。在预组装冷氢系统时，因为冷氢系统要求密封，配件之间要求用陶瓷纤维密封垫密封，密封垫为一次件，所以在预组装阶段不加密封垫。预组装顶部入口出口出口收集器填料连接板图-1时要留出密封垫的尺寸，以确保预组装的尺寸。按照组装图预组装完后，调整好水平度，圆度，以及所要保证的尺寸。完成以上工作后,在每一配件上做好编号（标清层号，方位号等），同时在组装图上要做上相应的标记。做好编号之后，把这一层的配件及所需螺栓和密封件打包或者单独存放，以便进入反应器内部正式安装。每一层内件都要按上述方法进行预组装。5反应器内部检查和反应器内部定位划线反应器内部检查和反应器内部定位划线可以在同一个步骤进行。内部检查前要求反应器内部有足够的照明和一个双层操作平台，内部检查项目包括支撑圈的水平度，反应器筒体的圆度，支撑圈之间的距离，以及反应器催化剂卸料口和冷氢入口的检查。支撑圈的水平度用水平连通管来检查，筒体圆度和支撑圈间的距离用卷尺来检查，检查结果做好记录，以便在内件安装过程中保证安装尺寸和间隙。内部定位划线就是在安装内件之前，在反应器内部确定各盘层的方位以及梁的位置的过程。画完定位线复核无误后用记号笔在反应器内壁做上记号。6中部分配盘的安装中部分配盘由意大利制造，是反应器内件一个床层的最底部的一层（见图-3），它的主要作用是把油品和从冷氢管过来的冷氢充分均匀的混合反应。每一个床层的结构形式虽然一样，但由于床层的作用不同，所以局部尺寸不一样。安装时要注意各分配盘相应安装床层。安装中部分配盘时要确保分配盘各部件之间的密封，首先要确保四根梁之间的尺寸，以保证各块分配盘的和梁的密封距离。然后要注意分配盘的水平度，以便混氢油品均匀充分混合反应。分配盘的四周和筒体之间要用陶瓷纤维绳密封，陶瓷纤维绳要塞紧塞实，高度和分配盘的边缘平齐。分配盘与筒体支撑圈用L型卡子连接,与梁的密封是单面密封焊接，为了防止焊接变形，在焊接前采用方木支撑法和焊接时采用焊接顺序控制法，先间隔焊接，每隔150mm焊接150mm。然后再进行密封焊接。安装完成后打扫清理分配盘。7筛孔盘的安装筛孔盘是安装在分配盘上部的一个盘层（见图--4），它的主要作用就是把从冷氢箱出来的液体均匀的传给分配盘，它的安装要求比较高。它的开孔有特点（见图-5），在分配器顶部正对着位置没有孔，分配器与分配器之间开有孔，以便油品能充分进入分配器。图-3筛孔盘安装是用卡子连接固定在中部分配盘的大梁上，且筛孔盘和中部分配盘连为一体。安装时要注意筛孔盘上的开孔位置不能在分配器的正上方，同时要注意安装的水平度和卡子位置的密封性。如果水平度不好就能使液体流向不均，反应不充分。安装完成后打扫清理筛孔盘。8冷氢混合箱和冷氢盘的安装冷氢混合箱和冷氢盘是安装在筛孔盘上的一个盘层(见图--6)，它的主要作用是吸收从催化剂支持盘过来的介质和冷氢管过来的冷氢通过溢流通道进入冷氢混合箱进行混合反应。安装冷氢混合箱和冷氢盘时，一个非常关键的问题是要注意它的密封性，冷氢混合箱和冷氢盘密封性的好坏直接关系到初次混合的效果和反应的效率。它们之间的所有连接处都必须用陶瓷纤维密封垫垫好，螺栓拧紧。冷氢盘（效果图见图—7）安装不但要求密封好，而且水平度要求也比较高，图-7中四个孔就是溢流通道，中间的圆柱是冷氢管上的分配器。分配器上开有四个孔，每一个孔的位置都正对着两个溢流通道中间，安装时要注意方向。从催化剂支持盘中出来的介质和冷氢通过溢流通道进入冷氢混合箱进行混合反应。安装水平度越好，混合越均匀，反应越充分。冷氢混合箱和筛孔盘、中部分配盘预组装完的实物图（图—8）。筛孔盘分配盘支持圈梁筒体冷氢箱图--4分配器筛孔盘上的孔图---5大梁溢流通道冷氢盘筒体支持圈冷氢盘冷氢混合箱图—6图—79冷氢管的安装冷氢管安装在冷氢盘上部，催化剂支持盘底部。它主要作用是从外部给反应器注入冷氢。冷氢管安装要求冷氢管的安装水平和冷氢分配器出口的方向。同时要注意冷氢管和反应器筒体之间的密封。冷氢管是通过反应器筒体的法兰口安装，安装完后，冷氢管和反应器筒体之间用石墨缠绕垫密封，最后由一块圆环密封板密封焊接。由于床层的作用不一样，所以冷氢管分配器开孔尺寸也不一样，安装时要注意不同的冷氢管安装床层位置。10催化剂支持盘的安装催化剂支持盘是反应器内件安装一个床层最上部一层，也是安装质量最大的一层(见图-9)。它的作用是支撑催化剂，然后介质通过催化剂支持盘的格栅流向下一盘层。安装催化剂支持盘要注意安装前后顺序，其中最大的梁重1.8吨，采用单绳双跨吊装法。先安装最两侧的月牙形的格栅板，然后再放主梁，每根大梁就位后，迅速安上梁的连接板，以便固定。梁安装完之后，安装格栅板，最后，调整梁和格栅，格栅和反应器筒体，大梁和筒体之间的距离，使之相等且为19mm。（安装完局部效果图见图-10）。为了防止催化剂颗粒泄露和热膨胀，在梁和格栅板，格栅板和反应器筒体及大梁和筒体之间填充φ10mm的钢丝绳和φ25mm的陶瓷纤维绳。钢丝绳双排5层，陶瓷纤维绳为3层。要求钢丝绳和陶瓷纤维绳要塞紧塞实。以防止催化剂颗粒泄露到下一反应层。图—8图-10梁之间连接板螺栓连接格栅检修通道板梁连接板格栅填料格栅边缘板图—9大梁11内部验收与清理由于反应器内件安装的特殊性和重要性，安装过程中，美国UOP公司技术服务专家要进行全程跟踪指导检查。在安装完每一床层，我们技术人员要进行自检,所有安装方位尺寸达到要求后,由美国技术专家都要进行复检，复检合格后，方可进行下一层安装。由于在安装过程中，使用大量陶瓷纤维绳和陶瓷纤维垫以及施工过程中留下的灰尘和杂质，在安装完以后一定要进行清理，考虑到一些死角和灰尘难以清理，可用大功率吸尘器进行清理。以达到内件安装清洁度的要求。结束语反应器内件安装是一个细致和长期的工程，安装准备工作一定要做充分，地面预组装工序非常重要，尤其是各部件的连接位置合适与否。安装时采用合适的安装方法和安装工具(包括自制)对安装质量和进度都有很大提高。同时安装过程中的工作统筹安排也很重要，可以提高工作效率。本反应器安装的安装方法和安装质量获得美国UOP公司现场技术总监的高度评价。