连续重整装置中再生器的设计及制造要点探讨

程传裕(中石化洛阳工程有限公司设备室,河南 洛阳 471003)

再生器是连续重整装置中催化剂再生部分的重要设备，是整个装置催化剂再生的关键设备,反应后的结焦催化剂在该设备内烧焦再生。该设备在高温环境下运行，其内部催化剂处于流动再生状态。再生器内部一般分为烧焦区、氯化区、干燥区和冷却区。上部烧焦区内设圆筒形轴向条形筛网，下部设有圆筒形分布器。再生器大法兰尺寸大，操作温度高，温度有波动，不稳定，大法兰的紧固件和密封面易受影响,因此及其容易发生密封泄漏，在很多已经投产的连续重整中该部位都发生了不同程度的泄露，因此设计时需要对此处进行特别关注。其内构件尺寸和装配精度要求严格，制造要求高，再生器内件一般采用约翰逊网的内外网结构，这种结构表面光洁，利于催化剂的流动，但是由于再生器的高温运行，催化剂有时候在内外网表面会烧焦，从而造成内外网的破坏。就以上问题，本文在对再生器的设计过程中进行以下几个方面的探讨。

1 材料

1.1 再生器设计温度最高处能达到590℃，因此其材料选择至少要满足高温的要求，中石化洛阳工程有限公司专利的重整装置再生器所用钢板、锻件、钢管、紧固件及焊材一般为S31608、S31609(锻)，同时遵照GB150的要求：奥氏体型钢材的使用温度高于525℃时，钢中的含碳量应不小于0.04%，因此规定再生器材料的含C量为0.04%-0.08%。焊材应符合NB/T 47018-2011的规定，其熔敷金属含C量为0.04%-0.08%。

1.2 筒体、封头、内件用S31608钢板应满足GB24511的规定。

1.3 S31609锻件应满足NB/T47010-2010的规定，验收级别按图样规定。

1.4 S31608无缝钢管应满足GB/T14976的规定。

1.5 制造厂应按同炉批号进行设计温度下(上部,中部:560℃;下部:590℃)的高温拉伸试验，钢板应达到116MPa，应达到115MPa，锻件与钢板相同。

1.6 螺栓和螺母用S31608应采用电炉冶炼，并应满足GB/T1220的规定。螺栓、螺母材料应逐件进行硬度试验，按螺栓硬度高于螺母硬度（其差值应≥HB30）相配安装。

1.7 所有与壳体相焊的内外构件材料应与壳体相同，即均应为S31608。

1.8 应该对制造商提出相应的要求，制造商应根据设计文件对基体材料的要求，按照NB/T47014和JB/T4709进行焊接工艺评定，确定合适的焊接材料和焊接规程。

2 制造

2.1 再生器在施焊前应按照NB/T47014进行焊接工艺评定，并根据图纸要求及评定合格的焊接工艺制订焊接规程。评定项目应包括焊缝返修、承压件上永久性或临时性焊缝以及定位焊缝。焊工应严格遵守该规程，并应有施焊记录。所有承压焊缝均应采用全焊透结构。焊缝和热影响区内、外表面不允许存在咬边、裂纹、气孔、弧坑、夹渣等缺陷，焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物必须清除干净，并打磨成与母材圆滑过渡。所有与催化剂接触的内部焊缝表面必须打磨光滑平整，以避免磨损催化剂。禁止在再生器的非焊接部分引弧，因电弧擦伤而产生的弧坑、焊疤及割除卡具、拉筋板等临时附件后遗留的焊疤必须打磨光滑。

2.2 催化剂料腿的内、外侧板及条形筛网的轴线应与壳体轴线平行或重合，以保证催化剂输送管在内外网之间的位置正确。内件装配时，各部件的安装要制定严格的安装程序，而且需设计单位的确认方可进行安装。所有内件均应在制造厂进行预组装，以满足下列要求：

2.2.1 壳体上端环向挡板应与外网实际尺寸配合制造，以保证之间间隙符合设计图纸要求；

2.2.2 根据设备壳体的实际尺寸调整外网底部盲区的高度，以保证内、外网顶部缝隙水平起始位置在同一标高上，其偏差符合设计图纸要求；

2.2.3 内、外网组装完后，制造厂应按设计要求分别检测顶部及底部的环形间隙尺寸和公差，测量沿圆周取8点，间隔45°，应保证顶部各点的环形间隙和底部各点的环形间隙符合设计图纸要求。

2.3 壳体A、B类焊缝应按JB/T4730进行100%射线检测，Ⅱ级为合格。不能进行射线检测的填角焊缝和内件与壳体的连接焊缝，应通过适宜的焊接规程保证焊接质量，并按JB/T4730进行100%渗透检测，Ⅰ级为合格。

2.4 水压试验时，由于壳体受压材料为奥氏体不锈钢，因此试验用水的氯离子含量不得大于15mg/L。同时水压试验合格后，所有承压焊缝均应按JB/T4730进行100%渗透检测，Ⅰ级为合格。水压试验后，应对设备表面进行酸洗、钝化处理。水压试验完全卸载后应立即将水放尽，不得存在积液，充分干燥后通入0.05MPa氮气，开口接管用盲板封闭。

3 再生器壳体大法兰的泄露

再生器大法兰尺寸大，操作温度高，温度有波动，不稳定，大法兰的紧固件和密封面易受影响,因此及其容易发生密封泄漏，在很多已经投产的连续重整中该部位都发生了不同程度的泄露，炼油厂对此的处理措施大多采用泄露后再次紧固螺栓的方式或者在该部位加保护套（比如沿法兰外圈加蒸汽线，对于泄露的气体进行蒸汽吹散等）的措施进行处理。但是该处理方式不仅未能从根本上解决泄露问题，而且也会为后面的安全运动留下一定的安全隐患。但该处由于其操作温度高，温度有波动，不稳定等特点想很好的完全解决密封泄漏也存在一定的难度，现在比较好的措施有以下两种：1.在螺柱紧固处增加碟簧，碟簧由于其能抵抗温度波动带来的不稳定因此能部分的解决密封泄漏问题，2.使用更加牢靠的垫片以及更加精确的预紧措施，在上海石化、扬子石化等已经使用的更稳定的垫片之后，该处的密封泄漏已经有所缓和。

4 内件

再生器内件一般采用约翰逊网的内外网结构，这种结构表面光洁，利于催化剂的流动，但是由于再生器的高温运行，催化剂有时候在内外网表面会烧焦，从而造成内外网的破坏。催化剂的烧焦极易产生的位置一般是内外网表面不太光洁的地方，因此一般要求内、外网表面应平滑，焊缝须磨平磨光，不得有任何磨损催化剂的尖角、毛刺等存在，同时对丝网之间间隙一定要严格执行设计的要求，制造厂要有工艺措施保证筛网缝隙精度：要求每根V形丝镶嵌在每个支持圈槽中的相对位置一致，使得每根V形丝在整个长度上不发生偏移和扭曲变形，在每个支持圈上布置均匀。制造完成后对于丝网间隙要认真检查，不得有任何不满足设计要求的间隙。在以前的制造工艺中，内外网一般均有纵向的拼接接头，此接头处也是容易造成催化剂烧焦的部位之一，因此在现在技术发展的基础上，一般要求内、外条筛网不允许有纵向拼接接头。

5 结语

连续重整装置中再生器的设计需要综合考虑各种影响因素，从温度、材料、结构、制造、检验等多方面加以分析，从而保证设计质量，避免因设计存在缺陷而造成灾难性事故。同时对该设备容易出现问题的部位要尤其关注，设备的安全是整体的安全，但是任何小的问题都可能对整体的安全使用带来大的隐患，因此必须避免，以使装置的运行更加安全顺畅。

[1]胡德铭.国外催化重整工艺技术的进展.《炼油技术与工程》，2008年第11期.

[2]张莉，徐宏，高广胜.重整反应器扇形筒承受催化剂的应力分析.《炼油技术与工程》,2008年4月.