加氢----筒体的制造工艺设计

加氢反应器制造工艺设计

一：加氢反应器的设计背景

工程科学是关于工程实践的科学基础，现代过程装备与控制工程是工程科学的一个分 支，因此，生产实习是工科学习的重要环节。 在兰州兰石集团实习期间，对化工设备的发展

前景和各种化工容器如反应釜、

换热器、储罐、分液器和塔器等的有所了解和学习。

生产实 习的主要任务是学习化工设备的制造工艺和生产流程，

将理论知识与生产实践相结合，

理论

应用于实际。因此，过程装备与检测的课程设计的设置是十分必要的。 由于我们实习的加工

车间正在进行加氢反应器的生产，

而加氢反应器是石油化工行业的关键设备，

其生产工艺和

设计制造在化工设备中具有显著的代表性， 为此，选择加氢反应器这一典型的化工设备作为

课程设计的设计题目。

二：加氢反应器的主要设计参数

1:引用的主要标准及规范

国家质量技术监督局颁发的《压力

容器安全技术监察规程》

GB150-1998 GB6654-1996 JB4708-2000 JB/T4709-2000 JB4744-2000 JB/T4730-2005 JB4726-2000 JB4728-2000 GB/4237-2007 GB/T3280-2007 GB/T3077-1999 GB/T14976-2002 JB/T4711-2003 2

主要技术参数

表一

(99)版

《钢制压力容器》

压力容器用钢板（含 1、2号修改单） 钢制压力容器焊接工艺评定 钢制压力容器焊接规程 钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验 承压设备无损检测

压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 压力容器用不锈钢锻件 不锈钢热轧钢板和钢带 不锈钢冷轧钢板和钢带

合金结构钢 流体输送用不锈钢无缝钢管 压力容器涂敷与运输包装

3结构特点

该加氢精制反应器为板焊结构，其内径0 4000 mm,壁厚98 mm,由2节组成；封头内半径2022

mm,壁厚78 mm,总重量94550Kg 。整个容器位于裙座圈上，总高度约

14011 mm,容器内壁

（包括封头、筒体、法兰以及接管和弯管）全部堆焊

309L+347不锈钢，反应器设有油气进

出口、催化剂卸料口、冷氢进口、热电偶口、人孔等接管孔，所有接管均采用整体补强结构， 裙座采用对接结构，各接管密封采用八角垫结构，

设备上下各有一个弯管。

容器内部焊有凸

台（一周），安装有冷氢盘、分配盘等内件。

4

使用特点及需解决的问题

由于热壁加氢反应器是在高温、

高压、临氢及硫和硫化氢介质条件下使用的，

因此决定了该

设备在使用过程中将会出现：氢腐蚀、氢脆、高温高压硫化氢腐蚀、硫化物应力腐蚀开裂、 堆焊层的剥离、

CrMo 五钢的回火脆性破坏等问题。 5 材料要求

5.1 锻件和钢板用15CrMo 钢硬是采用电炉冶炼加炉外精炼炉精炼，和真空脱气等工艺 方法生产的本质细晶粒镇静钢

5.2

钢板和锻件均应进行正火（允许加速冷却）加回火热处理，热处理工艺应根据材料

化学成分和截面尺寸大小由钢材生产厂确定，

冷却速度的大小以保证达到力学性能的要求为

原则

5.3

材料力学性能试板应进行模拟焊后热处理，即模拟制造过程中壳体材料可能经历的

最大程度的焊后热处理（Max.PWHT ）和最小程度的焊后热处理（ Min.PWHT ）,包括所有

482 C 以上的中间和最终焊后热处理过程，其热处理工艺为：

封头 热成形 （900-950） 正火 910CX 120分钟

热成形 （900-

950 ）C 910 CX 40〜50分钟 690 CX 60〜70分钟 筒体 封头用15CrMo 钢板除应满足 GB6654-1996 （含1、2号修改单）的规定

外，

5.6 15CrMo

钢板经 正火加 回火热 处

理， 再经模 拟焊后 热处理 后的力学性能应符合下，

力学性能试验按轧制张逐张进行，其取样位

置，试样数量及热处理状态应符合下表四的规定

C X 90分钟

回火 690CX 150分钟，空冷

X 30分钟

正火

回火

5.4

尚应满足技术条件的要求

5.5 张张取样

钢板的化学成分符合下表二的规定，熔炼分析按炉（灌）号取样，成品分析按轧制 （可以从室温拉伸试验断裂后的试样上切取）

，按GB/T223标准规定

表二 15CrMoR 钢板的化学成分

（Wt%）