热壁加氢反应器设计和使用的几点探讨
我国锻焊结构热壁加氢反应器技术的进步
我国锻焊结构热壁加氢反应器技术的进步newmaker摘要：总结了我国自行研究、设计、制造的首台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。
主题词：中国加氢裂化反应器；设计；制备；锻造；焊接；技术发展水平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、中国第—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、制造出我国第一台高温高压锻焊结构热壁加氢反应器，并以最快的速度(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，填补了我国一项技术空白。
10年来，该反应器一直正常运行，为企业创造了可观的经济效益。
实践证明了我国锻焊结构热壁加氢反应器研制技术是非常成功的。
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：(1)对引进技术进行了充分地消化，将国外在该技术的发展和应用过程中的成功经验、出现的问题与对策，作为研制的借鉴。
(2)在研制中坚持科学态度，确保万无一失。
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，首先进行实验室试验，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。
【清华】加氢反应器介绍
防止氢脆的若干对策
要防止氢脆损伤发生，主要应从结构设计上、制造过程中和生 产操作方面采取如下措施：
(1)尽量减少应变幅度，这对于改善使用寿命很有帮助。
3FeS+502----Fe2O3·FeO+3SO2 SO2+H20—---H2SO3 H2S03+1／202----H2S04 FeS十H2SO3——mH2SxO6十nFe’ FeS+H2S04一---FeSO4+H2S H2SO3十H2S-----mH2Sx06十nS FeS十H2Sx06一--FeSx06+H2S
2.氢脆
所谓氢脆，就是由于氢残留在钢中所引起的脆化现象。产生了氢 脆的钢材，其延伸率和断面收缩率显著下降。这是由于侵人钢中的原 子氢，使结晶的原子结合力变弱，或者作为分子状在晶界或夹杂物周 边上析出的结果。但是，在一定条件下，若能使氢较彻底地释放出来， 钢材的力学性能仍可得到恢复。这一特性与前面介绍的氢腐蚀截然不 同，所以氢脆是可逆的，也称作一次脆化现象。
影响高温氢腐蚀的主要因素
1)温度、压力和暴露时间的影响
温度和压力对氢腐蚀的影响很大，温度越高或者压力越大发生高 温腐蚀的起始时间就越早。
2)合金元素和杂质元素的影响
在钢中凡是添加能形成很稳定碳化物的元素(如铬、钼、钒、钛、 钨等)，就可使碳的活性降低，从而提高钢材抗高温氢腐蚀的能力。
在合金元素对抗氢腐蚀性能的影响中，元素的复合添加和各自添 加的效果不同。例如铬、钼的复合添加比两个儿素单独添加时可使抗 氢腐蚀性能进一步提高。在加氢高压设备中广泛地使用着铬-钼钢系， 其原因之一也在于此。
板焊结构加氢反应器的几个问题
2017年01月板焊结构加氢反应器的几个问题李天罡赵军明李鹏（青岛兰石重型机械设备有限公司，山东青岛266555）摘要：本文主要结合我国板焊结构加氢反应器的一些相关内容，对板焊结构加氢反应器在在设计、制造等一些问题，进行了简要分析和阐述，希望对我国板焊结构加氢反应器的发展，起到一定程度上的帮助。
关键词：板焊结构；加氢反应器；问题分析最近几年，我国对环境保护工作的开展，也给予足够的重视和大力的支持。
在这样情况下，在我国一些化工行业中，对一些相关的技术形式，也进行了全面的改进，尤其是板焊结构加氢反应器。
在板焊结构加氢反应器具有良好的耐高温、耐腐蚀、生产能力强等方面的优点，也正是凭借着各种的优点，可以将其自制造的原材料，进行全面的利用，从而有效的提升了产品生产的质量，等得到了很多行业的有效的应用。
但是，在板焊结构加氢反应器运行的过程中，依旧还会出现一些问题，本文正是针对这些问题，进行了简要的分析和阐述：1板焊结构加氢反应器设计存在的问题1.1材料的选取在板焊结构加氢反应器设计运行的过程中，所用到的材料是非常多的。
但是，在板焊结构加氢反应设计运行的过程中，材料的选择是其中非常重要的一项问题。
例如：氢脆是板焊结构加氢反应器运行中，非常重要的一种设计的运行材料。
但是，在运用的过程中，由于受到某种因素的影响，就会差是脆化现象，这样也导致加氢在反应的时候，器壁吸收的程度也会有所下降。
另外，在板焊结构加氢反应器的在运行的过程中，若是处高温的状态下，器壁就会吸收一定程度上的氢量。
但是，若是停止运行的时候，若是板焊结构加氢反应器的温度，下降的速度相对较快，钢中的氢气无法得到有效的扩散，这样就会造成氢气处于饱和的状态，器壁无法全面的吸收，导致一些残留的氢气存在设备中，从而造成设备出现一定程度上的裂纹，严重影响了该设备的正常运行。
因此，在板焊结构加氢反应器运行规的过程中，应当对其氢气的材料，进行科学、合理的选择，并且对板焊结构加氢反应器冷却的温度，进行全面的调节，一定要将温度冷却的速度处于正常的状态下，这样才能在最大程度上保证了板焊结构加氢反应器的正常运行。
加氢反应器的制造检验及在用检验
回火脆性系数
回火脆化敏感性系数 J = ≤100 (目标值80); X = ≤15 ppm (目标值12); 回火脆化敏感性试验 vTr54 + 3ΔvTr54 ≤0 ℃。 金相组织照片不存在板条状组织,晶粒度不小
于7 级。
金相组织照片（贝氏体组织）
表11 全板厚硬度测试
沿板厚方向以5mm 间隔进行了全厚度 硬度测试,见表11。可以看出,沿板厚方 向其硬度差值小于13HV10 ,说明沿厚度 方向上力学性能均一性良好。
脱出有害元素
③ 脱出有害元素硫、氮、氧的有机物，在加 氢处理过程中产生断链反应。
脱硫 -S- + H2 → H2S ； 脱氮 -N- + H2 → NH3； 脱氧 -O- + H2 → H2O； 脱卤 Cl- + H2 → HCl ④ 脱除重金属。加氢处理脱去原料中的砷铅
铜等金属
加氢反应器及材料的发展过程
国产化的F22V 指标
化学成分的实测值均能满足设计要求;回火脆 性的实测值: J 系数为42～68; X 系数为6.6～ 8.55 ppm; vTr54 + 3ΔvTr54 为 - 91.8 ～ 40.7 ℃，均低于0 ℃～ -18℃;A KV平均值为 170～290J 、最低值为150J ;HB 为179～ 225。这表明国产化的F22V 各项指标接近日 本制钢产品的水平。
第二阶段:整体结构,双层堆焊, Cr-Mo钢 ,-15℃, 工厂＋现场组 装, vTr54+2.5ΔvTr54≤+38℃, J≤180 , AKv≥55J(一个最低 值≥47J);
第三阶段:整体结构,双层堆焊,-30℃, AKv≥55J(一个最低值 ≥47J ,工厂＋现场组装, J≤130 ;
热壁加氢反应器的制造和检验
热 壁 加 氢 反应 器 的制 造 和检 验
冀 战伟
（ 西 煤业 化 工 集 团 （ 海 ） 帮 化 工 技 术 有 限公 司 ，上 海 陕 上 胜 ２ １０ ） ０ ２ ３
摘 要 ： 以 某加 氢 精 制 反 应 器 为 例 ， 绍 了热 壁 加 氢 反 应 器 的 制 造 技 术 要 点 、 损 检 测 技 术 要 求 以 及 介 无
ａ ｄ ｍ ａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｎ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍ ｓ ｗｅｌ ｎ ｎ ｆ ｃ ｕ ｉ ｇ ｉ ｈ ｒ ｂ ｅ ａ ｌ ，ｗｈ ｃ ｈ ｕ ｄ ｂ ｏ ｉ ｅ ． ｉｈ ｓ ｏ ｌ ｅ ｎ ｔ ｄ ｃ
Ｋ ｅ ｏｒ ｙ ｗ ｄｓ： ｈ ｔ ｗａ ｌｈｙ ｒ ｒ ａ ｉ ｅ ｃ ｏ ￣ ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ａ ｒ ｃ ｔｏ ｏ ｌ ｄ ｏｔｅ ｔｎｇ ｒ ａ ｔ ｒ ｔ ｒａ ；ｆ ｂ ｉａ ｉ ｎ； ｅ ｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｘａ ｎ ｔｏ
第 ４ １卷
第 ５期
石
油
化
工
设
备
２１ ０ ２年 ９月
Ｐ ＥＴＲ０一 ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬ ＥＱＵＩ Ｍ ＥＮＴ Ｐ
Ｖ Ｏｌ４１ Ｎ Ｏ ＿ ．５ Ｓｅ ｔ ０１ ｐ ．２ ２
文 章 编 号 ：１ ０ ４ ６ ２ １ ） ５０ ５ — ４ ０ ０７ ６ （ Ｏ ２ ０ ０ ３０
自２ ０世 纪 ７ Ｏ年 代 以来 ，在 石 油 化 工 行 业 中 ，
力 的约 束 ， 应用 锻 焊结 构 的加 氢 反应 器 数 量呈 上 升 趋 势 。单纯从 制造 角度看 ， 只要 能解 决锻 件 问题 ， 锻
热壁 加氢 反应 器 已普 遍取 代 了冷 壁加 氢反 应器 。热 壁加 氢反 应器 大部 分 是 由 ２ Ｃ 一Ｍｏ钢 制 成 。热 ｒ１
加氢反应器管道设计要点
介质 温度 不高并且 布置在平台上 ，而反应器 注氢管嘴 处会随反 应 器 的热 涨 而 升 高 ，为保 证 注 氢 管 嘴 法 兰 安 全 无 泄 漏 ，避 免 反 应器对管道进 行拉 扯 ，冷氢管 道设 计时应 考虑管 道 的柔 性 Ｊ 。 虽然冷氢管道 温度不 高 ，但在管 道设 计 中也应 进行详 细的管道 应力计算 ，并 在适 当位 置设 置弹簧支 吊架 。由于靠近 冷氢注人
周期安全运行至关重要 。 参 考 文 献
［ １ ］ 唐永 进． 压 力 管道 应力 分 析 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 中国石 化 出版 社 ， ２ ０ ０ ３ ：
防蒸汽 圈管 ，消防蒸汽 圈管 固定 于法兰处 ，圈管下侧开有 左右 ４ ５ 。 孑 Ｌ 。消防蒸汽 切断 阀 的设 置应 集 中布置 在 明显 、安全 和开 启方便 的地方 ，通 常布 置在 地面处 。根据 《 石油化工 企业设计
反应器的安 装 就位 。各反 应 器操 作平 台的标 高 应尽 量 保 持一 致 ，以便于检修 、操作及管道布 置。反应 器基础 与反应器 框架 的基础应没有相对 沉降量。反应 器 的基 础与管桥 和加氢 反应产 物换热器 的基础相对沉 降量 不得大 于 １ ０ ｍｍ。反 应器框架 顶平 台及每隔 ４层 中间平 台应考虑选 用复合 钢格栅板 。为保证 电动 葫芦的使用完好 ，在 吊车梁上部 及反应器 头盖放 置区侧设 置 吊 车防雨雪棚 ，并在 吊车梁下 部及 反应器 头盖放置 区侧设 置 电动 葫芦检修平 台。
布管
应 位 于入 口 管 道 顶 部 ，以 避 免 注 入 结 束 后 ，残 液 对 管 道 的 腐 蚀 。 管道 注入 点不 应 与 测压 管 道 的 开 口合 并 为 一 个 ，以 避 免 在
无损检测技术在某装置热壁加氢反应器中的应用
无损检测技术在某装置热壁加氢反应器中的应用摘要：热壁加氢反应器是加氢裂化装置中的一种关键设备，通常在高温、高压、临氢条件下工作，运行条件相对比较恶劣。
此外，加之热壁加氢反应器主体材料对成型、焊接、热处理的温度控制要求比较苛刻，同时随着热壁加氢反应器使用时间的增长其危险性在逐年递增。
因此加强对热壁加氢反应器的无损检测具有十分现实的意义。
基于此，本文对热壁加氢反应器的无损检测方法进行了详细分析和探讨。
关键词：热壁加氢反应器；无损检测技术；射线检测；超声检测1问题概述作为较为复杂的压力容器,热壁加氢反应器的无损检测向来受到重视,这类检测一般围绕主焊缝等焊接缺陷易出现部位展开。
热壁加氢反应器主要是由2.25Cr-1Mo钢板或锻件制成的，设计壁厚大致在在80-240mm(也有更厚的)范围内，内壁堆焊两层奥氏体不锈钢，设计压力为8～20MPa，设计温度大致在370～450℃，工作介质主要是H2、油、H2S等。
由于热壁加氢反应器主体材料对成型、焊接、热处理的温度控制要求比较苛刻，而且使用时又面临着介质腐蚀、应力腐蚀、氢腐蚀、氢脆、回火脆化和蠕变脆化等一系列问题。
同时装置中热壁加氢反应器已运行使用了数年，部分超过10年，其危险性在逐年递增。
因此对热壁加氢反应器的无损检测技术的探讨，理所当然的引起有关方面的高度重视。
2热壁加氢反应器深厚主焊缝检测技术热壁加氢反应器主焊缝由于厚度较大，一般采用多层焊道窄间隙埋弧自动焊工艺，坡口为I型，单侧坡口角度一般小于等于2°，焊剂在窄间隙焊缝能实现自动脱渣，制造时常见的裂纹和未熔合缺陷一般垂直于检测面。
在用时由于热壁加氢反应器筒体母材和焊缝的回火脆化和氢脆，造成韧性降低，一些较小的缺陷就有可能得到较快的扩展而引起反应器失效，因此对主焊缝的要求比较高，其检测问题也就变得十分突出。
目前热壁加氢反应器深厚焊缝采用的主要无损检测方法为射线检测和超声检测。
2.1射线检测热壁加氢反应器主焊缝主要采用射线检测，由于热壁加氢反应器一般可分为板焊结构和锻焊结构两种，板焊结构热壁加氢反应器壁厚在80～120mm，通常采用1～4MeV直线加速器进行检测；锻焊结构的容器壁厚在180～240mm，也有更厚的，如某大型炼油企业加氢裂化装置采用的热壁加氢反应器壁厚要达到336mm，通常采用9MeV或更大能量的直线加速器进行检测。
热壁加氢反应器的检验技术分析
热壁加氢反应器的检验技术分析摘要：热壁加氢反应器属于一种复杂性较强的压力容器，在使用过程中为了保证压力容器的安全稳定运行需要重视热壁加氢反应器的检测工作，在检测过程中对可能存在的缺陷问题进行明确。
当前检测的方法有很多种，在实践检验中应选择合理的检验方法，这样才能保证检验结果的有效性。
关键词：热壁加氢；反应器；检测技术；分析热壁加氢反应器工作的条件较为复杂，在高压高温和临氢的条件下要保持良好的运转状态，这就需要对热壁加氢反应器的制造工艺提出更高的要求，包括焊接和热处理温度等都需要满足使用的要求，热壁加氢反应器在使用过程中会出现不同程度的缺陷问题，为了保证其能够在特殊环境下的良好运转，应实施有效地检测技术。
1.热壁加氢反应器的特点1.1生产工艺及结构特点对热壁加氢反应器的工艺和结构特点进行深入的了解，有助于技术人员对热壁加氢反应器在使用过程中会出现的隐患部位和使用失效形式进行分析，进而确定科学的检验方法，并且能够及时的排查出故障原因。
热壁加氢反应器的工艺特点主要包括高温和高压以及氢氛围等。
热壁加氢反应器的结构是由其具体的使用工艺条件来决定的。
在高温和高压情况下直接接受氢气和硫化氢的腐蚀[1]。
因此，在制造工艺过程中要充分考虑反应器主体材料能够抵抗氢腐蚀和回火脆以及高温硫化氢腐蚀的性能，此外，还有堆焊层的剥离和连多硫酸腐蚀也是在主体材料选择过程中应考虑的重点。
因此，为了有效地满足热壁加氢反应器高温抗氢的使用需求，反应器主体材质应慎重的选择，并且要选用21/4cr1mo钢，同时为了能够有效地抵抗硫化氢等腐蚀介质的腐蚀，热壁加氢反应器内壁还需要堆焊有奥氏体不锈钢堆焊层，这样才能满足使用的需求，延长反应器使用的年限。
此外，为了有效的提高反应器主体材料的抗裂能力，对反应器不连续部位的应力进行合理的优化，还需要对反应器的结构进行科学合理的设计，进而保证反应器使用过程中能够安全稳定的运行。
1.2热壁加氢反应器检验特点热壁加氢反应器实施检验的主要目的是对反应器运行过程中可能发生的故障以及损伤等进行及时的掌握，对热壁反应器制造过程中的缺陷问题进行及时的发现，并且利用科学的检验方法对反应器的安全使用状态进行评估，避免由于出现缺陷和故障问题影响反应器的安全稳定运行。
加氢装置安全设计
加氢装置安全设计一、概述随着石油资源逐渐减少，氢能作为一种清洁、可再生的能源被广泛应用。
为了满足氢能的需求，加氢装置逐渐成为能源行业的重要设备之一、然而，由于氢气具有极高的可燃性和易爆性，加氢装置的安全设计显得尤为重要。
为此，本文将从以下几个方面探讨加氢装置的安全设计。
二、围护设计加氢装置在加氢过程中产生大量氢气，如果不采取适当的围护措施，极易引发火灾和爆炸事故。
因此，在设计中需要考虑以下因素：1.材料选择：围护设施应使用耐高温、抗爆炸的材料，如耐火砖、防爆板等，以防止火灾或爆炸时设施的损坏。
2.防爆措施：在设计过程中，需要对设施进行防爆措施，如增加通风孔、设置防爆门等，以使氢气能够安全地排放和扩散，降低火灾和爆炸的危险性。
3.绝缘设计：认真选择绝缘材料，使用绝缘衬里对设施进行绝缘，以防止火花和静电引发爆炸事故。
三、泄漏监测与处理1.泄漏监测：安全设计中必须考虑加氢装置的泄漏监测系统。
通过安装氢气泄漏监测器，及时感知氢气泄漏并发出警示信号，方便人员及时采取措施防止泄漏事故的发生。
2.泄漏处理：一旦发生氢气泄漏，需要设计相应的泄漏处理措施，如安装喷淋系统灭火、启动紧急通风设备等，以迅速有效地抑制泄漏并防止事故扩大。
四、防火与灭火设计1.防火措施：在加氢装置的设计中，需要设置防火墙、防火卷帘等措施，用来隔离氢气主要泄漏源和其他区域，防止火势蔓延，降低火灾危害。
2.灭火措施：设计中需要考虑设备的灭火措施，如设置自动灭火系统、提供适当的灭火器材，以保证消防人员能迅速有效地进行灭火。
五、应急预案制定与演练安全设计中必须制定加氢装置的应急预案，并定期进行演练，以提高工作人员应对突发情况的能力和素质。
应急预案中应包括应急疏散路线、应急救援措施、危险区域的设置等，确保在事故发生时能够迅速响应并采取相应的措施。
六、人员培训与安全意识提高安全设计中需要培训工作人员有关加氢装置的安全操作规程，提高其安全意识和应急处理能力。
浅谈加氢反应器的设计要点
浅谈加氢反应器的设计要点范强强#(安徽实华工程技术股份有限公司）摘要加氢反应器是石油化工行业加氢装置中的关键设备，高温、高压以及苛刻的工艺介质 环境导致了加氢反应器设计时具有特殊性。
主要从材料选择、结构设计、制造要求等方面简要 介绍了加氢反应器的设计要点。
在设计过程中，充分优化设计结构，可以较好地提高设备的质 量和使用寿命。
关键词加氢反应器设计要点优化结构中图分类号 T E 966D O I ： 10.16759/j .cn k i .issn .1007-7251.2021.04.008Key Points of Hydrogenation Reactor DesignFAN QiangqiangAbstract: Hydrogenation reactor w a s the k ey equipment of hydrogenation unit in petrochemical industry.T h e high temperature, high pressure and harsh process m e d i u m environment h ad led to the special design of the hydrogenation reactor. T h e design points of hydrogenation reactor w e r e discussed f r o m the aspects of material selection, structural design a nd manufacturing requirements. In the design process, fully optimizing the design structure could better improve the quality a nd service life of the equipment.Key words: Hydrogenation reactor; Design Point; Structure optimization0刖自随着节能减排、环境保护的要求日益严格，各行 业对油品质量的要求也不断提高，给石化行业的工艺 和设备带来了挑战。