1、1重油催化裂化装置衬里施工小结摘 要：催化裂化装置反应-再生系统中衬里施工是装置大检修的关键内容之一，本文从本企业重油催化裂化装置反应-再生系统各部位衬里材料、结构形式、运行状况分析入手，从施工安排、质量控制等方面，总结本装置所用衬里施工技术，并就衬里使用方案提出个人看法。 关键词：催化裂化 衬里 材料 施工质量 催化裂化装置反应-再生系统中衬里施工是装置大检修的关键内容之一，其质量的好坏直接影响整个装置的操作以及长周期运行，为催化裂化装置检修工作的重点。 本文对本企业重油催化裂化装置 2009 年大修反应-再生衬里施工相关工作过程进行总结，并就目前装置反应再生系统运行情况分析。 一、本装置反
2、应再生系统及使用衬里使用情况简介 （一）反应再生系统流程介绍 本装置由美国石韦工程公司提供基础设计，采用两段高温再生结构。其中催化剂烟气流程简述如下： 原料油进入提升管底部被雾化后与高温再生催化剂接触汽化发生反应。反应油气先后经快速分离器及经沉降器（R-104）旋风分离器分出携带催化剂。分出的催化剂落入反应器汽提段，被蒸汽汽提出夹带和吸附的烃后，经待生滑阀（LV-132）进入第一再生器（R-101） 。 待生催化剂在第一再生器内，在 317kPa（绝）压力和 658温度下2进行不完全再生，半再生催化剂通过立管、半再生滑阀（LV-129） ，用增压风提升进入第二再生器（R-102） 。一再床层催
3、化剂经上斜管流入外取热器（R-105） ，换热后，催化剂通过外取热器下斜管及滑阀（TV-1102）经空气提升管返回到一再，烟气从外取热器上端返回一再。 第二再生器在 323Kpa（绝）压力和 700750的操作条件下，将催化剂中剩余炭完全烧掉，高温催化剂流入脱气罐（R-103）后均匀地往下流动，经再生滑阀（TV-133）进入提升管底部，实现催化剂的连续循环。 二再烟气先后通过烟气冷却器（E-102） 、烟气取热器（E-501）换热后烟气降温至约 300350后再与一再烟气混合。 流程简图见图 1： （二）系统内各部位原衬里使用情况 反应再生系统衬里原设计情况如表 1： 二、大修前运行问题及大修
4、检查记录分析 （一）运行记录 本装置自 2005 年 6 月大修开工后，连续运行接近 4 年，期间反应再生系统催化剂输送管等多处衬里部位出现热点，下面为本周期运行过程中出现的问题以及处理记录： 2007 年 2 月，二再出口烟道至 E-102 入口垂直段膨胀节出现腐蚀穿孔，表面有低温硫腐蚀痕迹，定制包焊套包焊处理； 2008 年 7 月，提升管混合进料喷嘴处穿孔，大量油气外泄，装置停工，泄漏位贴不锈钢钢板，并将喷嘴流向位圆周整圈包焊，漏点局部加3厚； 2008 年 12 月 4 日，二再 U 管于提升管入口段人孔位穿漏，停工，包焊，制安包焊套，内衬耐磨衬里； 20062009 年期间，多处催化
5、剂管线出现热点。对相关部位进行用不锈钢钢板贴焊，加强监控运行，未出现事态扩大化，平稳运行至大修。（二）大修检查情况记录 大修期间，我们进入三器相关部位检查，沉降器衬里局部损坏，鼓包、空洞处较多，具体情况见图 2 左上侧图。 图 2 左上为沉降器内衬里损坏部分图示，右上为龟甲网衬里施工过程图例，左下为 2011 年 9 月 U 型管（图 1 中 R-101 至 LV-129 段）热像仪测温图，右下是蜡油催化裂化装置外取热器侧拉环锚固钉衬里图（运行 4 年） 第一再生器及第二再生器亦未发现有大面积衬里脱落现象，仅少量鼓包或微小裂纹。 膨胀节泄漏处未发现衬里损坏，疑为表面温度过低，造成低温露点腐蚀。
6、 对曾出现过热点的部位，我们在大修期间重点检查，确认为衬里接口裂缝，部分出现衬里脱落现象。 由于本次大修施工过程中三器封头及其旋分均全部更换，鉴于以往运行状况以及相关单位运行记录，所采用衬里结构及材料仍为原有形式。4（三）衬里等运行失效分析及对策： 1、沉降器内部衬里损坏主要由于检修清焦或衬里部分修复过程中，由于持续的冲击振动造成衬里结构松动，造成损伤，在装置运行时受热膨胀后出现鼓包、甚至龟甲网翘起。而本次沉降器器壁近整个圆周方向龟甲网脱落，则是由于上周期大修时该部位进行过修复工作时，由于新旧衬里性能参数不一致、旧衬里接缝等位置有油焦加上旧龟甲网、端板等新旧焊接性能较差，该处施工质量无法保证所
7、致。 本次大修，我们针对该情况要求施工单位把衬里鼓包处打掉至见器壁金属光泽后修复，新旧衬里接口位保温钉加密，进一步保证龟甲网连接整体性。 2、无龟甲网隔热耐磨衬里表层出现的大量无规则细小裂纹主要是因为该类型衬里均以锚固钉为骨架，且无论是 V 型钉、Y 型钉，还是 型钉，其顶端均为开放式，尽管在衬里中加入不锈钢纤维，但传统的钢丝纤维截面呈月牙型，抗裂纹扩展能力不强，对衬里表层约束力很小，因此表层易于出现无规则的细小裂纹。 本次检修中，除部分异型过渡，如二再外旋下剂口等部位出现了少量裂缝外，未发现大面积损坏。根据催化裂化反应器、再生器维护检修规程中相关规定，我们将裂缝小于 10mm 的部分仅进行了
8、衬里填补修复。 3、异型部位相贯线部位通常是由于衬里材料的收缩以及装置操作过程波动等情况引起开裂，并在催化剂流动性较强的工况下，进一步造成了裂纹的增大。如二再外旋下剂口等异型相贯部位本次大修时发现开裂5较严重。针对此类情况，我们本次选择了侧拉环式保温钉，并从衬里材料性能试验开始，在材料和施工质量两方面严格把关。 4、U 型管（图 1 中 R-101 至 LV-129 段）部分更换，保温钉全部更换为侧拉环保温钉，运行至 2011 年 9 月，热像仪监测表面温度一直维持在160220之间，未发现异常，详见图 2 左下侧图。 三、我装置所用衬里结构分析比较 （一）无龟甲网隔热耐磨衬里与龟甲网双层隔热
9、耐磨衬里施工比较：1、焊接工序少，焊接质量容易保证 无龟甲网结构只要将“V” 、 “”型或其它型保温钉与器壁焊牢即可，且保温钉与设备内壁接触面较大，易于焊牢。 有龟甲网的需先焊保温钉，隔热层施工完毕后焊端板，然后焊龟甲网，工序较繁。龟甲网结构的焊接要求较高：柱型保温钉与器壁、保温钉与端板、龟甲网与端板、龟甲网与龟甲网之间的焊接面均较小，见图2 右上侧图，施工质量都比较难以保证。 2、不会因龟甲网膨胀而破坏衬里 装置投产运行后随时间延长操作波动等，龟甲网热胀冷缩，会形成鼓包，或拔起保温钉，拉起端板，甚至挣脱端板。鼓包表面的耐磨衬里与隔热衬里脱离，鼓包表面的耐磨衬里只要脱落一处，催化剂就会把里面的
10、隔热衬里掏空，容易使得设备外壁超温。 3、便于检修 检修时如果无龟甲网结构耐磨衬里严重受损或脱落，可将残存衬里6清除干净，先进行隔热层衬里施工，养护 48h 后，再进行耐磨层衬里施工即可。 而有龟甲网的则要先砸掉龟甲网上的衬里再把龟甲网割下来，清除残存隔热衬里，清干净后，才能开始衬隔热层衬里，养护 48h，再上龟甲网。龟甲网焊好后，再衬耐磨层衬里。而且新旧材料的性能也无法保证，通常会影响最终的运行效果。 4、整体刚性比龟甲网结构差，而且衬里裂纹较多，对裂纹较大地方需要采取修复措施，根据催化检修经验，一般认为裂纹大于 5mm 宽的需修复。 5、在沉降器中不宜采用无龟甲网单层隔热耐磨衬里。无龟甲网
11、单层隔热耐磨衬里表面约束力小，易出现无规则干缩裂纹。由于正常运行中沉降器内有油气，油气结焦体积膨胀，累计到足够能量引起衬里剥落，使衬里破坏。另外，沉降器内部往往结焦较多，在停工清焦时容易将衬里局部连同焦块一起破坏，而龟甲网双层隔热耐磨衬里因有龟甲网加强和隔离，不容易破坏。 （二）关于侧拉型圆环锚固钉结构 侧拉环式保温钉结构综合了以上两种衬里结构的优势，尤其适用于局部结构如分布环，以及拐角等应力集中的部位，从图 2 中左下图例中我们可以看出，侧拉环锚固钉存在结构性局部导热系数较高等缺陷（深色光点为测拉环锚固钉位置） 。图 2 中右下图例为经使用 4 年后的侧拉环锚固钉衬里。 四、总结 7我装置近
12、十年未出现过衬里大面积脱落现象，通过本装置运行衬里检修记录总结，我认为催化裂化装置衬里检修施工必须做好如下几方面工作： （一）做好历史检修记录总结，针对历史检修中发现的问题及针对性措施效果跟踪，及时调整衬里结构形式、材料等选用，确保检维修施工效果。 （二）严格按衬里施工规范中相关材料验收、养护和烘干等具体要求，确保衬里材料在装置正常生产前达到其应具备的性能参数。 （三）认真执行衬里施工规范过程，加强施工过程管理，做好过程质量控制验收工作，保证施工质量。 重油催化裂化装置自 2009 年 6 月 4 日正式投产，至 2013 年 5 月再次停工检修，未发生因衬里脱落等异常造成的非计划停工等异常，实现了“一修保四年”的既定目标，达到国内催化裂化装置连续运行先进水平。
