反应设备设计制造须跟上工艺更新十一五石化

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　　反应器是石化生产装置的心脏设备，主要类型有管式反应器、带搅拌反应釜、固定床反应器和流化床反应器等。随着石化工业的迅速发展，新的工艺技术不断出现，不同工艺技术的反应器结构和技术要求有很大不同，反应器设计和制造技术要求也会有很大变化，给反应器设计制造带来新的难题。

　　常用的管式反应器典型代表如聚丙烯装置环管反应器和低密度聚乙烯装置的超高压管式反应器，近几年国内已开始重视这方面的开发。北京石化工程公司经过消化吸收引进技术，开发了具有自主知识产权的环管法聚丙烯生产工艺技术及核心设备——环管反应器，并通过与茂名石化机械厂和大连日立宝原公司合作，使环管反应器实现了国产化。该反应器直径609.6/690毫米，高度 9米，设计压力5.5MPa，实现了从工艺技术到反应器设计制造的完全国产化，已经应用到茂名石化乙烯改造工程的 0万吨/年聚丙烯装置中。低密度聚乙烯装置超高压管式反应器，内径 0～80毫米，环型布置，总长 000米，设计压力 40MPa，由燕山石化建筑安装公司与国外合作，采取国外设计、国内制造的方式实现了国产化，已经应用在燕山石化20万吨/年低密度聚乙烯装置中。

　　在固定床反应器中，具有代表性的是加氢裂化装置的加氢反应器和乙二醇装置的环氧乙烷反应器等。加氢裂化反应器材质一般为2.25Cr-1Mo-0.25V锻钢，内径一般为4000～5000毫米，壁厚为200～ 40毫米，设计压力为16MPa～20MPa，质量为500～2000吨。重型加氢反应器制造难度很大，目前国外也只有日本、美国、意大利等少数国家有能力制造。制造这样的反应器不仅需要大型电炉、精炼炉、真空浇注设备，还要有万吨水压机、大型热处理炉、大型立式车床、自动堆焊机、窄间隙焊机、高能直线加速器、大型焊接变位机、500吨以上吊车等重型装备，需要一批高水平焊工、无损探伤人员等。由于反应器的大型化，目前国内第一重型机器厂和第二重型机器厂的装备不得不进行改造和更新，有必要装备新的15000吨、开挡位7米的大型水压机。对于运输困难的用户，制造厂不得不把反应器分成若干段制造，然后运输到现场进行组对焊接。对于环氧乙烷反应器，现在单线规模40万吨/年的为立式管板结构，直径达到8000毫米，壳体厚度175毫米，管板厚度 75毫米，管子数量达到1 000根，法兰厚度762毫米，操作压力壳程5.0MPa，管程2.55MPa，质量达1150吨。制造这样的反应器，需要解决反应器设计计算技术；特大型管板的锻造、拼焊、防变形技术；特大型管板的表面堆焊和管孔加工技术；管子—管板的焊接和检验技术；壳体的卷制成型、焊接和热处理技术；特大型法兰的锻造、拼焊、热处理和机加工技术；特大法兰密封垫制造技术；反应器整体热处理技术；反应器的组装、吊运和整体出厂技术。为此制造厂必须具备万吨水压机、6MeV直线加速器、10米立车、8米×9米× 0米的热处理炉、多轴数控深孔钻床、大型卷板机、600～1000吨吊装设备等。

　　带搅拌反应釜多用于液相物料的聚合反应。常用的带搅拌聚合釜有高密度聚乙烯聚合釜、聚氯乙烯聚合釜、聚酯装置的缩聚反应器等。带搅拌反应釜研究的重点在釜体结构和搅拌器方面，以改善混合并强化传热。国外聚合釜已向大型化和高效化方向发展，国内在聚乙烯釜式带搅拌反应器和聚酯反应器的开发上都有新的进展，如锦西化机厂开发的90立方米聚乙烯聚合釜、1 5立方米聚氯乙烯聚合釜已经应用到燕山和齐鲁乙烯改造中。

　　目前世界炼油生产工艺技术变化不大，常减压蒸馏、催化裂化、催化重整、加氢精制、加氢裂化、延迟焦化等先进生产工艺，国内都已经掌握，其反应器基本都能自行设计和制造。而化工装置的生产工艺变化层出不穷， ～5年就可能得到更新。如聚丙烯装置的聚合反应器，原来为带搅拌的釜式反应器，后发展为管式反应器，*近又出现了管式和釜式相结合的新型反应器。低密度聚乙烯反应器原来为釜式带搅拌的形式，现在都改为管式反应器。反应器的设计和计算必须以化学反应工程理论为基础，根据生产工艺的要求提出不同反应器的技术参数，而且还要通过必要的工业试验来验证和修改。但国内在化工反应器的开发上缺乏主动性和积极性，也缺乏必要的科研投入，不少反应器还依赖国外。