反应设备:设计制造须跟上工艺更新——“十一五”石化装备自主创新展望(二)【英雄联盟比赛下注】

本文摘要:反应器是石化生产装置的核心设备,其主要类型有管式反应器、带加热的反应釜、固定床反应器和流化床反应器等。

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反应器是石化生产装置的核心设备,其主要类型有管式反应器、带加热的反应釜、固定床反应器和流化床反应器等。随着石化工业的快速发展,新技术经常出现。不同技术的反应堆结构和技术废品率差异较大,反应堆设计和生产技术废品率不会发生很大变化,给反应堆设计和生产带来新的困难。

常用的管式反应器通常代表聚丙烯装置中的环管反应器和低密度聚乙烯装置中的超高压管式反应器。近年来,国内在这一领域的研发开始受到高度尊重。

北京石化工程公司在消化吸收引进技术后,开发了具有自主知识产权的聚丙烯生产工艺技术和核心设备——环管反应器,并通过与湛江石化机械厂和沈阳日立宝元公司的合作,实现了环管反应器的国产化。该反应器的直径为609.6/690毫米,高度为39米,设计压力为5.5兆帕,这几乎是从工艺技术到反应器设计和生产的本地化。

该技术已应用于湛江石化乙烯改造工程30万吨/年聚丙烯装置。低密度聚乙烯装置的超高压管式反应器,内径30 ~ 80 mm,环形布置,全长3000米,设计压力340兆帕,由燕山石化建设安装公司与国外合作在国内建造,已在燕山石化20万吨/年低密度聚乙烯装置中使用。在固定床反应器中,典型的有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。

加氢裂化反应器一般采用2.25Cr-1Mo-0.25V锻钢制造,内径4000-5000 mm,壁厚200-340 mm,设计压力16MPa ~ 20MPa,质量500-2000吨。生产重加氢反应器非常困难。

目前国外只有日本、美国、意大利等少数国家有能力生产。要生产这样的反应器,不仅需要大型电炉、精炼炉、真空焊接设备,还需要10000吨以上的液压机、大型热处理炉、大型立式车床、自动堆焊机、宽间隙焊机、高能直线加速器、大型焊接变位机、500吨以上的起重机等重型设备,以及一批高级焊工和探伤人员。由于反应堆规模较大,国内第一重型机械厂和第二重型机械厂的设备被迫进行改造和改造,并适当配备了一台1.5万吨、7米齿轮的新型大型液压机。

对于运输困难的用户,制造商被迫将反应器分成几个部分进行生产,然后运输到现场进行组对接焊。对于环氧乙烷反应器,40万吨/年的单线规模是直径超过8000毫米、壳厚175毫米、管板厚度375毫米、管超过13000根、法兰厚度762毫米、壳侧操作压力为5.0兆帕、管侧操作压力为2.55兆帕、质量约为1150吨的立式管板结构。要生产这样的反应器,必须解决反应器的设计和计算技术问题;特大型管板的切割、焊接及防变形技术;超大管板表面堆焊及管孔加工技术:管板焊接及检验技术;壳体线圈成型、焊接及热处理技术;超大法兰的切割、焊接、热处理及加工工艺;超大法兰垫片生产工艺:反应器整体热处理工艺:反应器组装、吊装、整体输送工艺。为此,厂家一定不能有1万吨液压机、6MeV直线加速器、10米立式车床、8米 9米 30米热处理炉、多轴数控短孔钻床、大型卷板机、600-1000吨起重设备等。

带加热的反应釜多用于液体物料的聚合。常用的带加热的单体釜包括高密度聚乙烯单体釜、聚氯乙烯单体釜、聚酯装置的缩聚反应器等。为了改善混合和增强热传导,对反应器的研究
国外单体釜向大型化、高效化方向发展,我国聚乙烯釜式加热反应器和聚酯反应器的研发取得新进展。

如锦西化工机械厂开发的90立方米聚乙烯单体釜和135立方米聚氯乙烯单体釜,已应用于燕山、齐鲁乙烯改造。目前,世界炼油生产技术没有太大变化。

减压蒸馏、催化裂化、催化重整、加氢精制、加氢裂化、延迟焦化等先进设备的生产工艺在国内早已得到控制,其反应器基本可以自行设计和生产。但是化工厂的生产工艺是变化无穷的,3 ~ 5年有可能得到一次修订。

比如聚丙烯装置的单体反应器,最初是带加热的釜式反应器,后来发展成管式反应器。*最近,管式和釜式相结合的新型反应器频繁出现。

低密度聚乙烯反应器最初是带加热的釜式形式,但现在都改回管式反应器。反应器的设计和计算必须以化学反应工程理论为基础,根据生产过程的拒绝明确提出不同反应器的技术参数,并通过适当的工业试验进行检查和修改。

然而,我国化学反应器的研发缺乏主动性和积极性,也缺乏适当的科研投入。许多反应堆仍然依赖外国。

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