催化裂化装置衬里施工与体会

袁慎强

摘要：催化裂化装置具有高温、冲刷、磨损、腐蚀的工艺特性，而设备内设隔热、耐磨衬里，其目的减少热量散失、避免外壁温度过高、保护外壁不受催化剂颗粒的冲蚀磨损等伤害。因此，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，本文从催化裂化装置反应-再生系统各部位衬里材料、结构形式分析入手，从施工安排、质量控制等方面，总结所用衬里施工技术，并就衬里使用方案提出个人建议想法。

关键词：催化裂化；衬里

在2021年九江石化大检修中，土木工程项目部主要承接了九江石化炼油三部的催化裂化衬里修复任务，在长达45天的检修现场发现的问题及对照2017年大检修同类问题分析，我们从衬里材料、结构形式入手，针对催化裂化衬里的施工特点，提出以下几点方法意见。

1. 衬里材料分类

在催化裂化衬里施工中，主要涉及到四种材料：

1.1隔热衬里D1级（1.2t/m³）

隔热衬里料采用编织袋包装，重量为30kg/袋，水泥结合剂分小包放于集料袋内：外加剂分小袋包装放于水泥结合剂袋中，1袋水泥结合剂配置1袋集料及1小包外加剂。

1.2隔热耐磨衬里C2级（1.6t/m³）

隔热耐磨衬里料C2级采用编织袋包装，重量为40kg/袋，水泥结合剂分小包放于集料袋内；外加剂分小袋包装放于水泥结合剂袋内（注：外加剂有两种：一种为黄色，一种为白色）。

1.3耐磨衬里B1级（2.5t/m³）

耐磨衬里料B1级采用编织袋包装，重量为50kg/袋，水泥结合剂分小包放于集料袋内；外加剂分小袋包装放于水泥结合剂袋内，1袋集料内配置1袋水泥结合剂及1小包外加剂。

1.4高温耐磨衬里A级（3.1t/m³）

高温耐磨衬里料A级采用编织袋包装，重量为40kg/袋，水泥结合剂分小包放于集料袋内；外加剂分小袋包装放于水泥结合剂袋内。

2. 结构形式

2.1双层有龟甲网结构

由12mm长的保温钉+龟甲网+端板+隔热层+耐磨层组成。龟甲网隔热耐磨双层衬里，采用带端板的柱型锚固钉加龟甲网组成隔热耐磨双层衬里的骨架，先施工隔热层，隔热层衬里表面与柱型锚固钉的端板表面相平，待隔热层施工完后，再焊接龟甲网、施工耐磨衬里层，耐磨衬里层表面与龟甲网面在一个平面。

2.2双层无龟甲网结构

由V型保温钉+隔热层+耐磨层组成。无龟甲网隔热耐磨双层衬，一般采用型号为DL-100、DL120及DL-150的侧拉环作锚固钉，衬里层厚度相应为一般为δ＝100mm、δ＝120mm和δ＝150mm，其中耐磨层厚度一般为20mm。侧拉环锚固钉的柱型螺杆与器壁应圆周满焊，并与器壁垂直，螺纹保护套在焊接及隔热层施工过程中均应保护好，隔热层施工面距螺杆端面约10mm，待隔热层全部施工完后，拧下螺杆的螺纹保护套、拧紧侧拉环，再施工耐磨衬里层，耐磨层表面与侧拉环表面在一个平面。

2.3单层有龟甲网结构

由龟甲网+高温耐磨衬里组成。在龟甲网耐磨单层衬里层中，龟甲网按设备内弧度卷制成型后，直接与器壁采用隔孔或不隔孔焊接的方式连接。

2.4单层无龟甲网结构

由V型（Y型）保温钉+隔热耐磨（耐磨）组成。

无龟甲网隔热耐磨单层衬里，一般采用Ω型锚固钉及侧拉环锚固钉，焊接Ω型锚固钉时，应在锚固钉的两直段内侧或外侧焊接，每侧焊缝长度不小于25mm；侧拉环锚固钉的柱型螺杆与器壁圆周满焊，衬里厚度方向应分两次进行布料，先施工衬里厚度的60%～70%，采用橡胶锤捣打密实，然后再安装侧拉环、施工表面衬里；无龟甲网耐磨单层衬里，锚固件采用DS-20或DS-25型的单层侧拉环与器壁直接焊接。焊接单层侧拉环时，应在侧拉环的外壁每隔1200焊接一段，每段焊缝长度不小于20mm。

3. 常见结构受损部位

3.1再生器

3.1.1烧焦罐

此部分衬里结构为侧拉环+高温耐磨衬里。此部分受损主要为催化剂的冲刷侵蚀，作为每次检修必检部位，此部分的施工难度主要涉及空间小，衬里涂抹容易脱落。

3.1.2希相管

此部分衬里结构为龟甲网+高温耐磨衬里。此部分受损的主要为催化剂的冲刷侵蚀，这部分的更多的问题存在于施工中，主要涉及到龟甲网的焊接问题，如果焊接质量不能保证，由于点焊，可能导致后期的龟甲网局部整体脱落，导致催化剂从内部掏空衬里，使得整体龟甲网衬里结构变形脱落。另外，龟甲网的每个六边形网格内都必须人工涂抹压实，杜绝内部空鼓形成。

3.2反应器

3.2.1提升管

锅形分布板中部穿孔

此部分衬里结构为侧拉环+高温耐磨衬里。这里的衬里外面是粘粘着煤焦的，这种结焦在清理很大程度上已经成为检修的主要目标，再加上提升管直径在1.5米左右，正反面都要清理拆除，条件很受限，安全风险也不小。

3.3沉降器

3.3.1

提升管反应器二反

此部分衬里结构为龟甲网+高温耐磨衬里。这部分的衬里结构比较简单，从图片很容易看出来，整个龟甲网脱落拱起，再加上催化剂的窜入冲蚀，进一步加剧了衬里结构的脱落，对设备内件损伤很大。由于在狭小的受限空间内部，因此，拆除吊运都是不小的挑战。

3.4膨胀节

此部分衬里结构为保温钉+侧拉环（隔热衬里+耐磨衬里）。此部分的修复主要是更换新旧部位，新旧结合部位也是需要去注意的，主要体现在阶梯状对接，这对于烟道超温很关键。

3.5三旋

此部分衬里结构为保温钉+侧拉环（隔热衬里+耐磨衬里）。这部分的保温钉和侧拉环有一定的腐蚀性，经常出现的是侧拉环的脱落，导致表面2-3公分的衬里脱落，内部隔热衬里就容易粉化。因此对于这部分的施工我们对于无法安装侧拉环的保温钉都应该重新焊接保温钉，简单的安装侧拉环并不能解决根本问题。

4. 常见问题及解决方案

4.1施工运距

对于十几层框架平台上的施工作业，在衬里搅拌过程到运输施工中，衬里中的湿度很容易散发掉，最终要不太稀要不太稠，影响施工质量和进度，特别对于高温耐磨衬里施工，对于此类衬里搅拌加水受到严格控制，加上比重大，对于大面积施工作业，我们通常使用吊车将搅拌机直接吊运至作业平台上，或者周边可方便二次运输的作业平台。

4.2设备内件预制

对于有些部位，由于条件限制，我们只能支模浇筑衬里，比如分布管局部修复，比如二密流化风环等。当然像这次大检修我们对部分内件整体拆除更换，比如分布管筒体整体更换预制衬里，比如分布板整体更换预制衬里。这些预制的衬里施工质量可以得到很好的控制，对于解决施工本质质量问题也起到了很大的效果。

4.3大面积衬里施工

大面积衬里施工，特别对于双层隔热耐磨衬里施工，杜绝一次性成形，一次性成形，很容易造成内部空鼓不严实，影响隔热效果。像这次二催筒体修复，我们严格按照先涂抹隔热层，待隔热层初凝后进行耐磨层的涂抹压实。

4.4催化剂的清洗

在催化裂化两器内施工，到处都是催化剂粉尘，如果不对施工作业面进行清洗，涂抹上去的衬里没有粘附力，可能过几天就脱落。或者经过高温就会脱落。比如像一催外取热斜管处衬里冲蚀是很严重的，此处空间狭小，人员无法进入，只能单手伸进去涂抹，因此像这类小部位但由要求很严格的部位必须做到清洗。

4.5有龟甲网部分衬里的拆除

对于有龟甲网衬里的拆除工作，是一个比较复杂的工作。首先涉及到工序交接的问题，怎么拆，拆多大。其次，龟甲网是一个整体，在对局部拆除过程中很可能会导致二次伤害，导致原来结构松动，影响后期的保温隔热效果，甚至出现设备超温等棘手问题。我们一般的思路要不整体更换，要不做“隔离带”+点焊龟甲网加固处理。

4.6有端板焊接的双层衬里施工

在这部分施工中，我们发现大部分出现龟甲网与端板脱落导致衬里脱落，这种脱落是整片脱落的。因此，我们更加关注在耐磨衬里施工前，我们的焊接工作质量问题，焊工由于赶工期，或者疲劳施工作业，很容易出现偷懒点焊作业，这就要求我们做好工序交接，在一催水平烟道衬里施工中，我们重点关注到了这点，因此，质量得到了很好的保障。

5. 结论

催化裂化设备衬里施工点多面广，有很多条件的限制，因此我们需要从材料入手了解开始，真正参与到每一个施工环节，关注工序的交接、关注衬里结构的特点以及施工环境的限制，真正的把握衬里施工质量管理。

参考文献

[1]陈忠民.重油催化裂化装置设备衬里破坏原因分析及修复[J].石油化工设备技术，1999，20（3）:59-60.