石化裝置吸附塔換劑檢修施工工藝

賀貴仁

中石化寧波工程公司 浙江寧波 315103

吸附塔是石油化工裝置中重要的設備，其中的吸附劑起著吸附分離作用。吸附劑有相應的生產使用周期，需進行定期更換；當裝置生產運行、操作出現異常情況，造成其吸附能力下降或失效時，也需進行緊急停工換劑檢修。

但由于吸附塔換劑檢修過程中對吸附劑裝填環境的濕度、塔內清潔度、吸附劑裝填密度等相關技術參數要求較高且吸附劑價格昂貴，目前國內只有揚子石化、鎮海煉化等少數企業的相關裝置進行過吸附塔換劑檢修的施工，無論是生產企業還是施工單位可借鑒的施工經驗依然比較匱乏。因此，總結、提煉一套完整的石化裝置吸附塔換劑檢修的施工工法，對工程的施工進度、質量、安全都將起到很好的促進作用。

1 工藝流程

吸附塔退料、氮氣氣提、吹掃合格后，打開塔頂部人孔，經檢測合格，開始拆除塔內件。拆除前要對內件的原始位置進行記錄。內件的拆除應使用磨光機進行切割，使用過程中要保證切口的平整度，以保證回裝的質量。拆除一層內件，用真空機抽卸一層吸附劑，直至底層，底層塔內件建議不進行拆除。

拆除過程中同時進行塔內件的清洗，清洗應使用8kg/ cm2壓力的壓縮空氣反復吹掃塔盤板約翰遜網格柵表面，使格柵縫隙內的顆粒物小于總面積的5%。如壓縮空氣吹掃無法達到技術要求，則需要在塔盤板側面切槽后再進行吹掃直至合格。

檢查底層塔盤情況，并進行底層塔盤強度和泄漏試驗，合格后可進入內件安裝階段。裝一層劑，安裝一層內件直至頂層。

頂層內件安裝采用全密封焊接，經頂層塔盤強度和泄漏試驗合格后，封孔換劑結束。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 吸附塔換劑檢修施工流程圖

圖1 吸附塔換劑檢修施工流程

2.2 吸附塔換劑檢修施工工藝要點

石化裝置吸附塔換劑檢修施工工藝共由吸附塔內件拆除和吸附塔內件安裝兩部分組成，其中吸附塔內件拆除又包含內件拆除和內件清洗兩部分。

石化裝置吸附塔內件根據其結構特點可分為頂層塔盤、底層塔盤及若干中間層塔盤、吸附劑床層、中心管等。各層塔盤又由支撐主梁、支撐副梁、塔盤、平衡管、分配管、密封角鋼、密封蓋板、密封陶瓷硅酸鋁纖維繩、固定卡子組成。

由于受吸附塔工作原理、結構限制，吸附塔出入口通道只有頂部一個人孔，所有的拆除作業只能從上至下逐層進行，所有回裝作業只能從下至上逐層進行，所有內件、吸附劑等只能從塔頂人孔進出，尤其是吊裝過程，交叉作業較多，安全隱患較大。

2.2.1 制作專用工裝和工具

（1）塔盤支撐梁吊裝工具；

（2）塔盤間隙調整工具；

（3）填繩工具；

（4）可拆卸塔內通行直梯；

（5）可調節中心柱加固工裝。

2.2.2 內件拆除切割方式的選擇

由于吸附塔其吸附劑更換過程中，需拆除塔內相關的部件，其塔內分配管、塔盤密封蓋板、固定卡子等焊接件均需采用切割拆除。如果采用傳統的火焰切割，切割過程中產生的高溫易導致塔盤板變形，同時切割產生的高溫氧化鐵易造成塔盤板表面的不銹鋼約翰遜網損傷。故必須采用機械的方式進行冷切割，經過不斷的模擬演練、摸索，選擇切割片厚度為1.2mm 的角向磨光機作為內件拆除的主要切割手段。采用此規格的切割片進行切割，切割縫隙可控在1.2～1.5mm 之間，很好地保證了塔內管道等內件回裝的組對質量，同時擁有與火焰切割相當的切割速度。

2.2.3 管道及塔盤卡子切割位置的選擇

（1）頂層塔盤分配管切割位置選擇

標記分配管的位置，用磨光機切割管線焊道。由于管道要重新使用，應盡量減少切割量。

（2）中間層塔盤分配管切割位置選擇

標記中間層塔盤與環形室之間連接管線的位置和安裝方式，采用與金屬軟管同管徑的PVC 管材對剖，并用膠布綁扎的方式固定、保護金屬軟管。

選擇合適的切割位置，切割位置應確保分配管吊裝時能通過頂部人孔，同時為確保工程進度，兼顧管道重新安裝使用，應盡量減少切割量。

用法蘭蓋將環形室接口盲封，與塔盤連接的接口用管帽蓋好。

（3）塔盤固定卡子切割位置選擇

用磨光機切除塔盤固定卡子，切割位置具體如圖2 所示，其余剩下部分待塔盤吊至清洗場地后，再進行去除。塔外拆除既減少了密閉空間施工作業時間，確保在良好的作業環境下施工，確保工程進度、施工安全，又不易損壞塔盤板表面約翰遜網，保證了拆除質量。

圖2 塔盤固定卡子切割位置示意

2.2.4 合理的安裝順序

塔盤和支撐梁的安裝都必須遵循一定的順序，以保證順利吊裝和安裝時便利。

（1）中間層塔盤安裝順序必須按圖3 所示;

圖3 中間層塔盤安裝順序

（2）頂層塔盤安裝順序如圖4 所示：

圖4 頂層塔盤安裝順序

2.2.5 塔盤間密封纖維繩的填充

塔盤間、塔盤與器壁間、塔盤與中心管間填塞纖維繩的質量，將直接影響吸附塔的運行效果及生產能力，一般填充共需6～7 層。填塞時必須注意以下幾點：

（1）填塞一層，用專用工具搗結實一層;

（2）不同的塔盤間隙，應選擇合適直徑的纖維繩來填塞;

（3）盡可能的使用一根纖維繩;

（4）各層間的纖維繩接茬應相互錯開。

纖維繩的填塞從中心管開始到塔壁結束，其他塔盤間的纖維繩應比實際長度長10mm。中心管箭頭表示起始點，塔壁箭頭表示結束點。

2.2.6 塔內清潔度的控制

吸附塔內件清洗、安裝對清潔度要求很高。要保證內件存放和安裝過程中無銹跡。保證吸附塔內部在整個拆除和安裝過程中無銹跡。一層內件安裝完成后內件表面無浮塵，必須經專利商代表檢查合格后方可進入下道工序。內件的清洗必須經過專利商、業主單位的嚴格檢查；

內件安裝后裝填吸附劑前，塔內必須經過吸塵處理，做到內件表面無浮塵，經專利商檢查合格后方可進入下道工序。

2.2.7 塔內干燥度的控制

吸附塔內件拆除、清洗、安裝過程中對內件和塔內的干燥度有一定的要求，必須保證內件和塔內無銹跡。

（1）內件拆除過程中，用軟管將裝置內的干燥凈化風引入塔內，控制過程中塔內的干燥度在40%以下；

（2）內件清洗后必須保存在干燥的環境中，內件外表面噴涂緩蝕劑，外包裹塑料布，并放置一定量的干燥劑；

（3）安裝內件和吸附劑填充時必須保證塔內無銹跡。

2.2.8 吸附塔底層和頂層內件安裝

（1）整層塔盤需進行密封焊。塔盤間用扁鐵連接并密封焊，塔盤與器壁用角鋼連接并密封焊，塔盤與中心管用角鋼連接并密封焊；

（2）所有的密封焊焊道需進行PT 滲透檢驗；

（3）底層、頂層（包括中間層）分配管焊接時，焊縫底層氬弧焊接完成后進行一次PT 滲透檢驗，焊接完成后表面再進行一次PT 滲透檢驗；

（4）內件安裝完成后，需進行機械強度試驗和泄漏試驗來保證底層和頂層有足夠的強度及嚴密性。

此工法主要適用于石油化工企業生產裝置中吸附塔換劑檢修及新建石化裝置中吸附塔內件安裝使用。在2012年2月開工的鎮海煉化對二甲苯裝置吸附塔換劑檢修中得到首次應用，實踐證明此施工工藝能在保證施工安全和質量的情況下，縮短施工工期。