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(shè)備，其中的吸附劑起著吸附分離作用。吸附劑有相應(yīng)的生產(chǎn)使用周期，需進(jìn)行定期更換；當(dāng)裝置生產(chǎn)運(yùn)行、操作出現(xiàn)異常情況，造成其吸附能力下降或失效時，也需進(jìn)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(huán)境的濕度、塔內(nèi)清潔度、吸附劑裝填密度等相關(guān)技術(shù)參數(shù)要求較高且吸附劑價格昂貴，目前國內(nèi)只有揚(yáng)子石化、鎮(zhèn)海煉化等少數(shù)企業(yè)的相關(guān)裝置進(jìn)行過吸附塔換劑檢修的施工，無論是生產(chǎn)企業(yè)還是施工單位可借鑒的施工經(jīng)驗(yàn)依然比較匱乏。因此，總結(jié)、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(jìn)度、質(zhì)量、安全都將起到很好的促進(jìn)作用。

1 工藝流程

吸附塔退料、氮?dú)鈿馓帷⒋祾吆细窈螅蜷_塔頂部人孔，經(jīng)檢測合格，開始拆除塔內(nèi)件。拆除前要對內(nèi)件的原始位置進(jìn)行記錄。內(nèi)件的拆除應(yīng)使用磨光機(jī)進(jìn)行切割，使用過程中要保證切口的平整度，以保證回裝的質(zhì)量。拆除一層內(nèi)件，用真空機(jī)抽卸一層吸附劑，直至底層，底層塔內(nèi)件建議不進(jìn)行拆除。

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

檢查底層塔盤情況，并進(jìn)行底層塔盤強(qiáng)度和泄漏試驗(yàn)，合格后可進(jìn)入內(nèi)件安裝階段。裝一層劑，安裝一層內(nèi)件直至頂層。

頂層內(nèi)件安裝采用全密封焊接，經(jīng)頂層塔盤強(qiáng)度和泄漏試驗(yàn)合格后，封孔換劑結(jié)束。

2 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

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(diǎn)

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

石化裝置吸附塔內(nèi)件根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(jié)構(gòu)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(yè)只能從上至下逐層進(jìn)行，所有回裝作業(yè)只能從下至上逐層進(jìn)行，所有內(nèi)件、吸附劑等只能從塔頂人孔進(jìn)出，尤其是吊裝過程，交叉作業(yè)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(diào)整工具；

（3）填繩工具；

（4）可拆卸塔內(nèi)通行直梯；

（5）可調(diào)節(jié)中心柱加固工裝。

2.2.2 內(nèi)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(nèi)相關(guān)的部件，其塔內(nèi)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(tǒng)的火焰切割，切割過程中產(chǎn)生的高溫易導(dǎo)致塔盤板變形，同時切割產(chǎn)生的高溫氧化鐵易造成塔盤板表面的不銹鋼約翰遜網(wǎng)損傷。故必須采用機(jī)械的方式進(jìn)行冷切割，經(jīng)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(jī)作為內(nèi)件拆除的主要切割手段。采用此規(guī)格的切割片進(jìn)行切割，切割縫隙可控在1.2～1.5mm 之間，很好地保證了塔內(nèi)管道等內(nèi)件回裝的組對質(zhì)量，同時擁有與火焰切割相當(dāng)?shù)那懈钏俣取?/p>

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(biāo)記分配管的位置，用磨光機(jī)切割管線焊道。由于管道要重新使用，應(yīng)盡量減少切割量。

（2）中間層塔盤分配管切割位置選擇

標(biāo)記中間層塔盤與環(huán)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(hù)金屬軟管。

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

用法蘭蓋將環(huán)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(jī)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(jìn)行去除。塔外拆除既減少了密閉空間施工作業(yè)時間，確保在良好的作業(yè)環(huán)境下施工，確保工程進(jìn)度、施工安全，又不易損壞塔盤板表面約翰遜網(wǎng)，保證了拆除質(zhì)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(zhì)量，將直接影響吸附塔的運(yùn)行效果及生產(chǎn)能力，一般填充共需6～7 層。填塞時必須注意以下幾點(diǎn)：

（1）填塞一層，用專用工具搗結(jié)實(shí)一層;

（2）不同的塔盤間隙，應(yīng)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(yīng)相互錯開。

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

2.2.6 塔內(nèi)清潔度的控制

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

內(nèi)件安裝后裝填吸附劑前，塔內(nèi)必須經(jīng)過吸塵處理，做到內(nèi)件表面無浮塵，經(jīng)專利商檢查合格后方可進(jìn)入下道工序。

2.2.7 塔內(nèi)干燥度的控制

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

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

（2）內(nèi)件清洗后必須保存在干燥的環(huán)境中，內(nèi)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(nèi)件和吸附劑填充時必須保證塔內(nèi)無銹跡。

2.2.8 吸附塔底層和頂層內(nèi)件安裝

（1）整層塔盤需進(jìn)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(jìn)行PT 滲透檢驗(yàn)；

（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(jìn)行一次PT 滲透檢驗(yàn)，焊接完成后表面再進(jìn)行一次PT 滲透檢驗(yàn)；

（4）內(nèi)件安裝完成后，需進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)和泄漏試驗(yàn)來保證底層和頂層有足夠的強(qiáng)度及嚴(yán)密性。

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