石化装置吸附塔换剂检修施工工艺

贺贵仁

中石化宁波工程公司 浙江宁波 315103

吸附塔是石油化工装置中重要的设备，其中的吸附剂起着吸附分离作用。吸附剂有相应的生产使用周期，需进行定期更换；当装置生产运行、操作出现异常情况，造成其吸附能力下降或失效时，也需进行紧急停工换剂检修。

但由于吸附塔换剂检修过程中对吸附剂装填环境的湿度、塔内清洁度、吸附剂装填密度等相关技术参数要求较高且吸附剂价格昂贵，目前国内只有扬子石化、镇海炼化等少数企业的相关装置进行过吸附塔换剂检修的施工，无论是生产企业还是施工单位可借鉴的施工经验依然比较匮乏。因此，总结、提炼一套完整的石化装置吸附塔换剂检修的施工工法，对工程的施工进度、质量、安全都将起到很好的促进作用。

1 工艺流程

吸附塔退料、氮气气提、吹扫合格后，打开塔顶部人孔，经检测合格，开始拆除塔内件。拆除前要对内件的原始位置进行记录。内件的拆除应使用磨光机进行切割，使用过程中要保证切口的平整度，以保证回装的质量。拆除一层内件，用真空机抽卸一层吸附剂，直至底层，底层塔内件建议不进行拆除。

拆除过程中同时进行塔内件的清洗，清洗应使用8kg/ cm2压力的压缩空气反复吹扫塔盘板约翰逊网格栅表面，使格栅缝隙内的颗粒物小于总面积的5%。如压缩空气吹扫无法达到技术要求，则需要在塔盘板侧面切槽后再进行吹扫直至合格。

检查底层塔盘情况，并进行底层塔盘强度和泄漏试验，合格后可进入内件安装阶段。装一层剂，安装一层内件直至顶层。

顶层内件安装采用全密封焊接，经顶层塔盘强度和泄漏试验合格后，封孔换剂结束。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 吸附塔换剂检修施工流程图

图1 吸附塔换剂检修施工流程

2.2 吸附塔换剂检修施工工艺要点

石化装置吸附塔换剂检修施工工艺共由吸附塔内件拆除和吸附塔内件安装两部分组成，其中吸附塔内件拆除又包含内件拆除和内件清洗两部分。

石化装置吸附塔内件根据其结构特点可分为顶层塔盘、底层塔盘及若干中间层塔盘、吸附剂床层、中心管等。各层塔盘又由支撑主梁、支撑副梁、塔盘、平衡管、分配管、密封角钢、密封盖板、密封陶瓷硅酸铝纤维绳、固定卡子组成。

由于受吸附塔工作原理、结构限制，吸附塔出入口通道只有顶部一个人孔，所有的拆除作业只能从上至下逐层进行，所有回装作业只能从下至上逐层进行，所有内件、吸附剂等只能从塔顶人孔进出，尤其是吊装过程，交叉作业较多，安全隐患较大。

2.2.1 制作专用工装和工具

（1）塔盘支撑梁吊装工具；

（2）塔盘间隙调整工具；

（3）填绳工具；

（4）可拆卸塔内通行直梯；

（5）可调节中心柱加固工装。

2.2.2 内件拆除切割方式的选择

由于吸附塔其吸附剂更换过程中，需拆除塔内相关的部件，其塔内分配管、塔盘密封盖板、固定卡子等焊接件均需采用切割拆除。如果采用传统的火焰切割，切割过程中产生的高温易导致塔盘板变形，同时切割产生的高温氧化铁易造成塔盘板表面的不锈钢约翰逊网损伤。故必须采用机械的方式进行冷切割，经过不断的模拟演练、摸索，选择切割片厚度为1.2mm 的角向磨光机作为内件拆除的主要切割手段。采用此规格的切割片进行切割，切割缝隙可控在1.2～1.5mm 之间，很好地保证了塔内管道等内件回装的组对质量，同时拥有与火焰切割相当的切割速度。

2.2.3 管道及塔盘卡子切割位置的选择

（1）顶层塔盘分配管切割位置选择

标记分配管的位置，用磨光机切割管线焊道。由于管道要重新使用，应尽量减少切割量。

（2）中间层塔盘分配管切割位置选择

标记中间层塔盘与环形室之间连接管线的位置和安装方式，采用与金属软管同管径的PVC 管材对剖，并用胶布绑扎的方式固定、保护金属软管。

选择合适的切割位置，切割位置应确保分配管吊装时能通过顶部人孔，同时为确保工程进度，兼顾管道重新安装使用，应尽量减少切割量。

用法兰盖将环形室接口盲封，与塔盘连接的接口用管帽盖好。

（3）塔盘固定卡子切割位置选择

用磨光机切除塔盘固定卡子，切割位置具体如图2 所示，其余剩下部分待塔盘吊至清洗场地后，再进行去除。塔外拆除既减少了密闭空间施工作业时间，确保在良好的作业环境下施工，确保工程进度、施工安全，又不易损坏塔盘板表面约翰逊网，保证了拆除质量。

图2 塔盘固定卡子切割位置示意

2.2.4 合理的安装顺序

塔盘和支撑梁的安装都必须遵循一定的顺序，以保证顺利吊装和安装时便利。

（1）中间层塔盘安装顺序必须按图3 所示;

图3 中间层塔盘安装顺序

（2）顶层塔盘安装顺序如图4 所示：

图4 顶层塔盘安装顺序

2.2.5 塔盘间密封纤维绳的填充

塔盘间、塔盘与器壁间、塔盘与中心管间填塞纤维绳的质量，将直接影响吸附塔的运行效果及生产能力，一般填充共需6～7 层。填塞时必须注意以下几点：

（1）填塞一层，用专用工具捣结实一层;

（2）不同的塔盘间隙，应选择合适直径的纤维绳来填塞;

（3）尽可能的使用一根纤维绳;

（4）各层间的纤维绳接茬应相互错开。

纤维绳的填塞从中心管开始到塔壁结束，其他塔盘间的纤维绳应比实际长度长10mm。中心管箭头表示起始点，塔壁箭头表示结束点。

2.2.6 塔内清洁度的控制

吸附塔内件清洗、安装对清洁度要求很高。要保证内件存放和安装过程中无锈迹。保证吸附塔内部在整个拆除和安装过程中无锈迹。一层内件安装完成后内件表面无浮尘，必须经专利商代表检查合格后方可进入下道工序。内件的清洗必须经过专利商、业主单位的严格检查；

内件安装后装填吸附剂前，塔内必须经过吸尘处理，做到内件表面无浮尘，经专利商检查合格后方可进入下道工序。

2.2.7 塔内干燥度的控制

吸附塔内件拆除、清洗、安装过程中对内件和塔内的干燥度有一定的要求，必须保证内件和塔内无锈迹。

（1）内件拆除过程中，用软管将装置内的干燥净化风引入塔内，控制过程中塔内的干燥度在40%以下；

（2）内件清洗后必须保存在干燥的环境中，内件外表面喷涂缓蚀剂，外包裹塑料布，并放置一定量的干燥剂；

（3）安装内件和吸附剂填充时必须保证塔内无锈迹。

2.2.8 吸附塔底层和顶层内件安装

（1）整层塔盘需进行密封焊。塔盘间用扁铁连接并密封焊，塔盘与器壁用角钢连接并密封焊，塔盘与中心管用角钢连接并密封焊；

（2）所有的密封焊焊道需进行PT 渗透检验；

（3）底层、顶层（包括中间层）分配管焊接时，焊缝底层氩弧焊接完成后进行一次PT 渗透检验，焊接完成后表面再进行一次PT 渗透检验；

（4）内件安装完成后，需进行机械强度试验和泄漏试验来保证底层和顶层有足够的强度及严密性。

此工法主要适用于石油化工企业生产装置中吸附塔换剂检修及新建石化装置中吸附塔内件安装使用。在2012年2月开工的镇海炼化对二甲苯装置吸附塔换剂检修中得到首次应用，实践证明此施工工艺能在保证施工安全和质量的情况下，缩短施工工期。