炼油厂加氢联合装置设备培训讲义

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1、扬子石化化股份有有限公司司炼油厂厂加氢联合合装置100万万吨/年年中压加加氢裂化化装置120万万吨/年年柴油加加氢精制制装置设备培训训讲义编写：谭谭金龙戴国军20044年2月月18日日1 概概述联合加氢氢装置由由1000万吨/年中压压加氢裂裂化、1120万万吨/年年柴油加加氢精制制两套装装置组成成，总投投资5.1亿元元，由中中石化北北京设计计院(BBDI)设计。装装置设备备选型采采用国产产和进口口相结合合，选用用技术先先进、质质量可靠靠、性能能价格等等比较好好的产品品，节省省投资并并考虑今今后技术术上的进进一步改改造与发发展。装置中采采用进口口的设备备有：加加氢裂化化新氢压压缩机KK-5331

2、011A/BB、循环环氢压缩缩机K-531102的的干气密密封系统统、8台台高压多多级泵（44台反应应进料泵泵，4台台贫胺液液升压泵泵）、注注氨泵、硫硫化剂泵泵、部分分工艺阀阀门、关关键仪表表等。设备具体体情况介介绍如下下。1 设备概况况表111 装置置设备数数量100万万吨/年年中压加加氢裂化化装置120万万吨/年年柴油加加氢精制制装置总计反应器 (R)2台1台3台塔器 (C) 6台2台8台容器 (D)25台20台45台加热炉 (F)2座1座3座换热器 (E)22台10台32台空冷器 (A)271643台过滤器 (FI)3列3列6列泵 (PP)42台(含液力力透平)24台66台压缩机 (K)

3、3台3台6台风机2台2台4台其它工艺艺设备26台套套12台套套38台套套总计160台台套94台套套254台台套2 设备位号号简介(1) 设备代号号：设备名称称设备代号号反应器R压缩机K加热炉F塔类C冷换设备备E空冷器A容器D泵P过滤器SR喷射器、抽抽空器EJ消音器SIL安全阀SV取样点SC流量孔板板RO(2) 设备位号号：设备位号号由设备备代号后后缀5位位数字组组成：设备代号号 XX YY ZZ aa bb代号的含含义a) X：装置置种类1 常减减压装置置，2 催化裂裂化装置置，3 延迟焦焦化装置置，4 蒸汽裂裂解装置置， 55 加氢氢装置，66 硫磺磺回收装装置，77 公用用工程系系统，88

4、 油品品储运系系统b) Y：装置置代号1 一一套常减减压装置置，2 二套套常减压压装置1 一一套延迟迟焦化，22 二二套延迟迟焦化1 二二加氢装装置，22 一一加氢装装置，33 加加氢裂化化，4 加氢氢精制1 硫硫磺回收收，2 酸水水汽提c) Z：装置置内部划划分的单单元号反应系统统为1000，分分馏部分分为2000，胺胺液再生生系统3300，公用用工程系系统4000。3 主要设备备情况简简介1) 加氢反应应器加氢联合合装置共共有3台台加氢反反应器，其其中加氢氢裂化装装置2台台，反应应器位号号分别为为精制反反应器RR-5331011、裂化化反应器器R-5531002；柴柴油加氢氢精制装装置1台

5、台反应器器，位号号为R-541101，设设计和操操作参数数见附表表。由于于介质含含有H22、H2S及油油气，为为了抗氢氢及抗HH2S的需需要，反反应器的的材料选选用2 1/44Cr11Mo，内内表面双双层堆焊焊E-3309LL+E-3477。其中中R-5531001、RR-5331022壁厚较较大，采采用锻焊焊结构；R-5541001壁厚厚较小，采采用板焊焊结构。反反应器入入口设液液体分配配器，中中间设有有催化剂剂支持盘盘，分配配盘及冷冷氢盘，底底部设有有出口收收集器，所所有内件件材料均均采用奥奥氏体不不锈钢。2) 高压换热热器加氢联合合装置有有8台高高压换热热器：其其中裂化化装置44台，位位

6、号分别别为E-531101、EE-5331022、E-531103AA/B、柴柴油加氢氢精制装装置4台台，位号号分别为为E-5541001、EE-5441022、E-541103AA/B，88台高压压换热器器都采用用密封环环型高压压换热器器。这种种结构换换热器具具有传热热效率高高，密封封可靠，操操作周期期长，即即使在操操作过程程中发生生压力和和温度波波动的情情况下也也不易发发生泄漏漏；但其其结构较较复杂，加加工精度度高，制制造难度度较大。由由于E-531101、EE-5441011两台高高压换热热器在高高温、高高压、临临氢及硫硫化氢介介质的条条件下操操作，壳壳体材料料采用22 1/4Crr1M

7、oo，内部部堆焊TTP3009L+TP3347双双层不锈锈钢防腐腐层，管管束采用用0Crr18NNi100Ti不不锈钢。其其余几台台换热器器相应操操作条件件要缓和和一些。3) 高高压容器器加氢联合合装置共共有455台容器器，其中中加氢裂裂化装置置25台台，柴油油加氢精精制装置置20台台。455台中有有6台容容器(即即2台冷冷高压分分离器DD-5331033、D-541102；2台循循环氢压压缩机入入口分液液罐D-531105、DD-5441055；和22台凝聚聚器D-531108、DD-5441066)在高高压低温温湿硫化化氢条件件下操作作，在这这种工况况下会产产生湿硫硫化氢应应力腐蚀蚀，因此

8、此D-5531003采用用了SAA5166-700(HIIC)、另另外5台台设备采采用了116MnnR（HHIC）,这两种种钢材质质相近，均均为抗HH2S应力力腐蚀材材料，SS、P含含量非常常低，综综合机械械性能比比较好。为为了节省省投资，DD-5441055利旧原原二加氢氢旧高分分V-1102。3) 塔器加氢联合合装置共共有8台台塔设备备，其中中加氢裂裂化装置置6台，加加氢精制制装置22台。在在这8台台塔中有有2台循循环氢脱脱硫塔，其其操作条条件及选选材同冷冷高压分分离器。4) 高压空冷冷器加氢联合合装置共共有166片高压压空冷器器，其中中加氢裂裂化装置置8台，位位号A-531101AAH；

9、柴油加加氢精制制装置88台，位位号A-541101AAH。其其操作介介质中含含有油气气、H22、H2S及NNH3，且在在高压低低温湿硫硫化氢条条件下操操作，因因此管箱箱选用116MnnR（HHIC）抗抗H2S应力力腐蚀材材料。装装置高压压空冷器器采用丝丝堵式管管箱结构构形式。加加氢裂化化装置的的A-5531001AH有44台采用用变频调调速电机机来控制制冷后温温度。管管束入口口内衬6600mmm长度度的钛管管以防止止腐蚀。5) 新氢压缩缩机加氢联合合装置中中共有44台往复复式新氢氢压缩机机，其中中加氢裂裂化装置置2台，位位号为KK-5331011A/BB、加氢氢精制装装置2台台，位号号为K-5

10、41101AA/B，一一开一备备。K-531101AA/B采采用3级级压缩，活活塞力为为70吨吨级，采采用英国国PBLL公司产产品；KK-5441011A/BB采用22级压缩缩，活塞塞力为550吨级级，国产产。新氢压缩缩机输送送介质含含氢量996vool%（设设计值），入入口压力力2.00MPaa（G），采采用60000VV增安型型无刷励励磁同步步电机驱驱动，KK-5331011AB单单台额定定气量为为320000NNm3/h，KK-5441011AB单单台额定定气量1185000Nmm3/h。4台机组组气缸和和填料采采用一台台公用封封闭式软软化水站站强制冷冷却。机机组中间间冷却器器、润滑滑油

11、冷却却器及电电机冷却却采用循循环水冷冷却。K-5331011A/BB机组所所需辅机机设备及及一次仪仪表、二二次仪表表随机采采购，采采用PLLC+CCRT控控制显示示；K-541101AA/B机机组所需需辅机设设备及一一次仪表表由国内内制造厂厂供货，二二次仪表表全部引引入ITTCC综综合控制制系统。6) 离心式压压缩机和和汽轮机机机组离心式循循环氢压压缩机是是加氢装装置的关关键设备备，直接接影响装装置的平平稳连续续运行。本本装置共共有2台台循环氢氢压缩机机，加氢氢裂化装装置循环环氢压缩缩机位号号为K-531102、柴柴油加氢氢精制装装置循环环氢压缩缩机位号号为K-541102，两两台机组组均用背

12、背压式汽汽轮机驱驱动。由于离心心式压缩缩机控制制点及控控制回路路较多较较复杂，机机组控制制系统采采用目前前最先进进的透平平压缩缩机综合合控制系系统ITTCC，每每个机组组1套。将将其它关关键设备备的联锁锁因素和和装置的的ESDD集成在在一起，取取消了传传统的PPLC+CRTT控制显显示。循环氢压压缩机的的轴封选选用干气气密封。干干气密封封技术先先进、运运行可靠靠、运行行费用低低。正常常操作时时，直接接用压缩缩机出口口气体做做缓冲气气，开停停工时，或或紧急停停机时可可通过干干气密封封系统配配置的增增压装置置将出口口气体增增压后做做缓冲气气。考虑到对对压缩机机的保护护，机组组设有防防喘振控控制系统

13、统。该系系统增加加了机组组的操作作弹性，有有利于压压缩机的的开停车车及试运运。7) 多级高压压泵加氢联合合装置中中共有88台泵如如加氢裂裂化装置置中的反反应进料料泵P-531102AA/B、贫贫胺液升升压泵PP-5331044A/BB，柴油油加氢精精制装置置中的反反应进料料泵P-541105AA/B、贫贫胺液升升压泵PP-5441077A/BB，流量量大、扬扬程高、工工作条件件苛刻。这这8台泵泵在装置置中也是是非常关关键的设设备。出出于节能能考虑，加加氢裂化化装置中中的反应应进料泵泵P-5531002A采采用液力力透平和和电机双双驱动，并并作为主主泵，另另一台泵泵P-5531002B为为备泵。

14、该该透平约约11级级，效率率约733，工工质为高高分油，可可回收功功率3227KWW，可回回收总功功率的336。 由于贫贫胺液泵泵的工作作介质中中含有腐腐蚀性介介质胺液液和湿HH2S，因因此对于于材质要要求比较较高，除除了主要要部件采采用合金金钢外，主主轴采用用沉淀硬硬化不锈锈钢177-4PPH。另另外，由由于对密密封的要要求较高高，机械械密封系系统采用用了增压压型双封封结构，也也增加了了开停机机的难度度。8) 加热炉加氢裂化化装置共共设2座座：即反反应进料料加热炉炉F-5531001、分分馏塔进进料加热热炉F-532201；柴油油加氢精精制装置置设1座座加热炉炉，即反反应进料料加热炉炉F-5

15、541001。2座反应应进料加加热炉采采用双室室水平管管箱式炉炉，F-531101加加热炉热热负荷为为10.6MWW ，FF-5441011加热炉炉热负荷荷为111.633MW。炉炉底设有有32台台附墙式式扁平焰焰气体燃燃烧器，工工艺介质质先经对对流室两两排遮蔽蔽管再进进入辐射射室 加加热至工工艺所需需温度。辐辐射盘管管采用单单排水平平管双面面辐射布布置，其其目的在在于保证证管内两两相流动动能达到到理想的的流型，并并且使得得管外热热强度和和管壁温温度较为为均匀，提提高管材材利用率率。对流流盘管除除二排遮遮蔽管采采用光管管外，其其余对流流管均为为翅片管管。由于于管内被被加热介介质为HH2+油油，

16、且含含H2S，操操作温度度、压力力较高，所所以加氢氢裂化装装置的FF-5331011辐射炉炉管采用用ASTTM AA3122 TPP3477，2管管程，国国外采购购；加氢氢精制装装置的FF-5441011辐射炉炉管采用用ASTTM AA3122 TPP3211，2管管程，国国内采购购。为了有效效利用加加热炉热热量，FF-5331011对流室室安排翅翅片管预预热分馏馏塔进料料介质，该该部分翅翅片管的的材质为为20#钢，翅翅片材质质为碳钢钢。分馏塔进进料加热热炉F-532201为为辐射对流型型圆筒炉炉，炉底底采用88台圆柱柱形火焰焰气体燃燃烧器，加加热炉热热负荷为为13.4MWW。炉管管材质选选用

17、200号钢，44管程。每座加热热炉分别别设有加加热炉余余热回收收系统，均均采用下下置式热热管空气气预热器器回收烟烟气余热热，并设设有鼓风风机和引引风机。2 加加氢反应应器反应器是是加氢反反应进行行脱硫、脱脱氮、脱脱氧、脱脱金属，对对油品加加氢的场场所，是是装置的的关键设设备，工工作条件件苛刻，制制造困难难，价格格昂贵。加加氢反应应器的特特点为：多层绝绝热、中中间氢冷冷、挥发发组分携携热和大大量氢气气循环的的三相反反应器。根根据介质质的流动动性质划划分，它它属于滴滴流床反反应器，根根据介质质是否直直接接触触金属器器壁，分分为冷壁壁式反应应器和热热壁反应应器两种种结构。加加氢联合合装置的的3台反反

18、应器为为热壁式式结构。加氢反应应器应具具备条件件：1 有良好的的反应性性能。液固两相相有充分分良好的的接触，保保持催化化剂内外外表面有有足够的的润湿效效率，以以使催化化剂活性性得到充充分发挥挥，系统统反应热热能及时时有效地地导出反反应区。尽尽量降低低温升幅幅度与保保持反应应器径向向床层温温度的均均匀。2 反应器内内部的压压力降不不致过大大，以减减少循环环氢压缩缩机的负负荷，节节省能源源。2.11 反应器器结构一 反应器内内构件反应器内内部构件件的主要要目的是是达到气气液均匀匀分布。RR-5331011、R-531102、RR-5441011三台反反应器内内构件包包括：入入口扩散散器、气气液分配

19、配盘、催催化剂支支持盘、急急冷氢箱箱及再分分配盘、出出口集合合器等。 入口扩散散器它置于反反应器顶顶部，起起到初步步分配和和缓冲进进料的作作用。 气液分配配盘气液分配配盘有两两种结构构，即溢溢流管分分配盘和和和泡帽帽分配盘盘，泡帽帽分配盘盘较常用用。使用用泡帽分分配盘时时，由于于液体被被气流携携带通过过泡帽的的降液管管，控制制适当的的气液流流速可使使泡帽降降液管出出口气液液流处于于喷射流流型。泡泡帽齿缝缝的高度度和宽度度对液体体的均匀匀分布都都至关重重要。这这种分配配盘使整整个床面面液相分分配，不不论气相相、液相相负荷如如何变化化，分配配盘上的的液面会会自动调调节，不不会出现现断流、液液泛而影

20、影响操作作。泡帽帽式分配配结构可可以获得得床层界界面温差差1的效果果。 催化剂支支持盘催化剂支支承盘由由T形梁、格格栅、金金属网组组成。TT形梁及及筒体支支持圈凸凸台的强强度设计计载荷，除除考虑构构件本身身重量外外，还要要考虑流流体净阻阻力降、床床层上部部结垢之之后增加加的阻力力降、催催化剂及及其内储储液体的的质量、反反向急冷冷增加的的压降和和紧急放放空时流流速增加加产生的的阻力降降。在格格栅上面面焊接几几层不同同网目数数的不锈锈钢丝网网（根据据催化剂剂颗粒大大小而定定），起起到支承承催化剂剂的作用用。格栅栅上还开开有催化化剂连通通管。 冷氢箱、飞飞溅盘与与再分配配盘冷氢箱与与再分配配盘置于于

21、两个固固定床层层之间。在在冷氢箱箱中打入入急冷氢氢，是为为了导出出加氢反反应放出出的反应应热，控控制反应应物温度度不超过过规定值值。冷氢氢管喷出出的氢气气流与上上床层来来的反应应物初步步混合后后进入冷冷氢箱，在在此进行行均匀混混合。冷冷氢箱底底部是均均布开孔孔的喷液液塔盘，气气液两相相均匀喷喷射到下下层的再再分配盘盘上，再再分配盘盘与顶分分配盘结结构一样样，起到到对下床床层截面面均匀分分配的作作用。有有些设计计自催化化剂支持持盘到再再分配盘盘之间设设置几个个连通管管，内填填充瓷球球，卸催催化剂只只要打开开底封头头上的卸卸料口，就就可以卸卸出全部部催化剂剂。 底部出口口收集器器底部出口口收集器器

22、的作用用是支承承催化剂剂，疏导导反应物物料，使使催化剂剂颗粒不不流入下下游。 热电偶套套管采用套管管热电偶偶，即铠铠装热电电偶。在在测量截截面上间间隔1220布置3根。二 反应器筒筒体反应器筒筒体是由由带大法法兰的上上头盖、筒筒体和下下封头组组成，上上头盖兼兼作人孔孔，密封封采用八八角垫密密封。筒筒体制造造分板焊焊结构与与锻焊结结构，大大型和厚厚壁的反反应器发发展趋于于锻焊结结构。2.22 加氢氢高压设设备材质质选择与与保护由于反应应系统条条件苛刻刻，加氢氢反应系系统的材材质选择择要满足足高温、高高压、临临氢及含含有H2S等要求求。材质质选用除除满足强强度条件件外，还还需考虑虑氢脆、氢氢腐蚀、

23、硫硫化氢腐腐蚀、铬铬钼钢的的回火脆脆化、硫硫化物应应力腐蚀蚀开裂和和奥氏体体不锈钢钢堆焊层层剥离现现象等因因素。高温高压压临氢反反应器在在使用条条件下，金金属筒体体材料会会吸收大大量的氢氢，每当当停工时时，随着着温度降降低，溶溶解氢逐逐渐析出出，少量量在有缺缺陷的部部位聚积积。因此此停工时时冷却速速度不能能太快，使使钢中吸吸藏的氢氢尽可能能释放出出来。从安全的的角度考考虑，仍仍要对操操作过程程加以限限制，采采用热态态型的开开停工方方案，即即开工时时先升温温后升压压，停工工时先降降压后降降温。当当设备壁壁温在1121以下时时（如用用低温韧韧性较好好的材料料，此数数值可降降低），限限制设备备内压，

24、使使产生的的膜应力力不超过过材料屈屈服强度度的200。为为避免升升温速度度过快，使使反应器器主体与与其它构构件温度度不均匀匀而引起起较大的的热应力力，升降降温度最最大不能能超过225h。操作中中严格遵遵守操作作规程，避避免异常常升温和和紧急停停车，在在正常停停工时要要采取释释氢措施施。加氢裂化化和加氢氢精制装装置的反反应器材材料均选选择了抗抗氢性能能很好的的2.225Crr1Moo钢。它它具有良良好的抗抗氢腐蚀蚀性和较较高的蠕蠕变强度度，内表表面双层层堆焊奥奥氏体不不锈钢，过过渡层3309LL、表层层3477。3台反应应器的参参数和设设备简图图见图22-1、22-2、22-3。3 加热炉炉热量

25、传递递的基本本方式有有三种：导热、对对流和热热辐射。它它们往往往同时发发生，但但在不同同的场合合又占有有不同的的地位，热热辐射的的规律与与导热和和对流有有着根本本的区别别。加热热炉就是是一种通通过对流流和辐射射把热量量传导给给工艺介介质的设设备。加热炉是是管式加加热炉的的简称，是是一种火火力加热热设备。利利用燃料料在炉膛膛内燃烧烧时产生生的高温温火焰与与烟气作作为热源源，加热热在炉管管中高速速流动的的介质，使使其达到到工艺规规定的温温度，以以供给介介质在进进行分馏馏、裂解解或反应应等加工工过程中中所需要要的热量量，保证证生产正正常进行行，是石石油化工工装置的的主要设设备之一一。 管式加热热炉中

26、消消耗的燃燃料量，其其费用约约占操作作费用的的6070。因因此，炉炉子热效效率的高高低与节节约燃料料，降低低成本有有极密切切的关系系。一. 管式加热热炉的分分类和主主要工艺艺指标加热炉的的发展有有一个从从简单到到复杂，从从热效率率低走向向热效率率高，从从不安全全到安全全的逐步步完善的的漫长历历程。经经过人们们的不断断探索，总总结经验验，在原原来的主主要部件件如燃烧烧器，炉炉管，炉炉体及烟烟囱的基基础上，增增加了炉炉体保温温，防爆爆门，空空气预热热器系统统等部件件以提高高炉子热热效率和和安全操操作的可可靠性。管式加热热炉的类类型很多多。如按按用途分分有纯加加热炉和和加热发应炉炉。前者者如常压压炉

27、、减减压炉，原原料在管管内只起起到加热热（包括括汽化）的的作用；后者如如裂解炉炉、焦化化炉，原原料在炉炉内不仅仅被加热热，同时时还应保保证有一一定的停停留时间间进行裂裂解或焦焦化反应应。按炉炉内进行行传热的的主要方方式分类类，管式式炉有纯纯对流式式、辐射射对流流式和辐辐射式。根根据炉型型结构的的不同，管管式炉又又分为箱箱式炉、立立式炉和和圆筒炉炉等。常见的几几种炉型型对比见见下表:表 1 各种种炉型比比较项目斜顶炉立式炉圆筒炉无焰炉燃料燃料油、燃燃料气燃料油、燃燃料气燃料油、燃燃料气高压燃料料气工艺操作作控制1.炉管管受热强强度分布布不可调调节1.炉管管受热强强度分布布不可调调节1. 炉炉管受

28、热热强度分分布不可可调节1.炉管管受热强强度可以以调节2.挡墙墙上部炉炉管易烧烧化2.炉温温升降调调节灵敏敏，升温温迅速2.热强强度在辐辐射方向向分布均均匀，在在管长方方向分布布不均匀匀2.炉温温易控制制，但升升温慢3.两路路炉管出出口温度度不易控控制平稳稳火嘴数量少，调调节灵活活性小，点点火容易易，不易易堵数量少，调调节灵活活性小，点点火容易易，不易易堵数量少，调调节灵活活性小，点点火容易易，不易易堵数量少，调调节灵活活性大，点点火麻烦烦，易堵堵塞回火性危险不大大危险性大大危险性大大危险性小小火焰1.受风风影响大大1.刮风风时火焰焰偏斜厉厉害1.刮风风时火焰焰易偏斜斜1.燃烧烧稳定2.过剩剩

29、空气系系数大2.过剩剩空气系系数大2.过剩剩空气系系数大2.过剩剩空气系系数小噪音大大大小管式加热热炉的主主要工艺艺指标1 热负荷指炉子单单位时间间内传给给被加热热物料的的总热量量，单位位KJ/h或W。此值值越大，炉炉子的生生产能力力越大。2 炉膛热强强度指单位时时间内单单位炉膛膛体积所所传递的的热量，单单位KJJ/m3h或W/mm3。此值值越大，完完成相同同热任务务所需的的炉子越越紧凑。3 炉管表面面热强度度指单位时时间内单单位炉管管表面积积所传递递的热量量，单位位为KJJ/(mm2h)或W/mm2。此值值越高，完完成相同同热任务务所需的的传热面面积越小小。4 全炉热效效率指炉子供供给被加加

30、热物料料的有效效热量与与燃料燃燃烧放出出的总热热量之比比。此值值越高，完完成相同同热任务务所消耗耗的燃料料越少。5 管内介质质流速和和全炉压压降各种近代代管式加加热炉总总是力求求在满足足工艺要要求和安安全运转转的条件件下，尽尽力提高高炉管表表面热强强度，减减少传热热面积；提高炉炉膛热强强度，缩缩小炉子子体积，以以节省基基建投资资；同时时尽力提提高全炉炉热效率率，降低低燃料用用量，以以节省操操作费用用。二. 管式加热热炉的工工作原理理管式加热热炉一般般由辐射射室、对对流室、余余热回收收系统、燃燃烧器以以及通风风系统五五个主要要部分组组成，其其工作原原理：炉炉底的燃燃烧器（火火嘴）因因油（气气）燃

31、烧烧的高温温火焰，其其热量以以辐射传传热的方方式，将将大部分分热量传传给辐射射室（炉炉膛），通通过炉管管（辐射射管）将将内部流流动的介介质（油油品等）加加热，高高温烟气气进入对对流室，以以对流的的方式，继继续将部部分热量量传给对对流室炉炉管内流流动的介介质，降降至2000左右的的烟气经经烟囱排排入大气气。介质质先进入入对流管管再进入入辐射管管，不断断吸收高高温烟气气传来的的热量，逐逐步升高高到所需需要的温温度，最最后送出出加热炉炉。三. 加热炉的的结构主要部件件有燃烧烧器、炉炉管、炉炉体、烟烟囱、炉炉体保温温、防爆爆门、空空气预热热器等。1、 燃烧器：炉子的的燃料（气气体、液液体）是是通过燃燃

32、烧器进进行燃烧烧的，是是炉子的的供热部部件。它它可分为为气体燃燃烧器，液液体燃烧烧器和油油气联合合燃烧器器。燃烧烧器是加加热炉的的重要部部件，使使用的效效果如何何将直接接关系到到加热炉炉的处理理能力，因因此正确确地选型型、设计计、安装装使用和和维护燃燃烧器就就显得至至关重要要，否则则难以发发挥其应应有的效效果。2、 辐射室：将在燃燃料燃烧烧时产生生的高温温烟气及及火焰所所放出的的热量以以辐射传传热的形形式传给给敷设在在室内的的辐射炉炉管。辐辐射室是是加热炉炉传热的的主要部部分。3、 对流室：将从辐辐射室流流入的高高温烟气气和火焰焰所放出出的剩余余热量以以对流传传热方式式传给敷敷设在室室内的对对

33、流炉管管。对流流室除加加热油品品外，有有时还用用于加热热蒸汽。4、 炉管：是是炉子的的主要组组成部分分，它是是被加热热流体的的通道，管管子间用用回弯头头连接起起来形成成连续的的蛇形管管。炉管管按所处处位置分分为辐射射管和对对流管；按外形形又可分分为光管管，钉头头管，翅翅片管；辐射管管采用光光管；对对流管采采用光管管、钉头头管和翅翅片管中中的两种种或三种种组合；钉头管管和翅片片管增加加了传热热面积，提提高了传传热的效效果。5、 烟囱和烟烟道：将将炉膛产产生的烟烟气排入入大气，其其内部均均用耐火火和保温温材料衬衬里，为为了调节节燃烧室室内的压压力，烟烟道中装装有活动动的烟道道挡板。6、 炉墙；构构

34、成炉子子辐射室室、对流流室的外外围墙体体。一般般用耐火火材料、绝绝热材料料和保温温材料组组成。对对炉墙的的基本要要求是绝绝热良好好，热损损失小，牢牢固可靠靠，重量量轻而廉廉价，易易于建造造和维修修。炉墙墙上的适适当位置置有各种种门孔，如如看火窗窗、人孔孔防爆门门和炉管管检查孔孔等。另外还有有炉底、炉炉顶、炉炉子金属属构架，炉炉管回弯弯头，管管件支承承等部件件。四. 本装置加加热炉系系统的特特点和技技术参数数1、反应应进料加加热炉（FF-5331011、F-541101）F-5441011、 FF-5331011分别为为加氢精精制进料料反应加加热炉和和加氢裂裂化进料料反应加加热炉，皆皆属双室室水

35、平管管箱式炉炉，负荷荷分别为为11.6MWW和100.6MMW（如如图）。两两炉炉底底各设332台附附墙式扁扁平焰气气体燃烧烧器，工工艺介质质先后经经对流室室、辐射射室加热热至工艺艺所需温温度。辐辐射盘管管采用单单排水平平管双面面辐射布布置，其其目的在在于保证证管内两两相流动动能达到到理想的的流型，并并且使得得管外热热强度和和 管壁壁温度较较为均匀匀，提高高管材利利用率。对对流盘管管除二排排遮蔽管管采用光光管外，其其余对流流管均为为翅片管管。由于于管内被被加热介介质为HH2+油油，且含含H2SS，操作作温度、压压力较高高，所以以F-5531001辐射射炉管及及对流室室的两排排遮蔽管管材质均均采

36、用AASTMMA3112 TTP3447，22管程。为为保证炉炉管质量量，该种种炉管均均为国外外采购。翅翅片管的的材质为为20#钢，翅翅片材质质为碳钢钢，管材材国内采采购。FF-5441011炉管采采用TPP3211材质，国国内采购购。加热炉辐辐射室侧侧墙上部部、端部部及炉顶顶采用耐耐火纤维维制品炉炉衬，侧侧墙下部部衬里采采用高铝铝隔热耐耐火砖及及耐火纤纤维制品品背衬结结构，炉炉底衬里里采用耐耐火砖干干砌及轻轻质浇注注料背衬衬结构，对对流室、烟烟道及烟烟囱的衬衬里全部部采用轻轻制浇注注料。本本炉选用用衬里的的特点是是使用温温度高、保保温性能能好、使使用寿命命长且施施工简便便。图3-11 箱式式

37、加热炉炉结构图图2、分馏馏塔进料料加热加加热炉（FF-5332011） FF-5332011为辐射射-对流流型圆筒筒炉，加加热炉热热负荷为为13.4MWW（如图图）。炉炉管材质质选用220号钢钢，4管管程。采采用8套套2.55MW的的VIII-E型型气体燃燃烧器。图3-22 圆筒筒炉结构构图3、余热热回收系系统为了提高高加热炉炉的热效效率，加加氢精制制装置的的1台加加热炉和和加氢裂裂化装置置的2台台加热炉炉分别设设置了下下置式热热管式空空气预热热器系统统，并设设有鼓风风机和引引风机。来来自对流流室的热热烟气经经热烟道道进入热热管空气气预热器器与空气气换热后后由烟气气引风机机排入冷冷烟道，冷冷烟

38、气经经冷烟道道返回炉炉顶烟囱囱排入大大气。冷冷空气由由空气鼓鼓风机送送入热管管空气预预热器与与烟气换换热后经经热风道道供炉底底燃烧器器使用。余余热回收收系统中中所有烟烟道均采采用轻制制浇注料料作为衬衬里，而而热风道道则采用用岩棉板板外包镀镀锌铁皮皮进行保保温， 从而使使炉子的的热效率率达900%。4、热管管换热器器热管是一一种高传传热效率率的设备备，依靠靠其内部部工质在在一个抽抽成高真真空的封封闭壳体体内循环环相变而而传递热热量的设设备。工工质在加加热段吸吸收烟气气余热后后汽化，到到放热段段放出热热量给空空气而凝凝结，并并回流到到加热段段重新吸吸热，从从而通过过热管内内工质的的相变将将烟气的的

39、余热传传递给冷冷空气，达达到预热热空气的的目的。热管表面面是一个个密封的的壳体，高高度真空空，管内内装有一一定量的的挥发性性液体，称称之为工工质；沿沿管内壁壁铺设一一定厚度度的毛细细材料，称称为管芯芯。管芯芯中吸满满工质液液体，而而在管中中心的空空间内充充满了工工质的饱饱和蒸气气。冷凝凝端的液液体靠重重力自然然回流，热热管放置置倾斜度度大于77。图3-33 热管管工作原原理图五. 加热炉的的操作1 理论空气气用量和和过剩空空气系数数要保证燃燃料在炉炉内完全全燃烧，必必须在操操作中供供给加热热炉足够够的空气气量。但但由于炉炉子在实实际操作作中，空空气与燃燃料的混混合总不不能非常常均匀，所所以要使

40、使燃料完完全燃烧烧，必须须供给比比理论空空气量多多的空气气。管式式炉中实实际入炉炉空气量量与理论论空气量量之比值值叫做过过剩空气气系数，通通常以表示。过剩空气气系数是是影响管管式炉性性能，特特别是全全炉热效效率的一一项重要要指标。过过剩空气气系数太太小，空空气量供供应不足足，燃料料不能充充分燃烧烧，炉子子热效率率降低；过剩空空气系数数太大，入入炉空气气量过多多，相对对降低了了炉膛温温度和烟烟气的黑黑度，影影响传热热效果。同同时也增增加了排排出的烟烟气量，使使烟气从从烟囱带带走的热热损失增增加，全全炉热效效率降低低(一般般过剩空空气系数数每增加加0.11，炉子子热效率率降低11.5%左右）。此此

41、外，过过多的空空气还会会使烟气气含氧量量增高，加加剧了氧氧化脱皮皮儿缩短短管子的的使用寿寿命。所所以，在在保证燃燃料完全全燃烧的的前提下下，应尽尽力降低低加热炉炉的过剩剩空气系系数。气体燃料料所需过过剩空气气系数在在1.111.2，液液体燃料料的系数数在1.211.3左左右。保保证加热热炉良好好燃烧时时的最低低烟气氧氧含量在在344(体体积）左左右。2 露点腐蚀蚀对于管式式加热炉炉，排放放烟气量量(与过过剩空气气系数有关）越越少，排排出温度度越低，烟烟气带走走的热量量损失越越小，炉炉子热效效率越高高。但烟烟气出口口温度不不能任意意降低，因因为它不不仅受到到原料入入炉温度度的限制制，而且且由于烟

42、烟气中硫硫化物的的腐蚀作作用，烟烟气排出出温度还还必须高高于烟气气的露点点温度。露点温度度：当烟烟气温度度过低时时，烟气气中的水水蒸气在在金属管管壁上冷冷凝，并并吸收烟烟气中的的SO2生成亚亚硫酸，对对管壁有有腐蚀作作用；而而烟气中中由SOO3与水蒸蒸气结合合生成的的硫酸，在在低于露露点温度度的金属属表面上上也会冷冷凝。产产生低温温硫酸腐腐蚀，此此现象即即所谓的的烟气露露点腐蚀蚀。使烟烟气中水水蒸气产产生冷凝凝时的临临界温度度称为露露点温度度。烟气的露露点温度度是变化化的，影影响主要要因素有有二个：燃料中中的硫含含量和空空气中湿湿度。此此外尾气气中的氧氧含量对对酸露点点也有影影响。当排烟温温度

43、低于于露点温温度时，烟烟道、余余热回收收系统、热热管表面面将产生生酸腐蚀蚀，引起起管子腐腐蚀穿孔孔。通常常情况下下，烟气气排出温温度控制制在2200，并根根据燃料料性质尽尽可能降降低这一一数值。空气预热热器除了了露点腐腐蚀外，积积灰堵塞塞也是另另一个重重要问题题。腐蚀蚀和积灰灰共同作作用的产产物吸附附烟在管管壁表面面呈粘状状，很难难清除。因因此应定定期吹灰灰。六. 烘炉本装置加加热炉FF-5441011 、FF-5331011、F-532201为为新建，耐耐火材料料里含水水很多。为为防止因因温度突突然上升升，炉子子耐火材材料里水水份急剧剧汽化体体积膨胀胀，使耐耐火衬里里和耐火火砖产生生龟裂、脱

44、脱落，所所以新炉炉子投用用前(包包括老炉炉子修耐耐火衬里里后)必必须先烘烘炉，从从而脱除除炉体耐耐火砖衬衬里材料料的自然然水、结结晶水，增增加材料料的强度度和使用用寿命。同同时通过过烘炉，考考验炉体体钢结构构及“三门一一板”，火咀咀、阀门门等安装装是否灵灵活好用用，考察察系统仪仪表是否否好用，通通过烘炉炉、熟悉悉和掌握握加热炉炉的操作作以及对对空气预预热系统统的性能能测试。烘烘炉曲线线见下图图。图3-44 烘炉炉曲线七. 加热炉数数据表加热炉技技术参数数位号F-5441011F-5331011F-5332011名称加氢精制制反应进进料加热热炉加氢裂化化反应进进料加热热炉加氢裂化化分馏塔塔进料加

45、加热炉炉型箱式炉箱式炉圆筒炉设计负荷荷MW11.6610.6613.44规格11.66MW-9.22MPaa-1180-1668.33-88910.66MW-13.9MPPa-1688-1168.313.44MW-1.11MPaa-1141-1227操作条件件介质原料油+循环氢氢原料油+循环氢氢脱H2SS塔底油油温度335384358压力MPPa9.213.991.1材质炉构架Q2355-BFFQ2355-BFFQ2355-BFF炉管ASTMMA3112TPP3477ASTMMA3112TPP347720#翅片20#20#20#隔热砖衬里、耐耐火纤维维砖衬里、耐耐火纤维维砖衬里、耐耐火纤维维燃

46、烧器型号(0.335MWW)待定定待定VII-E(气气体燃烧烧器)数量32328炉管规格格辐射室18001221220000(244根)1688144.2771220000(266根)14118150000(9根)18001221335000(4根根)1688144.2771335000(8根根)14118135500(67根根)1688.310.97120000(3根)1688.38110000(1根根20#)1277865000(33根)1688.310.97133350(3根)1277860000(330根)对流室光管1688.310.97127700(2根)1688.310.97120

47、000(6根)翅片管8961127000(44根)16888127700(4根)1277860000(1106根根)8961120000(112根)16888120000(8根)1277862553(114根)4 塔设备备塔设备是是化学工工业、石石油工业业、石油油化工等等生产中中最重要要的设备备之一。它它可使气气(汽）液液两相之之间进行行充分接接触，达达到相际际传热及及传质的的目的。在在塔设备备中能进进行的单单元操作作有精馏馏、吸收收、解吸吸、气体体的增湿湿和冷却却等。精精馏和吸吸收等传传质过程程所用的的塔设备备，按塔塔的内件件结构分分为板式式塔和填填料塔。 在板式塔塔中，塔塔内装有有一定数数

48、量的塔塔盘，气气体自塔塔底向上上以鼓泡泡喷射的的形式穿穿过塔盘盘上的液液层，使使两相密密切接触触，进行行传质。两两相的组组分浓度度沿塔高高呈阶梯梯式变化化。 在填料塔塔中，塔塔内装填填一定高高度的填填料。液液体自塔塔顶沿填填料表面面向下流流动，作作为连续续相的气气体自塔塔底向上上流动，与与液体进进行逆流流传质。两两相的组组分浓度度沿塔高高呈连续续变化。板式塔的的类型很很多，生生产中应应用最多多的是浮浮阀型塔塔和筛板板塔。传传统的圆圆形泡帽帽(罩）塔塔已逐渐渐被各种种浮阀，筛筛板等强强度和效效率较高高的塔板板所代替替。另外外还有舌舌形塔、浮浮动舌形形塔、穿穿流式栅栅板塔、Kittel塔盘等。塔设

49、备的的结构包包括塔体体、支座座(裙座座)、除除沫器、接接管、人人孔及塔塔内件。4-11精馏原原理下图为一一典型的的精馏塔塔，待分分离的原原料自中中部某处处进入，进进料板以以上称为为精馏段段，以下下则称为为提馏段段。塔顶顶装有冷冷凝器，塔塔顶蒸汽汽在冷凝凝器中冷冷凝，一一部分作作为回流流由塔顶顶送入塔塔中，一一部分作作为产品品送出。塔塔底装有有再沸器器，来自自塔底的的液体在在此部分分汽化，气气相返回回塔底，液液相作为为塔底产产品。沿沿塔高度度温度是是变化的的，塔顶顶温度最最低，塔塔底最高高，由下下往上温温度逐板板降低。塔塔内设有有若干层层塔板，塔塔板是汽汽、液相相间传质质传热的的场所。沿沿塔高蒸

50、蒸汽的体体积流量量是有变变化的，尤尤其是精精馏段和和提馏段段的蒸汽汽量往往往有较大大差别。1 精馏和回回流的作作用精馏馏段所起起的作用用是将进进入的汽汽相混合合物中轻轻组分提提浓，在在塔顶得得到合格格的产品品，液相相回流则则起着精精馏介质质的作用用。2 提馏段和和再沸器器的作用用提馏段段的作用用是将进进入该段段的液相相中的重重组分提提浓，在在塔底获获得高纯纯度的重重组分。提提馏段中中的汽相相则作为为精馏介介质汽相回回流。图4-11分馏塔塔工作原原理图有精馏段段和提馏馏段的精精馏塔称称为完全全塔，炼炼油厂的的原油蒸蒸馏塔可可在塔底底吹入水水蒸气而而不设再再沸器。原原因在于于蒸馏塔塔底温度度太高，

51、找找不到适适当的热热载体，而而且塔底底重油不不适宜于于较长时时间加热热。因此此通常把把这一段段称为汽汽提段。综上所述述，精馏馏过程的的原理可可以叙述述如下：高温低低浓度(指低于于与液相相成平衡衡的汽相相浓度)的汽相相与低温温高浓度度(指高高于与汽汽相成平平衡的液液相浓度度)的液液相接触触，同时时传热传传质，汽汽相部分分冷凝，液液相部分分汽化，结结果汽相相温度降降低，其其中轻组组分得到到提浓，液液相温度度升高，其其中重组组分得到到提浓，此此过程多多次重复复即可在在塔顶和和塔底得得到合乎乎要求的的产品。4-22塔板板的结构构及类型型塔板的主主要部件件有：a 降液管板板上的液液体通过过降液管管流至下

52、下一层塔塔板。b 溢流堰(出口堰堰）用来来保持塔塔板上能能有一定定厚度的的液层。c 入口堰对对进入塔塔板的液液体起分分布和缓缓冲作用用，有些些塔不设设入口堰堰，侧线线抽出口口设有。d 鼓泡构件件形成气气液两相相传热、传传质的主主要构件件。塔板板类型很很多，其其主要区区别即在在所采用用的鼓泡泡构件不不同。常常用的鼓鼓泡构件件有：i 筛板气体体通过板板上钻的的小孔来来形成鼓鼓泡层、泡泡沫层。ii 浮阀气体体通过安安装在塔塔板上的的浮阀单单元形成成鼓泡层层、泡沫沫层。随随气体(蒸汽）负负荷的变变化浮阀阀可以上上下浮动动。iii 圆形泡罩罩气体由由升气管管进入泡泡帽，然然后经泡泡帽和升升气管间间的回转

53、转信道，穿穿过泡帽帽上的齿齿缝与塔塔板上的的液体接接触形成成鼓泡层层。图4-22 圆形形泡罩结结构图4-33 塔板板的工作作原理当流体由由上层塔塔板的降降液管流流下进入入塔板后后，就沿沿横向流流经塔板板至出口口堰，经经降液管管流入下下一层塔塔板。气气体由塔塔板下方方上升，穿穿过阀孔孔或筛孔孔以鼓泡泡方式(或喷射射方式）和和塔板上上流动的的液体接接触，在在塔板上上形成鼓鼓泡层、泡泡沫层(或喷溅溅层），其其密度要要比清液液小。当当气泡在在液层表表面破裂裂时会夹夹带出一一部分液液滴，所所夹带液液滴中较较大的液液滴在气气流进入入上层塔塔板以前前还能回回落到该该板上，但但较小的的液滴将将随上升升气流被被

54、夹带进进入上层层塔板上上，这种种现象称称为雾沫沫夹带。气体向上上流动的的推动力力是两层层塔板间间的压差差，被称称为塔板板的压力力降。由由于下层层塔板的的压力高高于上层层塔板的的压力，液液体由降降液管流流至下层层塔板时时是由低低压流向向高压，再再加上液液体通过过降液管管流动时时还需克克服一定定的阻力力，因此此降液管管中的液液面必定定高于塔塔板上的的液面。当当降液管管中液面面超过上上层塔板板的堰口口而与上上层塔板板上液面面相连时时，就会会阻碍液液体在降降液管中中的正常常下流，造造成液体体在塔内内积累而而形成淹淹塔现象象。4-44塔板的的结构型型式（一） 塔板1 单溢流(直径流流向）液液体在塔塔板上

55、沿沿直径方方向作单单向流动动。液体体横流过过塔板，通通过另一一端的降降液管流流至下层层塔板。当当塔径较较大或液液体流量量较大时时，塔板板阻力大大，造成成显着的的液面落落差，从从而造成成蒸汽分分布不均均匀。因因此直径径大于22.0mm的塔为为了减少少液面落落差常采采用双溢溢流塔板板。2 双溢流(分离流流向)塔塔板上液液体分成成两股流流动。分分别由两两侧流向向中央的的降液管管，经中中央的降降液管流流至下层层塔板后后，又由由中央分分流至两两侧的降降液管。液液体在相相邻两层层板上的的流向相相反。采采用双溢溢流时，由由于液体体的流程程、流量量均为一一半，因因此液面面落差显显着降低低。但需需采用两两种结构

56、构不同的的塔板。 图图4-33 塔板板结构形形式（二） 降液管 常用用的降液液管形式式有弓形形、矩形形和圆形形。弓形形降液管管应用最最广，在在双溢流流的塔板板中需同同时应用用弓形和和矩形降降液管。（三） 溢流堰 设置置溢流堰堰的目的的是为保保证塔板板上有一一定厚度度的液层层，使蒸蒸汽通过过塔板时时与液相相充分接接触。溢溢流堰和和降液管管连在一一起。（四） 受液盘 塔板板受液盘盘可以采采用平型型或凹型型。凹型型受液盘盘能保证证降液管管下部在在各种情情况下都都为液体体封住，而而且对降降液管中中流下的的液体起起缓冲作作用，避避免了液液体直接接由降液液管涌向向塔板而而影响附附近几排排浮阀或或筛孔的的正

57、常鼓鼓泡。（五） 浮阀 浮阀单单元应用用最广泛泛的是圆圆盘式浮浮阀(我我国称为为F1型浮浮阀），当当蒸汽量量很小时时，浮阀阀落在塔塔板孔上上仍保持持一最小小开度，同同时也防防止阀片片被粘着着和腐蚀蚀。（六） 通道板 为进进行塔内内清洗和和检修，使使人能进进入各层层塔盘，可可在塔盘盘板接近近中央设设置一块块内部通通道板，通通道板一一般是上上下可拆拆的。各各层内部部通道板板最好开开在同一一垂直位位置上，以以利于采采光和拆拆卸。4-55 操操作中的的几种不不正常现现象1 严重雾沫沫夹带：这种现象象是由于于流经塔塔板的汽汽相负荷荷过大而而引起的的。在正正常操作作时，气气体通过过塔板的的鼓泡组组件，与与

58、塔板上上的液流流相遇，塔塔板上的的液体即即被气流流所搅动动、分散散，并吹吹起而在在塔板上上面形成成泡沫层层。此时时离开塔塔板的气气体必然然夹带着着泡沫或或小液滴滴，由于于液滴很很小，尚尚来不及及沉降就就被带到到上层塔塔板，对对这种现现象，人人们称之之为雾沫沫夹带。这这种现象象的发生生，一方方面降低低了塔板板的分馏馏效果，另另一方面面由于在在气体负负荷加大大时，气气速的增增加使气气液搅动动加剧，而而有利于于传质过过程的进进行。2 严重气泡泡夹带(降液管管超负荷荷）此种现象象的发生生是由于于通过降降液管的的回流液液体负荷荷过大而而引起的的。液体体流入降降液管时时常带有有大量的的汽泡，它它在管中中应

59、有足足够的停停留时间间以便沉沉降，使使泡沫分分离成气气体与清清液，气气体上升升回到上上层塔板板。如果果液体负负荷增加加，液体体在降液液管中的的停留时时间缩短短，液体体夹带的的汽泡来来不及分分离就带带到下层层塔板，就就会降低低分馏效效果。3 泄漏此种现象象的发生生是由于于塔板上上的气相相负荷过过小而引引起的。当当处理量量太小，塔塔内气速速很低时时，大量量液体由由于重力力的作用用，便从从阀孔或或筛孔漏漏下，这这种情况况称为“泄漏”。由于于液体没没有和塔塔板上的的气体充充分接触触就漏到到下层塔塔板，所所以降低低了塔板板效率。圆圆形泡帽帽塔板是是属于无无泄漏型型塔板。4 淹塔(液液泛)此种现象象的发生

60、生是由于于塔内汽汽、液相相负荷都都过大而而引起的的。由于于气液负负荷过大大，液体体充满了了整个降降液管，从从而使上上下塔板板的液体体联成一一体，分分馏效果果完全遭遭到破坏坏，这种种现象称称为“淹塔”或“液泛”。附表4-1 ：联合加加氢装置置板式塔塔数据表表5 压压力容器器“压力容容器”是指压压力达到到一定数数值，同同时容器器的容积积超过一一定限度度、容器器所处的的工作温温度使其其内部有有呈气体体状态介介质的密密封容器器。压力力容器的的工作条条件一般般较为苛苛刻，除除承受介介质的压压力外，还还常处于于高温或或低温的的状况下下，容器器内的介介质往往往存在不不同程度度的腐蚀蚀性。我国的国国标规定定，

61、压力力容器的的条件有有以下三三条：1 最高工作作压力0.11Mpaa;2 容器内径径0.115m，且且容积VV0.0025mm3;3 介质为气气体、液液化气体体或标准准沸点小小于等于于最高工工作温度度的液体体。同时具备备以上33个条件件的容器器称为压压力容器器。一 压力容器器的分类类压力容器器的分类类方法很很多二 压力容器器的基本本结构容器一般般由筒体体、封头头、支座座、接管管、人孔孔、内件件等组成成。附图图5-11为加氢氢精制装装置高压压分离器器D-5541002的结结构剖面面图。三 压力容器器的安全全附件液位计、温温度计、压压力表和和安全阀阀统称为为压力容容器的安安全附件件，其作作用是及及时准确确地显现现容器内内的液位位。温度度、压力力等参数数的数值值及变化化，当压压力超高高时安全全阀自动动起跳，及及时泄放放物料，以以维持器器内压力力不超过过规定值值，为安安全使用用压力容容器提供供了可靠靠的保证证。四 装置压力力容器汇汇总表附表5-1 加加氢裂化化装置压压力容器器参数一一览表