《聚丙烯共聚反应器》

1HG/TXXXX—2023聚丙烯共聚反应器本文件规定了聚丙烯共聚反应器的术语和定义、产品分类、结构型式、基本参数及型号、设计、要求、检验与试验方法、标识、包装、运输与贮存。本文件适用于液相-本体法Spheripol工艺、气相法Spherizone工艺、中石化环管法聚丙烯成套工艺（ST工艺）中的聚丙烯共聚反应器（以下简称“反应器”）。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T150（所有部分）压力容器GB/T191包装储运图示标志GB/T713锅炉和压力容器用钢板GB/T985.1气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口GB/T1184—1996形状和位置公差未注公差值GB/T1591低合金高强度结构钢GB/T1804—2000一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T3531低温压力容器用钢板GB/T3797电气控制设备GB/T3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求GB/T3852联轴器轴孔和联结型式与尺寸GB/T4208—2017外壳防护等级（IP代码）GB/T6388运输包装收发货标志GB/T9969工业产品使用说明书总则GB/T13306标牌GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T13452.2色漆和清漆漆膜厚度的测定GB/T15706机械安全设计通则风险评估与风险减小GB/T19142出口商品包装通则GB/T24511承压设备用不锈钢和耐热钢钢板和钢带GB/T25198压力容器封头GB/T30583承压设备焊后热处理规程GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范HG/T2122釜用机械密封辅助装置HG/T20583钢制化工容器结构设计规定2HG/TXXXX—2023HG/T20585钢制低温压力容器技术规范HG/T20592钢制管法兰(PN系列)HG/T20615钢制管法兰(Class系列)HG/T20660压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类标准JB/T4732钢制压力容器-分析设计标准JB/T7250干燥技术术语NB/T10558压力容器涂敷与运输包装NB/T47009—2017低温承压设备用合金钢锻件NB/T47010—2017承压设备用不锈钢和耐热钢锻件NB/T47013.2—2015承压设备无损检测第2部分:射线检测NB/T47013.3—2015承压设备无损检测第3部分:超声检测NB/T47013.4—2015承压设备无损检测第4部分:磁粉检测NB/T47013.5—2015承压设备无损检测第5部分:渗透检测NB/T47014承压设备焊接工艺评定NB/T47015压力容器焊接规程NB/T47018.1承压设备用焊接材料订货技术条件第1部分:采购通则NB/T47018.2承压设备用焊接材料订货技术条件第2部分:钢焊条NB/T47018.3承压设备用焊接材料订货技术条件第3部分:气体保护电弧焊钢焊丝和填充丝NB/T47018.4承压设备用焊接材料订货技术条件第4部分:埋弧焊钢焊丝和焊剂NB/T47018.5承压设备用焊接材料订货技术条件第5部分:堆焊用不锈钢焊带和焊剂NB/T47065.3容器支座第3部分:耳式支座NB/T47065.5容器支座第5部分:刚性环支座3术语和定义JB/T7250界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1聚丙烯共聚反应器polypropylenecopolymerizationreactor在聚合物粉料、乙烯、丙烯及氢气以恒定流率和适当比例同时进入后,使单体在聚合物粉末表面聚合,生成半结晶性聚合物的设备。3.2搅拌部件mixer本文件专指在反应过程中防止介质粘壁的转动组件。4产品分类、结构型式、基本参数及型号4.1产品分类反应器按结构型式分为无搅拌型和搅拌型两种。4.2结构型式3HG/TXXXX—2023反应器是立式圆筒形结构（见图1），主要由搅拌部件(为选择性部件)、壳体部分、床体部分等组图1反应器结构示意图4HG/TXXXX—2023图1反应器结构示意图（续）4.3基本参数反应器的基本参数应符合表1的规定，在本文件中，除注明者外，压力均指表压力。表1基本参数1234567894.4型号5HG/TXXXX—2023GFYQ/JB□壳体公称直径DN，mm特征代号：JB—搅拌型无特征代号）—无搅拌型共聚反应器代号5设计5.1适用规范反应器的设计应符合GB/T150.1、GB/T150.2、GB/T150.3的规定；当主材选用低温用合金钢时，设计还应符合HG/T20585的规定。5.2腐蚀裕量5.2.1腐蚀裕量应符合GB/T150.1的规定并按下列原则确定：——当反应器壳体材质为不锈钢时，腐蚀裕量取0mm；——当反应器壳体材质为碳钢、低合金钢时，腐蚀裕量取1.5mm；——当法兰材质为不锈钢或碳钢、低合金钢表面堆焊不锈钢时，腐蚀裕量取0mm；——当法兰材质为碳钢、低合金钢时，腐蚀裕量取1.5mm；——焊接在壳体上的内件的单面腐蚀裕量为壳体腐蚀裕量；——分布板腐蚀裕量取0mm。5.2.2地脚螺栓直径的腐蚀裕量应为2mm。5.2.3法兰计算时应考虑法兰内径的腐蚀裕量及长颈对焊法兰大端、小端的腐蚀裕量。5.3设计使用年限反应器设计使用年限为20年。5.4强度计算5.4.1反应器强度计算除符合5.1的规定外，还应考虑风载荷、地震载荷、雪载荷、连接管道载荷和其它载荷的影响。5.4.2平盖、法兰等带密封面密封的承压部件所用锻件的许用应力应符合GB/T150.2的规定。5.4.3对外连接的工艺管口，应进行接管根部的局部应力计算。计算原则应符合下列规定：——管口载荷符合设计文件的规定；——筒体上及封头上的管口符合GB/T150.3的开孔与开孔补强的规定；——局部应力计算符合JB/T4732的规定；——应考虑各个工况下包含的所有载荷，如设备本体、保温层、内件及支撑、操作液等；——堆焊层不锈钢材料不计入强度计算。6HG/TXXXX—20235.5结构设计5.5.1搅拌部件5.5.1.1搅拌轴分段处的连接采用刚性联轴器，联轴器制造应符合GB/T3852的规定。5.5.1.2联轴器装配时，可采用激光找正法或等效方法以提高精度，装配后搅拌轴的直线度公差应不大于0.06mm/m，轴的装配面同轴度公差应符合GB/T1184—1996中K级精度的规定。5.5.1.3机加工面未注线性尺寸公差应符合GB/T1804-2000中m级的规定，未注形位公差符合GB/T1184—1996中H级的规定。5.5.1.4搅拌部件与物料接触部分应抛光处理，抛光处理后的表面粗糙度Ra≤1.6μm。5.5.2轴端密封轴端密封及系统附件应按照装置总体工艺配置，设计应符合GB/T33509的规定，也可参考API682进行设计，并根据设备非标特性加入可靠的经验设计，密封辅助装置应符合HG/T2122的规定。5.5.3底部滑动轴承反应器搅拌部件底部滑动轴承材质由设计者确定，宜采用聚醚醚酮（PEEK）或同等特性的材质。5.5.4壳体部分5.5.4.1封头应选用符合GB/T25198的规定的标准半球形封头。5.5.4.2壳体内表面应抛光处理，抛光后其表面粗糙度Ra≤1.6μm。5.5.5分布板5.5.5.1分布板设计应考虑下列两种工况：——工况一：0.075MPa的从上向下的垂直均布载荷和0.05MPa的从下向上的垂直均布载荷；——工况二：0.075MPa的从下向上的压力载荷。两种工况的分布板变形量应不大于3.5mm。5.5.5.2分布板安装完成后，各连接处应良好贴合(可采用特殊密封胶辅助）。分布板的安装结构应符合图2的规定，分布板气孔结构见图3。7HG/TXXXX—2023图2分布板安装示意图图3分布板气孔结构图5.5.5.3制作结束后不应损伤分布板气孔形状。5.5.5.4分布板开孔数量与间距应符合设计文件的规定。5.5.5.5分布板应进行抛光处理，抛光处理后，其表面粗糙度Ra≤1.6μm。5.5.6人孔5.5.6.1反应器筒体上部、下部各设置1个人孔。5.5.6.2人孔应设置内堵头，结构应符合图4的要求。图4带堵头人孔结构图5.5.7管口5.5.7.1反应器设置的管口包括：聚合物进口与出口、气体进口与出口、人孔、手孔、料位计口、聚合物循环口等；其他管口可根据工艺要求设置。5.5.7.2对于轴线不垂直于容器壳壁的接管法兰，其伸出长度应使接管法兰外缘与保温层之间的距离不小于50mm，其中，当接管公称直径大于150mm时，法兰外缘与保温层之间的距离应按需增加。5.5.7.3支座相邻下方筒体的接管法兰，其伸出长度不宜超出支座底板的内边缘。5.5.7.4气体出口与搅拌部件接口处应设置均布的加强筋，加强筋数量与规格应通过载荷计算确定，加强筋及其布置应符合HG/T20583的规定。5.5.7.5当采用整体补强时，厚壁管与壳体的厚度比应控制在0.5～2.0之间。5.5.7.6管法兰、人手孔法兰优先选用HG/T20592、HG/T20615中的带颈对焊法兰。5.5.8支座8HG/TXXXX—20235.5.8.1反应器支座宜按照NB/T47065.3和NB/T47065.5选用。5.5.8.2应根据预选型的支座型号进行载荷计算与补充设计。5.5.9接地板5.5.9.1每台反应器的接地板应对称布置，且数量不少于2个。5.5.9.2接地板应焊接在支座距支座底板高150mm处。5.5.10内件内件中各螺栓、螺母装配时，应先将螺母与分布板点焊牢固，然后再安装螺栓、垫圈，垫圈应采用永久性锁紧垫圈，且每组螺栓、螺母中的垫圈均为一只，对于螺栓连接的内件以及配用的永久锁紧垫材料均为06Cr19Ni10。5.5.11轴耳与尾耳反应器应设置吊装用轴耳与尾耳。5.5.12保温支撑圈反应器应根据保温材料密度、厚度等数据在壳体外部设置保温支撑圈。5.6电机、减速机电机、减速机应符合下列规定：——减速机服务系数不小于1.6；——电机与减速机之间采用直连型，减速机与传动轴之间采用过渡公差配合。6材料6.1受压元件6.1.1反应器受压元件的材料应符合GB/T150.2的规定。6.1.206Cr19Ni10板材应符合GB/T24511的规定，以固溶状态供货。09MnNiDR板材应符合GB/T3531的规定，以正火状态供货。6.1.3补强管、法兰盖和带颈法兰应采用整体锻件，低温合金钢锻件、不锈钢锻件应分别符合NB/T47009—2017、NB/T47010—2017中Ⅲ级锻件的规定。6.2非受压元件6.2.1当非受压元件与受压元件焊接时，非受压元件材料应与受压元件的材料相同。6.2.2直接焊在设备内部、外部的构件材质或其垫板材质应与设备本体材质相同。6.2.3铭牌、接地板材料宜为06Cr19Ni10。6.3焊接6.3.1压力容器的焊接材料除应符合相应焊材标准外，还应符合NB/T47018.1、NB/T47018.2、NB/T47018.3、NB/T47018.4、NB/T47018.5的规定。6.3.2选用低温焊接材料时，焊料应符合HG/T20585的规定。6.4垫片9HG/TXXXX—20236.4.1垫片的选用应按照工程图或工艺数据表的要求，当设计条件中没有规定时，设计者应根据工艺数据表中的介质特性、设计条件选择合适的类型和材料。6.4.2所有垫片中的非金属材料，不应选用石棉制品。6.4.3金属垫片的硬度应比法兰密封面的硬度低30HBW～40HBW。6.5支座与地脚螺栓除与设备直接焊接的垫板应与母材相同外，支座其余部位材料可选用Q345R，Q345R材料应符合GB/T713的相关规定。地脚螺栓可选择Q355C或同等级材料，Q355C应符合GB/T1591的规定。7要求7.1制造7.1.1反应器的制造应符合本文件规定外，还应符合设计文件的规定。7.1.2壳体的制造应符合GB/T150.4、HG/T20585的规定。7.1.3当反应器采用09MnNiDR材料制作并在所有焊接结束后，设备应按GB/T30583、GB/T150.4的规定进行焊后整体消除应力热处理。7.1.4反应器壳体直线度公差应不大于0.001L（L-筒体长度反应器壳体同一截面上的最大内径和最小内径之差，应不大于0.005Di（Di-该截面内径搅拌桨与壳体内壁的间距应控制在5mm～15mm。7.1.5异种钢材料不应与反应器本体直接焊接，宜设置与母材相同材质的垫板。7.1.6反应器的表面处理应符合下列规定：——碳钢、低合金钢外表面的处理按照设计文件中的涂漆规定进行；——去除不锈钢外表面的油污（不准许使用含氯溶液），焊缝进行酸洗或水力喷砂处理；——设备内部所有焊缝打磨光滑并与容器内表面齐平，所有内部结构应圆滑过渡，过渡圆半径不小——所有与工艺介质接触的不锈钢内表面（包括筒体内壁、封头、搅拌部件、轴、温度计套管等）进行抛光处理，其表面粗糙度Ra≤1.6μm；——09MnNiDR材料制作的反应器内表面抛光至Ra≤3.2μm。7.1.7反应器搅拌部件应符合下列规定：——噪声不大于85dB（A）；——搅拌轴应按NB/T47013.3—2015的规定进行超声检测，超声检测技术等级不低于NB/T47013.3—2015中B级的规定，合格质量等级符合NB/T47013.3—2015中Ⅱ级的规定；内部所有焊缝按NB/T47013.5—2015的规定进行渗透检测，合格质量等级符合NB/T47013.5中—2015中Ⅰ级的规定；——反应器搅拌部件现场调节、工装拆装步骤符合以下规定：1)设备吊装于平台后拆除联轴器与减速机支架之间的固定工装，在下半联轴器下面垫木枕（或其它工装）防止轴下坠；2)均匀紧固安装底法兰与上封头凸缘法兰和机架法兰之间的连接螺柱，测量法兰之间的间隙误差不大于0.06mm；3)用水平尺检查减速机机架上法兰面水平度，通过反应器支座下面加垫铁进行调整，使减速机机架上法兰面任意两个垂直方向水平度不大于0.16mm；4)安装电机减速机组件，拧紧螺栓保证减速机与机架法兰无间隙；HG/TXXXX—20235)连接上、下半联轴器，连接螺栓拧紧；当上、下半联轴器之间间隙较大时，先不调整，待设备内部工装拆除后再调整；6)打开两个人孔，拆除内部运输支撑并取出；7)设备内部支撑拆除完毕后，松开搅拌部件底部支撑架连接板螺栓的螺母，再紧固联轴器连接螺栓，调整上、下半联轴器无间隙；8)手动盘车不少于3圈，或者通电空载试运转5min以上，运转过程中通过下部人孔在外面观察搅拌部件有无振动和异响，旋转方向是否正确；9)紧固搅拌部件底部支撑架固定板连接螺栓、螺母，拧紧后分别将螺栓、螺母与固定板点焊，每个螺母点焊两个点，上、下半联轴器螺母也按此方法进行点焊，保证不脱落；10)恢复人孔等，安装完毕。7.1.8反应器搅拌部件的最大组件尺寸应保证可穿过人孔，安装完毕后应进行整机试运转，时间应不7.1.9旋转轴与刮壁叶片最终组装后，两端安装轴承处的同轴度公差应不低于GB/T1184—1996中K级精度的规定。7.1.10钢板冲剪件不应有裂纹、凹陷、皱折等缺陷，并应清除尖棱和毛刺。7.1.11壳体内表面不准许存在划伤、疤痕、刻痕及弧坑，与介质接触面不允许敲打、刻制材料标记及焊工钢印。当需要修磨时，修磨深度应不大于0.5mm，斜度应不小于1:3，当不满足修磨的限制范围时应进行焊补。7.1.12壳体焊接接头的分类应按照GB/T150.1的规定。7.1.13所有内部和外部非承压件与承压件的焊接应为连续焊。7.1.14焊后消应力热处理要求应符合设计文件的规定。7.1.15焊接接头坡口可用机械方法加工制成，焊接接头坡口表面不应存在淬硬层、微裂纹、刻痕、凹坑、锈蚀、分层等影响焊接质量的缺陷。7.1.16焊接件手工焊的焊接接头坡口应符合GB/T985.1的规定；焊脚高度应不小于焊接件中较薄件的厚度，所有接管或筒体减薄过渡段应符合GB/T150.3的规定。7.1.17所有零部件经检验合格后方可组装。7.1.18手动盘车检查，所有转动部位应转动灵活、平稳，应无卡碰和异响。7.1.19反应器搅拌部件组装后，应在试运转过程中检验搅拌轴的旋转精度，在轴端密封处测定轴的径向跳动量应不大于0.55mm，轴的轴向跳动量应不大于1.0mm。7.2整机性能整机运行时，噪声测量点应在距传动装置1m处，要求空载试车噪声应不大于85dB(A)。7.3润滑油、轴承温升设备正常运行时，其减速机润滑油温升应不超过35℃,各轴承的温升应不超过40℃。7.4涂漆7.4.1反应器外表面的涂漆除应符合NB/T10558的规定外，还应符合设计文件的规定。7.4.2所有法兰密封面和其他机加工面应采用容易去除的涂料进行防锈处理。7.4.3对于在安装现场进行焊接的坡口，应在坡口的内外侧不小于75mm范围内，采用容易去除且不影响焊接接头质量的涂料进行防锈处理。7.5安全和环境保护HG/TXXXX—20237.5.1介质有易爆特性，使用地点处于防爆区，电机、电气及随机仪表应有防爆、隔爆措施，电机应符合GB50058中关于爆炸性危险场所类别、级别的规定，电气性能应符合GB/T3836.1的规定，防护等级应符合GB/T4208—2017中IP55的规定。7.5.2设备的机械安全应符合GB/T15706的规定。7.5.3设备的驱动装置中裸露的转动件应设置安全防护罩、防护网等防护措施。7.5.4反应器内件与壳体的连接应可靠，当采用紧固件连接时，应采取防松措施。7.5.5电气系统应配备保护接地端子，并有明显标志。7.5.6电气系统的带电部分应做绝缘防护。7.5.7电气系统的导电部分与反应器本体之间的绝缘电阻值应大于1MΩ,接地端子与电气设备金属外壳和反应器本体之间电阻值应不大于0.1Ω。电气系统的绝缘介电强度应符合GB/T3797的规定。7.5.8除另有规定和要求外，反应器应按运行在50Hz、三相五线制380V交流电网下设计。8检验与试验方法8.1焊接接头的外观检查和无损检验8.1.1焊接接头应进行100%的外观检查。8.1.2焊接接头的分类应符合GB/T150.1的规定。A类、B类焊接接头的无损检测应符合设计文件的规定，其中法兰与筒体（或封头）之间的对接焊接接头应按NB/T47013.2—2015进行100%射线检测，射线检测技术等级不应低于NB/T47013.2—2015中AB级的规定，合格质量等级为NB/T47013.5—2015中的Ⅱ级。8.1.3先拼板后成形的封头，成形后所有拼接接头应进行100%射线检测，合格质量等级应符合筒体A类焊接接头的规定。8.1.4受压部件的焊接工艺应符合NB/T47015规定，并按照NB/T47014进行焊接工艺评定。8.1.5C类、D类、E类焊接接头和旋转轴与刮壁叶片的焊接接头应按NB/T47013.4—2015的规定进行磁粉检测或按NB/T47013.5—2015的规定进行渗透检测，磁粉检测的合格质量等级为NB/T47013.4—2015中的Ⅰ级，渗透检测的合格质量等级为NB/T47013.5—2015中的Ⅰ级。8.2耐压试验8.2.1反应器的耐压试验方法应按GB/T150.4的规定进行。用水进行耐压试验时，水中氯离子的含量应不超过25mg/L。试验合格后，应立即将水排净吹干。8.2.2耐压试验用垫片应与操作用垫片类型相同，材质相近。8.2.3采用卧置进行液压试验时，试验压力应计入立置试验时的液柱静压力。在耐压试验前，应校核各受压元件在试验状态下的应力水平。8.3气密性试验反应器壳体耐压试验合格后应进行气密性试验，试验方法应按GB/T150.4的规定进行，试验压力为设计压力。8.4试车8.4.1空载试车反应器应分别在出厂前和用户安装后进行空载试验，空载试验时间应不少于2h，起停次数应不少于5次，并应符合下列规定：HG/TXXXX—2023——电机及控制电器的动作连锁、灵敏、准确；——各润滑点润滑正常；——所有连接处无任何泄漏、渗漏现象；——搅拌部件运行平稳,无异常声响；——搅拌部件的转动方向与产品图纸的要求一致,其转速调节灵活自如；——各紧固件连接可靠，无松动；——噪声和温升符合本文件的规定。8.4.2负载试车反应器负载试车应在设备交付用户后在使用现场进行，应符合下列规定：a)机封内持续通入润滑油，并控制平衡罐压力与反应器工作压力匹配；b)机封内持续通入冷却循环介质；c)确定所有机械连接、电气连接无误后，通电启动搅拌部件并再次观察有无异常，确定旋向；d)根据工艺要求按反应流程逐步操作；e)在中央控制室结合现场检测，随时观察设备各项工况参数（电流、温度、压力、料位等）、公用工程消耗量，综合调节直至生产进入正常状态；f)噪声和温升符合本文件的规定。8.5出厂检验每台反应器均应进行出厂检验，检验项目除应符合GB/T150.4的规定外，还应包括：a)漆膜厚度检测，应符合GB/T13452.2的要求；b)空载试车。9标识、运输、包装与贮存9.1标识9.1.1应在明显位置设置产品标识铭牌，铭牌应符合GB/T150.4规定的内容，铆装或通过螺栓固定在设备上。9.1.2产品标牌应符合GB/T13306的规定。铭牌伸出保温层（防火层）应不低于25mm。铭牌标高一般宜为：从支座底板下表面至铭牌中心距离1.5m。9.1.2.1搅拌部件的转动方向应在传动部位用明显的标记表示。9.1.2.2在产品包装材料外表面上应有收发货单位名称、包装、储运图示、吊装等标志，包装标识应符合GB/T6388、GB/T191的规定。9.2运输、包装9.2.1通则运输、包装除应符合NB/T10558的规定外，还应符合GB/T150.4及设计文件的规定。9.2.2运输9.2.2.1设备的运输方式和措施应能保证设备及其包装不致发生损伤，设备在运输中应装有防松垫、托等以便保证零部件在运输途中不致松脱。9.2.2.2在运输过程中，应有防止振动、颠簸及碰撞造成产品或包装箱损坏的措施。HG/TXXXX—20239.2.2.3设备运输中应有防雨、防震动措施