制氢装置转化炉炉管花斑原因分析及对策

2010年中国石化洛阳分公司制氢装置四开三停,并且一直处于较低加工负荷下运行(30%左右)。作为装置核心的转化系统,受到较大的影响,转化催化剂出现大面积局部结炭,表观现象是炉管顶部到中部出现大面积"花斑",并且个别炉管已出现了"红管"现象。针对此情况对原料气性质及装置运行情况进行了分析,并探讨了炉管花斑可能带来的影响:造成炉管堵塞,气流无法畅通;产生整根炉管高温或超温,长时间运行,炉管会发生高温蠕变;热膨胀不均匀,局部应力过大,使材质原有小缺陷发展为超标缺陷,导致炉管破裂。分析认定负荷率偏低(30%)、原料气硫含量超标(高达1 000μg/g)、火嘴调节不当是主要原因。针对"花斑"及"红管",提出了优化原料、调整转化炉参数、引入焦化干气等处理措施,转化炉的运行状况有了较明显的改善,炉管"花斑"及"红管"现象得到了较好的抑制,没有扩大趋势,确保了充足氢源和用氢装置的稳定运行。     

利用福斯特·惠勒阶梯式TM转化炉技术降低制氢成本

<正>文章介绍了福斯特·惠勒甲烷蒸汽转化炉。福斯特.惠勒在20世纪60年代早期设计和开发了阶梯式甲烷蒸汽转化炉,该炉型具有以下特点:专利技术的阶梯式转化炉,火焰不会冲击炉管,有助于控制"热点"位置,使炉管寿命延长;炉管出口抽头垂直安装,方便焊接和夹持操作,不需要通过底部冷法兰卸出催化剂;自带真空催化剂卸出系统,可以从上     

制氢装置低负荷仅用富氢干气作原料工况的操作优化

大连西太平洋石油化工有限公司为尽可能多使用外购廉价重整氢气,制氢装置不得已在低负荷的纯富氢干气工况下进行操作,介绍了遇到的问题及采取的相应措施。该工况下转化炉的操作是关键,重点需要解决炉管物流偏流、炉膛热负荷分布不均及炉温大幅波动的问题,主要措施为增大配入转化炉的蒸汽量、关小并频繁调节瓦斯烧嘴开度,以防止炉管出现红管、花斑,催化剂出现破碎、积炭、失活。还应当注意富氢干气中硫含量过低时加氢反应器可能会失硫的问题,并且应尽可能保证变压吸附(PSA)全部10床在线、提高操作系数,稳定尾气流量、降低尾气中氢气含量,提高PSA氢收率。此工况下装置原料由于只有富氢干气,进料可靠性降低,应做好原料气中断时装置的操作预案,保护好装置催化剂。     

如何提高HK40转化炉管的使用寿命

通过合理控制ＨＫ４０转化炉管的炉温、升降温速率、转化炉出入口温度及出口甲烷含量等一系列措施，使制氢装置首批炉管的使用寿命达１０万ｈ以上，比国内同类装置的使用寿命高。     

制氢转化炉炉管性能分析与维护措施（摘要）

辽河油田石化总厂制氢装置关键设备之一的制氢转化炉,其炉管最高壁温在９００～１０００℃运行。炉管材质为ＺＧ４Ｃｒ２５Ｎｉ３５Ｎｂ（ＨＰ４０Ｎｂ）,Ｃｒ、Ｎｉ含量达４５％～６５％,投资占全装置的１／４。由于炉管使用温度高,运行条件苛刻,自１９９５年１２月开汽至今间断运行３周期,暴露出的主要问题有西南１１炉管红管及东北２９炉管弯曲。该制氢装置是以天然气为原料的烃类蒸汽制氢装置,转化炉管不仅在高温Ｈ２、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、ＣＯ气体,烃类、渗碳及氧化等环境下工作,且承受内压、自身质量及温差等复杂应力的作用…     

制氢原料变化对转化炉炉管温度的影响及对策

介绍了扬子石化有限公司制氢装置因原料改变进行的流程改造及运行情况,探讨原料由轻石脑油改为天然气后对转化炉炉管温度的影响。通过热力学分析及模拟数据的比较,认为影响炉温分布的主要原因是炉管内化学反应的变化,即甲烷转化所需热量少于烃类转化反应吸热;提出更换催化剂、优化工艺参数等解决炉管超温问题的对策;通过更换催化剂,大幅降低了转化炉管上部管壁温度,消除了制氢装置高负荷生产的瓶颈。     

延长制氢装置转化催化剂使用周期的技术措施

介绍了中国石油兰州石化公司炼油厂5万m~3/h制氢装置延长转化催化剂使用周期的技术措施,包括严格控制催化剂装填、适宜的水碳比、均匀的炉膛温度及循环降温停工方案等。通过采取这些措施,转化催化剂使用周期超过3 a后,转化炉出口甲烷体积分数稳定控制在2.85%~4.05%; 转化炉燃烧情况良好,温度分布均匀,出口平均温度控制平稳; 炉管压降稳定在0.01~0.15 MPa。     

稀土低镍轻油制氢催化剂TDRE—3工业试用情况分析

新型稀土低镍轻油水蒸汽转化制氢催化剂经过两次工业放大生产和工业炉部分炉管试管试用取得的结果表明:该催化剂制氢选择性高,抗积炭性能良好,尾气中残余甲烷比国外引进的RKNR催化剂少0.5～1.0％,可提高设备生产能力,日增产甲醇1～2吨,在催化剂中引入稀土金属可降低40～50％的镍含量,为我国稀土金属的应用开辟了一条新的途径。     

浅析蒸焦加热炉炉管损坏原因及对策

蒸焦加热炉是我公司净化车间的一台重要设备,它将蒸汽、焦炉气加热后进转化炉将其中甲烷转化为氢。具体操作条件为:操作压力2MPa、气体出口温度为630—650℃、开车时短时间达到710℃。焦炉气的气体成份近似为:H257%、CH425%、CO4%、N26%、CO26%、CnHm约2%。我公司的蒸焦加热炉属于圆筒管式加热炉,炉管分为辐射段和对流段两部份,炉外有引出管。由于该炉管使用温度比较高,又时有损坏现象发生,严重影响了化肥系统安全稳定的运行,因此对该设备的损坏原因谈点自己的看法并提出改进建议。1辐射段炉管损坏分析及选材意见我公司辐射段炉管规格…     

化学肥料工业

TQ113.220060631750kt/a合成氨转化装置优化运行总结〔刊〕/蒋太郁,蒋迎春…(四川美丰化公司绵阳分公司)∥天然气化工.-2005,30(5).-47~51在合成氨生产过程中,转化工序参数的优选和调控是合成氨装置节能的关键。对影响转化出口甲烷含量的各种影响因素(甲烷的平衡值、炉管内温度的影响、入口温度的影响)进行分析。提出改进措施:(1)尽可能提高进口温度和配氢量;(2)加强炉管壁温度调控、严格监控操作制度;(3)改进上部催化剂供热;(4)一、二段统筹兼顾;(5)驰放气回收利用。图1表7参2(刘家琏摘)TQ113.2200606318合成氨碳水平衡技术的开发与应用…     

不锈钢换热器管束断裂原因初探

对抚顺石油二厂石蜡加氢装置热高分气冷却器E-3A不锈钢U形管束周向开裂的原因进行了初步探讨,从管束的选材、制造、使用、开裂管子外观检查、金相检验、断口分析、腐蚀产物分析几方面得出结论:不锈钢U形管周向开裂是由于在含有氧化物的高温水和水蒸气的腐蚀介质中引起应力腐蚀破裂,直接原因是管束选用的1Cr18Ni9Ti碳含量偏高,且整体热处理工艺严重失误共同造成严重的晶间腐蚀。对防止应力腐蚀开裂提出了相应的措施。     

小管径天然气管道封堵动火作业新技术

氮气置换动火技术因操作规程标准和指标控制严格、安全等级极高,常用于气田管道动火作业,但投运后的天然气管道中除含大量甲烷外还含少量凝析油和游离水,导致氮气置换动火作业存在困难,管道内无法置换干净的凝析油因挥发导致置换作业周期延长、成本增加。通过将研制成功的天然气管道新型封堵剂（固水乳化剂）及小管径冷冻封堵工艺和设备,与气田现用置换动火技术结合,有效地缩短小管径天然气管道置换动火作业周期,降低作业成本,确保氮气置换动火作业更经济、更安全、更实用。     

催化裂化装置低温热水换热器泄漏原因分析

大连石化分公司1.4 Mt/a重油催化裂化装置共有低温热水换热器14台,在运行中经常出现管束的腐蚀泄漏问题,严重影响了装置低温热水系统的稳定运行。从低温热水系统的氧腐蚀产生机理、孔蚀和酸腐蚀形成的环境、低温热水系统工艺流程设置、系统流速对垢下腐蚀形成的条件等方面分析了低温热水换热器管束泄漏的原因。分析得出:低温热水对管束外壁形成的酸腐蚀、氧腐蚀和孔蚀等是导致管束泄漏的主要原因;由于工艺流程设计本身的缺陷导致流速过低形成垢下腐蚀也是管束泄漏的原因之一。针对上述原因提出了相应的解决措施。     

甲烷干重整研究进展

甲烷干重整既可以天然气为原料,更适合以富含甲烷和二氧化碳的沼气为原料制富一氧化碳合成气或氢气,具有环境保护与资源利用的双重效益,受到国内外学者越来越多的关注。介绍了国内外学者近年来对甲烷干重整催化剂活性组分、载体、助剂、制备方法、操作参数、反应机理及积炭等方面开展的研究工作及新的等离子体干重整技术研究取得的进展。     

常减压蒸馏装置常顶空冷器腐蚀分析及防护

通过对某常减压蒸馏装置常顶空冷器腐蚀现场进行肉眼观察、查看堵漏和定点测厚情况,掌握了常顶空冷器的腐蚀现状。结合装置运行工况,对常顶空冷器腐蚀的原因进行了分析。最后提出防腐建议：降低热媒水进装置温度;改变空冷的进料形式,变一侧进料为对称的形式进料;加长空冷管束内插入钛管长度;加强工艺防腐措施的管理,更换常顶注缓蚀剂泵,改善注水水质,控制pH值稳定合格,减少pH值的大幅度波动;加强腐蚀监检测与检查考核。     

乙烯裂解炉炉管损伤分析与处理方法

根据炉管裂缝检修统计,炉管测温记录,渗碳对炉管的影响,简述炉管损伤原因,简述处理方法。     

污水汽提分凝液冷却器管束泄漏原因分析

介绍了大连石化分公司1.4 Mt/a重油催化裂化装置污水汽提单元一、二级分凝液冷却器的工艺流程及日常运行修理情况,在2012年停工消缺期间发现管束因结盐堵塞并出现大量泄漏现象,冷却器丧失冷却功能,严重影响污水汽提单元的正常运行。针对相关腐蚀情况分析了管束泄漏原因。分析得出:管内壁腐蚀为海水腐蚀,但造成管束泄漏的主要原因是氯化铵在换热管内壁形成垢下腐蚀,管束外壁则由于Cl-和H2S形成的孔蚀和点蚀综合作用导致换热管穿孔泄漏失效。针对上述原因提出了管束材质升级和加强腐蚀监测等解决措施,保证污水汽提单元的运行稳定。     

水下井口波致疲劳力学分析

根据水下钻井作业的实际工况,建立了水下井口及隔水管力学模型和有限元三维模型,并进一步对系统进行力学分析及有限元计算。应用ABAQUS的AQUA模块对波浪及洋流载荷进行模拟,结合平台响应振幅算子RAO（ResponseAmplitude Operator）获取波浪载荷与井口疲劳热点之间的传递函数,再利用波浪散布图并结合S-N曲线计算水下井口的波致疲劳寿命。算例分析表明,水下井口设备的疲劳寿命符合DNVGL相关规范的要求。     

HOLE OF THE JFTOT IN AVIATION FUEL STABILITY RESEARCH

The Jet Fuel Thermal Oxidation Tester (JFTOT), normally operated under standard conditions required by fuel specifications for qualification purposes, can also be used under a wider range of operating conditions to provide research data on thermal stability of aviation fuels. Examples of some typical research investigations are given in the paper, covering the effects of olefins, nitrogen, sulphur, cracked stocks and metallic copper on high temperature stability properties of various fuels. The work described was carried out in the UK research laboratories of BP, Esso and Shell oil companies, under partial funding of the Ministry of Defence.

When used in the research mode, several shortcomings of the JFTOT become evident, particularly in the areas of tube deposit assessment, tube surface metallurgy, and effectiveness in simulating aircraft fuel system operating conditions. Improvements are proposed to overcome these shortcomings - namely measuring tube deposit weight quantitatively by carbon burnoff; utilising stainless steel instead of aluminium heater tubes at high test temperatures; and developing a capillary tube heater section to generate turbulent fuel flow conditions.     

液体介质对固定床钴基催化剂费-托合成性能的影响

为解决固定床费-托合成中因传热限制而产生热点导致反应恶化的问题,将费-托合成产生的轻质油与原料气共同引入反应器,在中型装置上以工业RFT-2钴基固定床费-托合成催化剂为研究对象,考察轻质合成油空速、组成对费-托合成性能、催化剂床层温度分布、产品分布的影响。结果表明：轻质合成油的注入有利于降低CO2的选择性,降低液体产品的烯烃含量;随注油空速的增加,甲烷选择性升高,C5+选择性略有降低,催化剂床层温度分布显著改善,热点消失。将轻质合成油分成不同的馏分段注入反应器,随着注入馏分的变重,甲烷和C5+的选择性均降低,催化剂床层温度分布的均匀性提高。因此,轻质合成油的注入不仅可以改善催化剂床层温度分布、提高费-托合成性能,而且可以通过调整注入的轻质合成油组成来获得不同的产品组成。