焦炭塔的材料与结构

介绍了焦炭塔高温硫腐蚀的机理及其特殊性,分析了不同材料用于焦炭塔的优缺点,结合国内外焦炭塔的现状提出了设备主材、复合板复层及复层焊材的选材建议;重点介绍了低频疲劳破坏的两种现象,即塔体鼓凸变形和疲劳开裂;论述了不同的裙座顶部结构对焦炭塔低频疲劳破坏的影响,分析了裙座顶部圆弧过渡对接型式和整体锻焊结构的特点及结构设计的注...     

焦炭塔剩余寿命可靠度计算

分析了将传统双对数直线外推法用于持久强度估算高温设备剩余寿命的不可靠性 ,将数理统计的方法引入到材料持久强度数据分析中。对 2 0g材质的焦炭塔剩余寿命进行了计算 ,结果表明 ,利用持久强度统计特性计算焦炭塔剩余寿命及可靠度更科学合理。     

焦炭塔自动顶盖机联锁保护系统的改进

在延迟焦化装置焦炭塔水力除焦的自动控制中,高压水泵等设备的运行都设置了严格的联锁保护,然而对于打开焦炭塔顶盖的顶盖机却没有设计与焦炭塔温度参数相关的开盖联锁保护,操作人员一旦误操作,在高温下打开焦炭塔的顶盖势必引起火灾。介绍了顶盖机的结构、工作原理,同时根据生产工艺的要求提出了焦炭塔顶盖机与焦炭塔温度相关的开盖联锁保护方案,即在高于温度联锁值的情况下焦炭塔的顶盖打不开,从而有效地避免因为误操作在高温下打开焦炭塔的顶盖,确保了操作的安全。     

20g高温低周疲劳试验评定

通过对焦炭塔用材 2 0g钢进行高温低周疲劳试验评定焦炭塔的剩余寿命。试验用材选用已经运行了 2 7a的焦炭塔第 3和第 4筒节处的母材 2 0g和裙座处的焊缝材料。试验分为 2组 ,每组 4个标准试样。根据曼森 科芬公式对所得的试验数据按最小二乘法回归整理 ,分别得出母材和焊缝材料的关系式为ΔεtNf0 .6 0 19=1.10 2 5和ΔεtNf0 .1812 =0 .0 15 98。据此计算出焦炭塔的剩余寿命为7.3a。     

大型焦炭塔的腐蚀分析及防护措施

某炼油厂Φ9 800mm大型焦炭塔在投入运行后,锥段内壁出现点蚀坑,环焊缝出现裂纹。对腐蚀部位取样分析,结合生产工艺特点,认为产生点蚀坑的主要原因为:高温环境下焦炭塔母材的高温抗力下降,在交变载荷和冲击性载荷作用下,母材产生高低温冷热疲劳和蠕变开裂,裂纹交叉部位剥落形成蚀坑。锥段单侧进料、较短的生焦周期等因素则加速了蚀坑的产生。产生环焊缝裂纹的主要原因为18h生焦周期产生了较强的热机械疲劳。针对上述腐蚀原因,从工艺操作、材料升级等方面提出了升级锥段材质、延长生焦周期、延长大吹汽时间、提高焦炭塔预热终温、改变进料方式等防护措施。上述措施实施后,焦炭塔的腐蚀情况得到明显改善。     

焦炭塔安全性分析研究进度与展望

总结了延迟焦化装置焦炭塔常见的鼓胀变形、环焊缝开裂、裙座开裂、柔性槽开裂、珠光体球化及石墨化这5种主要失效形式及原因。结合焦炭塔设计时规模的大型化、材料选择的变化、制造时设备结构的改进以及操作时工艺的优化趋势,综述了设计、制造和工艺操作对焦炭塔安全性的影响,介绍了热机械疲劳、高温低周疲劳、安定性分析、持久强度方法和基于珠光体球化的疲劳寿命计算法这5种焦炭塔安全性分析方法,讨论了各种安全性分析方法的特点和不足,并对今后焦炭塔安全性分析工作研究的重点提出了展望。     

焦炭塔设计中几个问题的探讨

焦炭塔的工作温度较高,且高温、低温工况交替频繁,汽-液交界处腐蚀较严重,因此,焦炭塔出现的问题也较多。该文结合API(美国石油学会)对焦炭塔所做的第三次调查结果以及中国石化总公司组织有关专家对国内焦炭塔所做的调查结果,较详细地论述了焦炭塔塔体选材的发展趋势,并就焦炭塔的最大直径、裙座的结构形式、裙座上的膨胀缝开设与否和保温结构等问题阐述了看法。     

焦炭塔油气携带泡沫焦的分析及抑制措施

焦炭塔油气携带泡沫焦的原因与装置加工的原料性质和操作条件等有关。应用消泡剂可以降低泡沫层的厚度,提高焦炭塔的空高,降低油气携带泡沫焦至分馏塔的风险并提高焦炭塔的容积利用率,但其消泡效果与消泡剂的种类和质量以及使用方式,如注入部位、注入量、注入速度和注入时间等有直接关系。     

延迟焦化装置回炼含水污油的技术探讨

介绍了一种依托延迟焦化装置的吹汽放空系统,其利用焦炭塔放空油气的废热回炼含水污油。该技术在焦化装置焦炭塔大吹汽和给水冷焦时,将含水污油注入焦炭塔的吹汽放空管道,含水污油被来自焦炭塔的高温油气加热,再经吹汽放空系统分离出不凝气、轻污油、含硫污水和重污油,使含水污油得到回炼。该技术不影响焦化装置的正常运行及产品质量,不受污油性质的限制,不仅可处理炼油厂难以处理的含水污油,而且降低了焦化装置的冷却负荷和能耗,有利于炼厂的节能减排和提高炼厂的经济效益。     

延迟焦化无硅消泡剂的研制与工业应用

研制了一种用于延迟焦化焦炭塔的无硅消泡剂,该消泡剂由纯有机化合物组成.实验室评价表明,该无硅消泡剂具有良好的消泡和抑泡性能.2002年起该消泡剂在0.6 Mt/a延迟焦化装置上工业应用,在焦炭塔生焦14 h后由塔顶注入,注入时间平均为6 h,相对于进料量其注人量为75μg/g.结果表明:无硅消泡剂可使焦炭塔料位上涨率保持在40%以下,生焦时间延长4 h以上,同时焦炭塔进料量提高后,雾沫夹带并未同步增长.     

茂名分公司焦化装置腐蚀与防护概况

茂名公司焦化装置的塔器、加热炉、容器和管线都存在不同程度的腐蚀问题.通过对焦炭塔内表面喷铝、高温管线由碳钢改为铬钼钢、炉管渗铝和加强腐蚀监测(100点定点测厚)等综合治理,使投产30年的老装置得以平稳运行.     

炼油装置上的腐蚀在线监测结果分析

中国石化股份公司广州分公司自2002年5月29日开始对炼油装置的空冷器、换热器、管线等进行了全面的腐蚀在线监测。在7月18日至8月15日期间,因设备维修而停止注氨。对上述期间腐蚀监测结果进行分析后指出;广州分公司炼油装置现行的“一脱三注”工艺防腐蚀措施可将一次加工装置“三顶”低温部位的腐蚀速率控制在0.20mm/a以下;当停止注氨时,空冷进口总管、初馏塔顶空冷器进口管和冷凝器进口管处的腐蚀速率可提高数十倍,因此一年中装置停止注氨时间不能超过15天;当焦炭塔油气管线选用Cr5Mo耐热钢时,其腐蚀速率可控制在0.152mm/a左右。     

加工高含硫原油设备管道腐蚀及相应措施

安庆炼油厂从 2 0 0 1年起由于加工胜利原油的比例增加 ,致使加工原油的平均硫含量达到 0 .81% ,平均酸值达到 0 .84mgKOH/g ,设备管道腐蚀严重。其中低温部位主要表现为H2 S -HCl-H2 O腐蚀 ;二次加工装置 (如焦化 )主要表现为高温硫腐蚀。在加强“一脱三注”的情况下 ,选用钛材、0 9Cr2AlMoRe、Ni-P镀等耐蚀材料以及采取涂料 -电化学保护措施可使腐蚀得到控制     

焦炭塔材质老化与腰鼓变形的研究

研究了20g材质老化程度对各种力学性能的影响,认为20g材质老化是从本质上影响延迟焦化焦炭塔安全运行的主要因素,应依据材质老化程度来判断焦炭塔是否报废.材质老化是一个复杂的过程,20g材质老化实质是具有较高表面能的片状珠光体在高温下向具有较低表面能的球状珠光体转化.焦炭塔在运行过程中产生腰鼓变形是不可避免的,其成因是塑性变形的累积.腰鼓变形有如下过程(规律性):在热应力作用下,焊缝热影响区局部发生屈服,这种屈服区域的不断扩大和累积则形成焦炭塔的腰鼓变形.对腰鼓变形问题的研究主要集中于确定腰鼓变形量的临界值,并以腰鼓变形量是否超过临界值作为焦炭塔判废的标准之一.     

延迟焦化高温高硫油气管线失效分析

上海石化股份公司延迟焦化装置焦炭塔出口大油气钢管三通、支管以及加热炉进出口渣油Cr5Mo弯管冲蚀严重,对其原因进行分析,认为是由于湍流冲蚀和高温硫腐蚀两者交互与叠加作用造成的。建议应提高材料级别,大油气管线三通及支管宜选用Cr5Mo钢,而加热炉进出口渣油弯管应改用Cr9Mo材质。     

焦化装置长周期运行的影响因素及措施

结合中国石化上海石油化工股份有限公司延迟焦化装置的实际运行情况,从减少加热炉、焦炭塔大油气管线和分馏塔结焦方面,分析了制约延迟焦化装置长周期运行的主要因素,如原料性质、加热炉炉管平均表面热强度、加热炉出口温度、焦炭塔冷焦吹气量、焦炭塔操作负荷、急冷油和消泡剂注入方式、分馏塔操作等.在此基础上介绍了该装置为了延长运转周期所采取的一些措施,并提出了改进建议.如合理搭配原料;加热炉炉管多点注汽;焦炭塔老塔切换进料后,继续打急冷油20 min,并严格控制吹汽量;将急冷油注入点由焦炭塔顶顶端移到水平大油气管线以下,急冷油由垂直单点注入改为45°三点注入;由塔底循环泵出口引跨线至加热炉出口,以便将分馏塔底沉积焦炭排往焦炭塔;等等.     

炼油领域几种常用钢材的高温硫腐蚀性能研究

选择炼油工业中5种具有代表性的钢材,采用失重法研究它们在高含硫原油中的耐高温硫腐蚀性能,并对影响材料抗高温硫腐蚀性能的相关因素进行了讨论。试验结果表明,316L和0Cr18Ni9Ti具有较好的抗高温硫腐蚀性能,Cr5Mo,Cr9Mo和5Cr0.5Mo抗高温硫腐蚀性能差,Cr含量对提高材料的抗高温硫腐蚀性能有重要影响。     

焦炭塔过渡段的热应力分析

应用Ansys有限元软件,以中国石油化工股份有限公司茂名分公司提供的焦炭塔原始数据为条件,建立焦炭塔有限元模型并结合在线测试结果,分析焦炭塔各个操作阶段的变形情况和应力分布情况。结果表明：焦炭塔的简体与裙座连接部位是应力集中的区域。X方向、Y方向和Mises等效最大应力和应变发生在简体与裙座连接焊缝附近。根据分析结果提出了减少应力的措施。     

延迟焦化装置焦炭塔适宜设计气速探讨

结合延迟焦化装置实际,利用工程中的物料输送模型计算了延迟焦化装置焦炭塔设计的最大允许气速并分析了影响设计气速的因素。同时提出:模型中修正系数最终确定应根据不同的原料并有大量的实验数据作为支撑,如果知道进行焦化反应的焦炭塔中焦粉和中间相液滴的粒度分布,就可应用微分方法计算出焦炭塔气速和焦粉夹带量的关系。运用该模型分析和计算焦炭塔最大允许气速对焦炭塔的工艺设计具有一定的现实意义。