浅谈制氢装置转化炉用耐高温合金材料

论述制氢转化炉所用的耐高温合金钢材料性能，分析其在使用过程中所出现的各种失效损伤机理，提出改进措施，以确保和延长其使用寿命，实现装置安稳长满优运行。     

新型制氢转化炉的应用

沧州分公司制氢转化炉为国内首台新型结构的转化炉,阐述了该炉的结构特点及使用情况,对该炉运行中出现的问题进行了分析并提出了解决办法。通过对运行数据与设计数据的比较,说明该炉在技术上是成功的,能够满足生产的需要。     

制氢装置转化炉汽包上升管道的设计

介绍了某炼油厂40000 m 3/h制氢装置转化炉汽包的设备外形特点、平面布置与连接管道的规划要点。该装置转化炉汽包同时连接两台余热锅炉。从两台余热锅炉出口到汽包入口的上升管可以看做一个汽包上升管系。使用应力分析软件CAESARII对转化炉汽包管系设计方案进行了计算并优化。文章对设计中所遇到的问题进行了探讨,为今后类似装置的设计提供参考。     

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。     

制氢装置转化炉运行工艺参数的研究

对中国石油独山子石化分公司两套制氢装置在不同进料负荷下转化炉的实际运行工艺参数进行了分析研究,发现大制氢装置转化深度低的关键是其反应压力高以及碳空速高所致。装置运行结果表明,优化设计转化炉除考虑低水碳比和高转化炉入/出口温度外,还应选择高反应压力和低碳空速,这有利于降低原料消耗和综合能耗。通过正确调节转化炉运行工艺参数,大小制氢装置在高进料负荷下都可得到较低的综合能耗,而大制氢装置在较低进料负荷下可得到低于设计值的原料单耗和综合能耗。     

制氢转化炉炉管开裂机理分析

着重对制氢装置转化炉炉管开裂原因进行分析，并采取措施加以防范，从而确保装置安全、平稳运行。     

制氢装置转化炉余热回收系统存在问题及对策

中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司制氢装置余热回收系统运行异常,过热蒸汽温度由420℃下降至375℃、烟气排放温度升高到264℃,影响装置安全运行。检查、核算发现余热锅炉入口烟气量低于设计值、过热蒸汽管积垢,同时锅炉管束与炉墙衬里之间有间隙,空气预热器的入口温度分布不均,热管失效。为解决上述问题,将过热蒸汽段受热面积增加;在解吸气返回线上增设增强型过滤器;在烟气余热锅炉各段管束与炉墙的间隙处增加烟道挡板,并且更换前10排热管为耐高温热管。改造后,实现了装置长周期平稳运行,装置过热蒸汽温度由375℃提高到430℃、发汽量由91 t/h提高到95 t/h,有效保障了下游装置的用汽要求,改造后进、出空气预热器的烟气温度实现均匀分布,排烟温度降至125℃的正常水平。余热回收系统的运行更加优化,加热炉的热效率提高,取得较好的经济效益。     

谈制氢转化炉辐射室顶部衬里的改造

本文对制氢化炉辐射室顶部衬里历年来的多次改造进行了总结，特别对最近一次较为彻底的改造加以剖析。     

炼油厂制氢转化炉的设计

结合洛阳石油化工工程公司的设计经验从炉型、管路系统、炉管安放、管 材选用、燃烧器、炉衬及余热回收等方面介绍了炼油厂制氢转化炉的设计概况,通过生产实 践经验总结与分析对比,指出目前应可能采用顶烧炉型。     

制氢装置转化系统用能优化

介绍了中国石油克拉玛依石化公司制氢Ⅱ套装置转化系统节能降耗优化方案及实施情况。通过降低天然气用量、提高转化炉余热回收利用率,以及增加副产蒸汽等措施有效实现了制氢装置节能,优化改进后制氢装置能耗下降48 445.64 MJ/h,达到了良好的节能效果。工业运行结果表明：改进后方案能保证系统安全平稳运行,质量指标控制稳定,经济效益显著。     

制氢转化炉排烟温度高的原因分析与解决措施

对中国石化燕山分公司50 000 m3/h（标准状态）制氢装置转化炉排烟温度高的问题进行了分析,找出了问题产生的根源是"烟气走廊"的存在,并有针对性地提出了解决方案和改造措施。"烟气走廊"造成了空气预热器热管的链性损坏,影响到烟气余热锅炉的传热效率。通过采取增加烟气折流挡板等措施改造后,消除了转化炉排放烟气过热的现象,并取得了较好的经济效益,年创效益约858.01万元,成本回收周期为122天。     

制氢装置转化炉下集合管管壁严重超温问题的分析与解决

由于制氢转化炉下集合管严重超温，使得管壁局部产生塑性变形，出现鼓包，隔热环间陶纤毡，多段隔热纤毡，多段隔热环焊口不同程度的受损。其原因是隔热层结构和选材不合理，下集合和环境温度高，通风条件差。通过对总管，四通管，集合和两侧带锥段和环境进行改造，取得和满意的效果。     

制氢装置转化炉上集合管焊缝开裂分析及措施

某炼油厂20万m^3/h（标准工况）制氢装置转化炉347H材质的上集合管三通与支管连接焊接接头,在使用5个月内相继发生3次开裂。对焊缝裂纹进行失效分析后认为,内壁应力腐蚀开裂是导致泄漏的主要原因,提出了相应对策以及对集合管结构及制造的改进措施。     

二制氢转化炉下集合管衬里失效原因分析与改进

原二制氢转化炉下集合和衬里为陶纤隔热环结构，使用仅两年就失效超温，后改为整体浇注结构解决了此问题。本文就失效原因进行了探讨，并提出了改造措施，通过改造前后情况对比，说明改造是成功的。     

Z-A/Z-B型制氢转化催化剂在制氢装置的工业应用

介绍了国产Z-A/Z-B型制氢转化催化剂在某石化公司制氢装置的工业应用情况，应用结果表明：该催化剂能满足装置生产需要，产品质量合格，各项工艺参数运行平稳，转化炉出口甲烷质量分数低于6%。通过优化催化剂还原方案，节省了操作费用，缩短了开工时间。此外，国产催化剂的应用还可降低催化剂采购周期及费用。     

双原料制氢一段转化炉的模拟计算

采用炼厂干气和石脑油双原料制氢生成合成氢,一段转化炉工况与单一石脑油做原料相比发生了一系列变化。通过对一段炉工况进行模拟计算,得出炉膛各区域温度、热负荷的分布以及沿管长的管外壁温度,床层温度、压力、烷含量的分布,为系统的工况分析及优化提供可靠的、有理论依据的指导性数据。     

制氢转化炉运行问题分析和对策

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司40 dam3/h制氢装置自开工以来,转化炉陆续出现了低温板式换热器腐蚀窜漏;烟道堵塞导致排烟温度和炉膛负压居高不下;低负荷时氧体积分数在8％以上;转化炉热效率在85％以下;出口温度达不到设计值;管支吊系统配重脱落等问题.分析认为,燃料气管网系统硫含量超标;预热器预防露点腐蚀措施不完善;集气管的恒力弹簧支吊架没有调整平衡;滑轮配重系统固定和设计制造质量不合格等是主要原因.采取了在低温预热器入口增设翅片管式前置预热器;重新设计低温板式换热器;更换板厚为1.5 mm的铸铁板式换热器;更换转化炉管上下保温箱衬里等措施后,转化炉热效率提升至89％,运行状况有了很大改善.