合成气装置废热锅炉炉管泄漏原因分析

炼油与化工REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第22卷合成气装置废热锅炉炉管泄漏原因分析刘殿中,耿会(大庆石化公司化工二厂,黑龙江大庆163714)摘要:2011年2月2日,某石化企业合成气装置废热锅炉炉管发生泄漏事故,导致停产10d造成较大的经济损失。文中分析了该废热锅炉炉管发生泄漏的原因,并提出了应对相应的改进措施,对国内同类装置具有一定的借鉴价值关键词:废热锅炉;炉管;泄漏中图分类号:TQ054文献标识码:B文章编号:1671-4962(2011)05005802合成气装置以重油、氧气、蒸汽为原料,在气2原因分析化炉内1350℃的高温条件下发生部分氧化反应,废热锅炉炉管发生泄漏后,组织有关人员对生成以一氧化碳和氢气为主的粗合成气。粗合成气化炉炉膛温度、废热锅炉炉水强制循环量、锅炉气从气化炉出来经废热锅炉的3组炉管回收热量水质、炉砖检测报告等参数进行分析,查找可能导后进入碳洗塔,用水洗涤并除掉合成气中的游离致炉管泄漏原因,初步排除了工艺操作、水质、炉碳黑,同时废热锅炉壳程副产48MPa饱和蒸汽。砖材质、废热锅炉炉管材质等因素的影响"。1炉管的泄漏2.1现场情况2011年2月2日,合成气装置碳洗塔1251底部设备打开后,发现合成气炉渣截罐、联通管出口温度及顶部出口合成气温度同时升高了废锅灰罐堵塞严重堵塞物量大,质地疏松,呈灰℃。同时发现废热锅炉蒸汽产量由825th降低褐色泥土状与以往检修时出现的青黑色、质地较至7.6th,对废热锅炉及1251塔进一步综合分析,硬、并有金属析出物的灰渣明显不同。见图2。判断废热锅炉盘管发生了泄漏,炉管外部压力较高的热水进入合成气炉管内部。2月8日废锅炉管泄漏进一步扩大。为了确保装置安全,决定于2月9日停工处理,处理后于2月20日合成气装置投料开工。合成气装置自1986年投产以来,废热锅炉(连同炉管)只在2008年更新1次,第1台废热锅炉使用了22a,第2台截至泄漏时只用了25a。1"炉管泄漏情况见图1。图2联通管的破坏情况首先对灰渣进行了取样分析,发现灰渣主要含有Al:55%-56%(以AlO3计,以下均以氧化物计),Si:22%,Ni:11%,并含少量稀土元素,由此怀疑这些杂质可能是由原料重油带入。2.2Al、Si的来源分析进一步对合成气界区重油进行取样分析,结果重油中原中国煤化工42gg为了分THCNMHG厂常减压图11·炉管泄漏情况套常减压二、236罐、化⊥一)原科一车间重油2011年第5期刘殿中,等合成气装置废热锅炉炉管泄漏原因分析进行取样分析,结果是:常减压一套,Al:未检出,Si由金相组织粗化及氧化现象可以初步判断炉管的:0.255gg;常减压二套,A:0.268gg,S:2599泄漏与管壁处过热造成的晶粒粗化和氧化腐蚀有μgg;236罐,A:10.17μg,Si:12.17μgg;化工一关。厂原料一车间,A:24.54μgg,Si:28.53μgg(5)能谱分析结果表明炉管内表面腐蚀区的根据分析数据认为原料重油中A、Si含量的成分非常复杂,主要含有C、O、FeNi、Si、A、Mo、大量增加说明炼油厂二套装置减压渣油在输送到As、$b等成分,其中O、Fe含量最高。炉管外表面合成气装置界区的过程中受到污染,由于重油中腐蚀区成分简单,主要含有O、fe、Ni等Al、Si等杂质较多且颗粒粒度极小,在合成气炉中综合对炉管的材料性能分析,合成气装置泄1350℃高温下处于熔融状态,密度较低并附着在漏的原因可以概括为由于炉管直管段结垢严重,炉膛联通管、废锅灰罐及管线的内壁上,不断积造成合成气在直管段没有冷却到设计的预期温累,形成堵塞物,最后导致合成气炉入炉蒸汽与度热量释放点后移造成后部没有耐高温衬里的1251塔出口合成气之间的压差升高的现象;同时合成气管段局部温度过高,导致炉管材质发生氧在入炉炉管处形成结垢,导致该处合成气的热量化及金相组织劣化机械性能下降在壳程炉水的并没有在锅炉炉水强制循环下及时撤出,达到降压力作用下发生穿孔泄漏低温度的目的,造成合成气热量释放点后移,并在3结束语只有自然对流的直管段后第1圈盘管形成局部过(1)每月分析原料重油中Al、Si、Fe、N等杂质热,导致穿孔泄漏2。含量,建立原料重油质量台帐,保证重油质量。23炉管材质分析(2)建议使用不含(或少含)Al、Si等杂质的重在对原料重油进行分析的同时,将废热锅炉油作为合成气炉的原料。炉管泄漏段切开后,委托东北石油大学进行了材(3)该次检修时发现合成气炉炉壁因A、Si等质、机械性能等进行了分析。分析包括5项内容。结垢物挂壁,增厚达到6cm,在运行过程中这些渣(1)对直管段(非过热部位)进行了抗拉强度、截物必将落入联通管、炉管中,造成堵塞。因此建屈服强度、延伸率、布氏硬度等项指标进行了测议在今后的检修工作中,检查废热锅炉整体情况。试,结果表明炉管材料的力学性能正常。(4)密切监视合成气炉、废热锅炉等重点部位(2)对炉管材质化学成分分析表明,炉管材质的运行状况,做到及时发现问题,及时解决。符合要求。参考文献:(3)对泄漏区形貌观察可知泄漏区管体明显(1王运炎机械[程材料M]北京:机械工业出版社向管内凹陷,成不规则漏斗状,且变形周围壁厚没1992:66-67有减薄,表明是先失稳再泄漏,失稳处是材料性能2]高进孙金厂金属材料应力腐蚀失效分析山东轻工业学劣化,机械强度下降,在管外压力下所致。院学报,2001,15(1):12-14.(4)金相分析表明泄漏区从管外壁向内金属收稿日期:2011-08-01晶粒逐渐增大,最内层已经被氧化,说明此处过作者简介:刘殿中,男,工程师,92年毕业于兰州石油学校,现从热,机械性能下降2。直管段金相分析未见异常。事丁辛醇生产工艺管理工作。石化信息中国石化加紧开发合成油成套技术据《中国化工报》2011年8月25日报道费托合成产物加氢提质生产润滑油和蜡项目于2011年8月8日通过中国石化集团公司组织的技术评议,会议明确了费托合成蜡加氢提质及生物航煤中试方案。根据项目计划,中试技术工业应用装置将于2012年1季度在河南油田精蜡厂建成投产。利用费托合成油提质生产基础油技术甲前在园内尚空白,加氢提质技术是合成油成套技术中的重要部分。预计装置改造将于2011年底完成,2012年中国煤化工过程中,石科院针对固定床和浆态床费托合成蜡结构组成特点和产品需求,开发出2项费托CNMH(础油和特种蜡工艺技术;通过优选催化剂和合适加氢处理段反应深度,实现了油蜡井举。