新型頂燒式轉(zhuǎn)化爐的結(jié)構(gòu)特點.pdf

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1、石油和化工設(shè)備2011年第14卷新型頂燒式轉(zhuǎn)化爐的結(jié)構(gòu)特點李健，周金豪，張錦紅，馬利峰(上海卓然工程技術(shù)有限公司，上海200001)[摘要]本文介紹了揚子石4~Technip型C0轉(zhuǎn)化爐的結(jié)構(gòu)特點和HP-40Nb+M爐管管材的特性。通過對轉(zhuǎn)化爐余熱利用情況介紹，說明該轉(zhuǎn)化爐按煙氣余熱位能合理安排換熱管，具有較高的熱效率。試車數(shù)據(jù)表明：該爐滿足“三高一低”的設(shè)計要求，有利于cO的生成，代表著當今世界先進技術(shù)水平。[關(guān)鍵詞]轉(zhuǎn)化爐；輻射段；對流段；轉(zhuǎn)化管；Tee部件；結(jié)構(gòu)特點2010年7月，Technip公司設(shè)計的揚子石化1工藝流程簡介CO裝置試車成功，該裝置采用天然氣蒸汽

2、轉(zhuǎn)化揚子石化天然氣制CO工藝流程，如圖2所(SMR)工藝，年產(chǎn)一氧化碳25萬噸、氫氣23．68示：4．8Mpa的天然氣在24~C下進入裝置，與界區(qū)萬噸、羥基合成氣8萬噸，是中石化集團公司2009來的氫氣在一定流量比控制下進行混合，混合進年重點工程。揚子石化頂燒式CO轉(zhuǎn)化爐單體居亞料經(jīng)加熱，升溫至373℃。預熱后混合進料進入加洲首位，采用Technip先進的工藝流程，轉(zhuǎn)化爐工氫脫氯反應(yīng)器和脫硫反應(yīng)器進行反應(yīng)。使原料含藝參數(shù)具有“三高一低”的特點，即：高轉(zhuǎn)化入硫量與含氯量分別降至0．1ppm以下。預處理后的口溫度(610℃)、高轉(zhuǎn)化出口溫度(910℃)、原料氣與來自轉(zhuǎn)化爐的

3、對流段蒸汽過熱器產(chǎn)生的高碳空速及低水碳比(1．8mol／mo1)，有利于CO過熱工藝蒸汽在一定流量比控制下進行混合(水的生成，并可從界外補充CO：來提高CO的產(chǎn)率，碳比為1．8mol／mo1)，然后經(jīng)過預轉(zhuǎn)化原料預熱器代表當今世界先進技術(shù)水平。預熱后溫度升至514℃。熱的原料氣和蒸汽混合物揚子石化轉(zhuǎn)化爐經(jīng)過Technip公司的內(nèi)部模擬在預轉(zhuǎn)化反應(yīng)器里發(fā)生預轉(zhuǎn)化反應(yīng)。所有高碳烴模型驗證，并根據(jù)轉(zhuǎn)化爐操作者反饋的現(xiàn)場有價發(fā)生絕熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成含CH、CO、CO、H。值的數(shù)據(jù)調(diào)整過。為詳盡分析轉(zhuǎn)化爐燃燒流體動和水蒸氣的混合氣體。因轉(zhuǎn)化反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，力學和傳熱行為，模擬模型采

4、用先進的計算機流預轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中催化劑床溫度下降約55℃。隨后體動力學(CFD)模型評估在不同幾何學條件和預轉(zhuǎn)化氣與水蒸汽、二氧化碳混合，在轉(zhuǎn)化爐原操作條件下轉(zhuǎn)化爐的性能。典型的頂燒式蒸汽轉(zhuǎn)料預熱器里再加熱至610℃，然后進入進氣總管，化爐結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]：再經(jīng)8根進氣支管，從CO轉(zhuǎn)化爐的爐頂經(jīng)上豬尾管進入爐內(nèi)的8排共384根轉(zhuǎn)化管中。在轉(zhuǎn)化管中混合原料氣自上而下流過轉(zhuǎn)化管，在催化劑的作用下，甲烷與水蒸氣發(fā)生吸熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為CO、CO：、H：等的混合物。同一排的48根轉(zhuǎn)化管下端通過轉(zhuǎn)化爐管的尾管直接連接到一根熱壁集氣管，轉(zhuǎn)化工藝氣匯集到熱壁集氣管并引至冷壁集氣管。

5、出口溫度為910*C，壓力為3．20Mpa的轉(zhuǎn)化爐工藝氣，再通過工藝氣廢熱鍋爐，aMDEA脫碳單元，深冷分離單元及壓縮單元可獲得不同壓力等級的高純度工藝氣體?！瘛?●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●?●●●●●●●●●●_●●_●_●●_●_●●_●●●●●?●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●‘‘’‘‘‘。?！髡吆喗椋豪罱?1983一)，男，上海人，碩士研究生，畢業(yè)圖1Technip型轉(zhuǎn)化爐輻射段于華東理工大學化學工程專業(yè)，現(xiàn)從事工業(yè)爐設(shè)備制造及項目管理等工作。第9期李健等新型頂燒式轉(zhuǎn)化爐的結(jié)構(gòu)特點一9一I必然氣和l(寐

6、翻轉(zhuǎn)化爐過對熱潞段汽濺越熱囂lH脯躲【蓑囂誓圖2天然氣制c0工藝流程圖揚子石化CO轉(zhuǎn)化爐主要設(shè)計參數(shù)如下：表1揚子石化c0轉(zhuǎn)化爐主要性能參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)數(shù)值參數(shù)名稱參數(shù)數(shù)值輻射段壓降0．28Mpa外壁最大受熱溫度944℃輻射段熱負荷i07523kW爐管設(shè)計溫度985℃總熱負荷199888kW爐管設(shè)計壓力3．5Mpa輻射段熱效率53．8％爐管管材HP-40Nb+M平均熱強度74．27kW／m2催化劑總裝載高度12750Ⅱ曲爐管數(shù)目384總裝載體積38．45m爐管排數(shù)8燒嘴數(shù)目126管間距290mm燃料類型天然氣受熱長度12000mm過?？諝饬?0％爐管內(nèi)徑10Omm燃燒空

7、氣溫度160℃爐管壁厚17．0mil轉(zhuǎn)化爐熱效率98．89％2轉(zhuǎn)化爐輻射段圖3燃燒器排布示意圖2．1輻射室的結(jié)構(gòu)及特點2．2轉(zhuǎn)化爐爐管揚子石化C0轉(zhuǎn)化爐輻射室為方形爐膛，為輻射傳熱的主要場所。輻射室爐墻外層為揚子石化CO轉(zhuǎn)化爐共有384根轉(zhuǎn)化管，爐管內(nèi)部裝有兩種型號的催化劑，其中上層為1OmmQ245R碳鋼板，向內(nèi)依次為75mm隔熱板KATALCO23—4Q，下層為KATALCO25—4Q。爐管(InsulatingBlock800)、50ram隔熱板(Insulating設(shè)計壓力3．5Mpa，爐管設(shè)計溫度985℃(最高操Block110