浅谈焦炭塔的保温(精品)[详细]
焦炭塔培训资料
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• 焦炭塔简介 • 焦炭塔的操作流程 • 焦炭塔的维护与保养 • 焦炭塔的清洗与再生 • 焦炭塔的工艺计算与优化 • 焦炭塔的工业应用与案例分析
01
焦炭塔简介
Chapter
焦炭塔的定义
焦炭塔是一种用于焦化过程的设备，其主要功能是生产焦炭 。
焦炭塔通常由一个大型的金属塔构成，塔内设有加热和冷却 装置，以控制焦炭的生产过程。
安全注意事项
操作人员应经过专业培训，熟悉 焦炭塔的结构、操作规程和应急
处理流程。
在操作过程中，应穿戴相应的防 护装备，如防护眼镜、手套等，
并保持工作环境整洁卫生。
严禁在焦炭塔附近进行明火作业 ，以防引发火灾和爆炸事故。
04
焦炭塔的清洗与再生
Chapter
清洗方式的选择
机械清洗
使用长杆式刷子或类似工具，适用于较易清洗的 沉积物。
焦炭塔的卸料方式
人工卸料
使用人力将焦炭从塔内取出， 适用于小规模生产，但劳动强
度较大。
机械卸料
使用机械设备将焦炭从塔内取出， 具有卸料速度快、效率高等优点， 但需要配置机械设备。
自动卸料
使用自动化设备自动完成卸料，具 有高效、准确、安全等优点，但需 要配置自动化设备。
03
焦炭塔的维护与保养
Chapter
焦炭塔的作用
提供足够的热量以使原料油裂解并生成焦炭。 将生成的焦炭从塔内排出，并对其进行冷却。 焦炭塔是焦化工艺中不可或缺的设备之一，对于生产高 品质的焦炭具有重要作用。
焦炭塔的结构
01
塔体
焦炭塔的主要部分， 通常由金属材料制成 。
02
加热装置
包括火道和烟道，用 于向塔内提供热量。
焦碳塔热处理方案
济南焦碳塔热处理方案济南焦碳塔热处理方案，有两种选择，一是整体电加热热处理，这种方法需要电功率较大，估计济南炼油厂不能提供，若分段整体热处理，由于焦碳塔直径大，长度短，封口和防变形难度很大，当然这种方法热处理质量好。
另一种方法是对焊缝局部热处理，操作比较灵活，施工难度小，质量次于整体热处理。
我建议采用焊缝局部热处理。
整体热处理方案一、热处理工艺热处理工艺参数：升温速度：小于１００℃／ｈ恒温温度：650℃－700℃恒温时间：６０分钟降温速度：小于1００℃／ｈ二、分段方法从焦碳塔中间位置设置挡板，将焦碳塔分成两段，对每一段分别进行热处理，两段重叠长度不得小于１.５米。
三、功率计算按照６５０℃，升温速度５０℃／ｈ，保温采用玻璃棉，厚度为１００ｍｍ计算，每段所需要电功率为６００千瓦。
四、加热器及热电偶分布采用51片加热器，每片功率１２千瓦，１8只热电偶，如图分布注： 表示热电偶， 表示加热器。
图一 整体热处理加热器、热电偶布置图五、防变形措施由于焦碳塔直径大、壁薄，加热到650℃保温厚度为内外各５０ｍｍ，保温面积比加热面积大５００ｍｍ即可。
保温棉的固定采用１０号铁线，要求保温棉贴紧加热器。
以上很容易产生塑性变形，必须采取防变形措施，热处理时采用六个马鞍式支座，并且在直径方向用［１０槽钢进行十字加固，如图二。
图二加固示意图六、保温采用玻璃棉进行保温，保温厚度为外保温１００ｍｍ，保温棉的固定采用披挂式扁铁（2０ｘ３），用１２号铁线进行捆绑，要求保温棉贴紧塔壁。
各开孔、接管必须进行保温。
七、温度控制热电偶采用Ｋ型凯装热电偶，固定采用开口螺母进行固定，对加热器、热电偶必须进行编号，使其对应，以便进行温度控制。
热电偶通过补偿导线与热处理机连接。
热处理机采用ＤＪＫ-３６０型，用热处理机为加热器送电，升温时，若发现各测温点温度不均匀，可以通过控制测温点处加热器功率进行调节。
要求各测温点温度升温时不得大于１００℃，恒温时不得大于５０℃。
浅谈焦炭塔现场焊接质量控制
浅谈焦炭塔现场焊接质量控制【摘要】文章介绍了焦炭塔现场焊接质量控制的要点，现场质量保证体系的建立，为保证焊接质量，重点对焊接坡口进行优化，制定了合理的焊接参数，采取了分段退步的焊接方法和顺序，严格焊接预热和后热的控制，有效保证了焦炭塔制作质量。
【关键词】焦炭塔；焊接工艺；质量控制1 前言焦炭塔的直径由过去的5.4m，发展设计到现在的8.4m以上。
目前最大的焦炭塔直径达到12.2m。
对于这样的大型设备由于运输条件的限制，多不能完全在制造厂内制造，只能在厂内进行一定程度的预制，然后分别拉运到现场进行组焊。
这样，施工现场的焊接质量更突显出其重要性，成为质量控制的重点和难点。
2 焊接质量控制2.1 建立现场质量保证体系压力容器现场组焊施工前，应建立满足工程项目施工要求的现场质量保证体系，任命质保工程师、检验责任师、焊接责任师等相关责任人员。
质保体系组织机构中的各责任人员必须满足体系要求的条件，尤其焊接责任人员，应有焊接专业技术人员担任，并具有一定的焊接施工管理经验。
2.2 焊接人员资质焊接作业人员必须持有特种设备作业资格证，持证项目和有效期满足施工所需。
结合焦炭塔产品，焊接人员合格项至少应满足15CrMoR材料横焊、立焊位置资格为SMAW-Ⅱ-2G（K）-12-F3J；立焊位置资格为3G位置。
对于复合钢板横焊、平焊位置堆焊焊工资格为SMAW（N12）-Ⅱ-2G-6-F4J；立焊、平焊位置堆焊焊工资格为SMAW（N12）-Ⅱ-3G-6-F4J。
2.3 焊接工艺焊接工艺应满足设计文件和相关标准的要求。
当改变焊接方法时，应重新进行焊接工艺评定。
现场施工前应由焊接技术责任人依据审核批准的焊接工艺评定报告（PQR）编制焊接工艺指导书（WPS），并向参加该项工程焊接的焊工和有关人员进行详细的书面技术交底。
焊接过程，根据公司质量体系程序文件，编制及及时记录各种焊接记录表格。
（1）焊接坡口型式焊接坡口的形状不同，形成焊缝根部应力和拘束度也不同，对焊接接头的抗开裂性有着不同的影响，其中X型坡口焊缝根部的局部应力最小。
焦炭塔披挂式保温局部超温原因分析及对策
２ ． ２ 裙座 与锥 体连 接处保 温
外背 带外 簧
当采 用堆 焊结 构 时 ， 裙 座 与 锥体 连 接 处 由于
焊 接应 力较 大 ， 加 上温差 力 的影 响 ， 当达 到一 定 的
！ ：
图 ２ 内 外 背 带 示 意
操 作周 期后 ， 该处 极易 产生 裂纹 。为 了便于 检查 ，
该 处 的保 温 结 构 应 是 可 拆 式 的 。美 国石 油 学 会 （ Ａ Ｐ Ｉ ） １ ９ ９ ６年 至 １ ９ ９ ８年 曾 对 １ ４ ５台 焦 炭 塔作 调 查， 收集 到调 查报 告 的 ４ ０ ％ 主 张裙Байду номын сангаас座处 的保 温 应
少炼 油 厂都 很 重 视 焦 炭塔 的保 温 。 同 时 ， 对 降低
为 ８ ４ ０ ０ ｍｍ ｘ ３ ４ １ ０ ０ ｍｍ。建成 初期 ， 结合 焦 塔保 温 的特点 ， 外 保 温 采 用 淄博 北 岳 设 备 防 护 程公 司 的披 挂 式 保 温 技 术 Ｊ 。 中石 化 九 江 分 司焦 炭塔 披 挂 式 保 温 结 构示 意 图见 图 １ ， 内外
焦炭 塔 披 挂 式 保 温 局 部 超 温 原 因分 析 及 对 策
王 永誉
（ 中 国石 油 化 工 股 份有 限公 司 九 江 分 公 司 ， 江西 九江 ３ ３ ２ ０ ０ ４ ）
摘要 ： 介 绍 了 焦炭 塔 保 温 的 特 点 和 意 义 及 中 石 化 九 江 分 公 司 焦 炭 塔 保 温 采 用 的 一 种 特 殊 保
焦炭塔保温对焦化装置的操作和焦炭塔寿命
的影 响 至关 重要 。根 据 资 料介 绍 ， 焦 炭塔 内介 质
延迟焦化装置焦炭塔保温方案设计
塔体保温层总厚度 160 mm。最内层采用硅酸 铝纤维毡； 2 层和 3 层采用憎水型复合硅酸盐板材； 固定层在保温层外面， 用不锈钢龟甲网将将保温 材料加以固定， 并为涂料层提供挂件； 涂料层在固 定层外侧涂抹复合硅酸盐涂料， 使得整个焦碳塔 保温形成一体， 使外层壁温在 40 ℃以下。防水层， 为了防止雨水、 除焦水或油污水侵蚀保温层， 在涂 料层外侧设三油二布。 3.3 外保温支持结构 由轴向、 横向碳钢带组成。轴向碳钢带下端 处设拉簧连接， 解决了焦炭塔轴向热胀冷缩问题。 3.4 外保护层 采用铝合金瓦楞板， 固定在外保温支持结构 的碳钢带上。 4 保温技术分析 （1） “背带式” 保温技术保温效果好， 塔体外表
理， 壳体不允许随意焊接各种附件， 焦炭塔是热疲 劳的压力容器任何附件的焊接都将形成壳体的很 大的局部峰值应力［2］。所以壳体上不允许进行任 何的焊接或者其它容易差生局部过高应力的作 业。 （3）由于焦炭塔使用一定周期后会出现裂纹 等缺陷， 须定期进行检查， 所以相应的保温部位应 该是可以方便拆卸的， 便于实施检查3］。 焦炭塔工作的特殊性决定了保温材料的高质 量要求、 施工的特殊化。因此， 使用有新材料、 新 结构方式组成的焦炭塔保温设计对未来的焦炭塔 保温改造显得尤为重要。 “背带式” 保温是现在使 用最广、 技术成熟度最高的新型焦炭塔保温方式， 通过同行业企业的实际使用， 保温效果得到了验 证。 2 焦炭塔 “背带式” 保温结构 焦炭塔 “背带式” 保温结构为相邻的内保温支 持使用卡簧、 半软质保温材料、 伸缩性网架， 外保
文章编号： 1671-4962 （2017） 06-0048-03
Scheme design for coke drum insulation of delayed coking unit
焦炭塔
二、工艺流程
延迟焦化装置的生产工艺分为焦化和除焦两 部分，焦化为连续操作，除焦为间隙操作。由于 工业装置一般设有两个或四个焦炭塔，所以整个 生产过程仍为连续操作。
延迟焦化装置的工艺流程有不同的类型，就 生产规模而言，有一炉两塔（焦炭塔）流程、两 炉四塔流程等。
一炉两塔
两炉四塔
➢1.原油预热阶段：焦化原料(减压渣油)先进入原料缓冲罐， 再用泵送入加热炉对流段升温至340~350 ℃ 左右。 ➢2.经预热后的原油进入分馏塔底，与焦炭塔产出的油气在分 馏塔内（塔底温度不超过400℃）换热。 ➢3.作用：一方面把原料中的轻质油蒸出来，同时又加热了原 料（至390~395 ℃ 左右）。
除焦原理：
由高压水泵输送的高压水， 经过水龙带、钻杆到水力切焦 器的喷嘴，从水力切焦器喷嘴 喷出的高压水形成高压射流， 借高压射流的强大冲击力将石 油焦切割下来，使之与水一起 由塔底流出。
钻杆不断地升降和转动， 直到把焦炭塔内石油焦全部除 净为止。
• 水力除焦装置有两种形式：有井架除焦装置和无 井架除焦装置。
焦炭塔保温结构的改进
➢ 1、采用“背带”式结构，将保温支持圈和保温钉固定在 “背带”上而不直接焊接在塔壁上，以解决垂直方向的热 膨胀差，并避免在塔体上产生应力集中。“背带”底部用 拉力弹簧固定在裙座上，以利于现场施工，避免硬连接时 崩断“背带”。
➢ 2、外保护层采用波纹板，既增加了外保护层的刚度，又 解决了塔体环向的热膨胀差，底部也应用拉力弹簧固定在 裙座上。
裂为纵向裂纹一直延伸至母材长20到200mm。有的为接 管外壁加强板角焊缝开裂，环向裂纹长度接近一周。
➢ 石油焦的用途不同，对石油焦产品质量的要求也不同。一 级焦用做冶炼钢和铝的工业电极焦，它的质量要求最为严 格；二级焦用做一般电极和绝缘材料，一些主要指标同于 一级焦标准，但是不如一级焦那么严格；三级焦作为冶金 工业的燃料，它的质量要求不高，在一般的延迟焦化工艺 条件下都能生产；等外焦则多用于煅烧和民用燃料，无过 高质量要求，只控制挥发分不大于16％(挥发分与原料的 含盐量有关)。
1和2新建焦炉冬季保温方案
1#和2#焦炉冬季保温方案1#焦炉初期固体燃料保温方案一、工程概况二期工程1#焦炉铁件安装正在进行,预计12月10日才能安装完成,马上进入冬季,目前烘炉煤气管道还不能按时安装,用煤气对1#炉保温的方案不能实施,为了保证从11月15日至12月10日,25天内1#焦炉在冬季不冻,特编写此方案.二、方案概述2.1对大棚密封,需用彩条布将大棚底部及端台和间台围住挡风,保证严密,保持炉体温度,不易散热.2.2利用燃烧焦炭产生热量,对1#焦炉进行保温.2.5对焦炉密封保温,为提升保温效果,对大棚密封,对其外表覆以隔热毡2.6小炉灶用废旧的油桶内衬火泥,将小炉灶周围清理干净,尤其是易燃物品.2.7将地下室的清扫孔每排按机、中、焦各翻开2个,每个燃烧室按机、中、焦各翻开2个看火孔,用于气体流动.2.8由于焦炉铁件未安装好,二层平台未设置等,需在间台和端台设置平安可靠的临时上下通道,便于焦炭、原煤和煤灰的运输.2.9将一期生产焦炭、原煤块、木柴运至1#焦炉指定位置,需原煤2吨,焦炭10吨,木柴可搜集工地上的废旧木板.2.10首先点燃木柴和原煤块,然后投放焦炭引燃.2.11派专人轮班24小时查看油桶的燃烧情况,保证焦炭燃烧正常,定时清理煤灰,同时注意预防煤气中毒.2.12在焦炉四角各放置1个温度计,机焦侧各放置5个温度计,看火工每小时查看一次温度,根据温度变化情况,适时调火,保证焦炉周围温度不低于10Cc2.13砌炉和铁件安装人员及监工应注意燃烧的油桶,预防烫伤,并做好预防煤气中毒举措.2.14熄灭油桶时,首先用水将火熄灭,然后等待油桶降温后,将其移走.、操作人员〔1座焦炉〕四、保温用材料〔1座焦炉〕五、工具〔1座焦炉〕六、初期保温平安防护举措1、上岗之前必须穿戴好劳动保护用品.进入焦炉区必须戴好平安帽,平安帽带必须系到下颌,劳保服装穿整洁,不得挽袖.2、要注意通风排气,进入作业区域时必须携带好CO报警仪,预防CO中毒,必须是两人协同,一前一后,相距5m左右.如发现有人有头晕、恶心、呕吐等中毒现象.病情较轻者要马上将中毒者抬至空气新鲜地带,病情严重者,立即送急救中央.3、预防烧伤、烫伤,在醒目位置悬挂“高温区域、小心烫伤〞警示牌.4、特别注意焦炉区域消防事宜,预防火灾发生.5、在焦炉地下室四角放置灭火器,上岗人员必须会使用灭火器.6、运煤、运灰人员预防与二十二冶施工人员垂直交叉作业.7、在1#焦炉区域行走时,预防高空坠物砸伤.8、注意1#焦炉区域内施工用的所有电气设备,预防触电.9、对上岗人员进行平安教育.1#和2#炉煤气保温方案一、工程进度：已具备烘炉条件二、煤气保温方案简述1、首先对大棚进行密封,需用彩条布将大棚底部及端台和间台围住挡风,确保严密,保持炉体温度,不易散热.2、在大棚内及地下室增加临时照明,方便夜间巡查.3、保温前需对焦炉炉体冷态数据测量,包括三线、大弹簧、小弹簧等数据,保存好记录.4、将烘炉管道、火床安装完毕,根据烘炉方案点火,机焦侧各点一半碳化室,温度保持在40 c左右,煤气用量150-200m3/h 〔一座炉〕.5、根据烘炉限制温度的火道数量,进行测温控温.6、制作测温套管〔长3.5米〕,底部开孔,将温度计塞入管内,并用赛石棉纯,严禁温度计接触管壁.每座炉178根.7、安排人员24小时轮班看火、测温、调火,根据温度计的温度,适时调节煤气压力.8、根据炉温的升高,安排测量炉体三线、大弹簧、小弹簧等数据,并留好记录.三、操作人员配置五、平安举措1〕上岗之前必须穿戴好劳动保护用品.进入焦炉区必须戴好平安帽,平安帽带必须系到下颌,劳保服装穿整洁,不得挽袖.2〕在焦炉平台作业时,预防炉顶垂直交叉作业,应事先沟通,预防坠物砸伤, 或电焊火星烧伤. 3〕进入厂区严禁烟火.4〕烘炉管道及其配件,应按设计试验条件检查,以保证其严密性.5〕预防煤气爆炸、烧伤、中毒等事故,处理煤气泄露必须佩带好空气呼吸器.6〕烘炉点火要遵循先送火后送煤气的原那么.7〕发现火焰燃烧不正常〔火苗小或熄灭〕时,要及时检查原因,必要时可停止加热后进行处理,并报值班负责人备案.8〕煤气管道必须保证正压操作,总管压力不得低于500Pa,如发现总管压力低于500pa,应及时关闭主管道阀门.9〕在煤气管道进行动火〔如焊接等〕作业或更换孔板、管件时,应有技术、安全人员在场,采取平安举措.10〕发现有人有头晕、恶心、呕吐等煤气中毒现象,要马上将中毒人员抬至空气新鲜、流通而温暖的地方,如遇昏迷不醒者,可以手指尖用力掐人中,并及时送医护部门.11〕高空作业时必须系好平安带.高空作业使用工具、配件等应系在平安位置, 预防掉下伤人. 12〕灭火设备齐全,操作人员必须掌握其使用方法.13〕严禁铁器等杂物掉入焦炉内.14〕预防测线架钢丝拉断伤人.。
焦碳塔
太快。
9
2
C 4 和更轻组份
汽油
分
焦
柴油
馏
炭
塔
塔
蜡油ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
重蜡油
原料油
加热炉
图 1 延迟焦化流程
焦 炭 塔 的 工 艺 设 计 主 要 包 括 焦 炭 塔 直 径 的 确 定 、塔 高 的 确 定 、和 相 关 系 统 的 设
计。
焦炭塔的直径和高度
焦 炭 塔 的 直 径 和 高 度 主 要 取 决 于 装 置 的 处 理 量 、原 料 性 质 、操 作 温 度 、操 作 压
9
1
或燃料油。
表1
除焦及其它辅助操作
序 号
操作时间(小时)
24
18
操作条件
介质来源及 去向
操作主要目的
1 切换四通阀 0.5
现场切换，电动或 气动操作
渣油由 A 塔改 去B塔
0.5 2 少量吹蒸汽 1.0
蒸汽：2～5t/h
蒸汽来自管网 油气去分馏塔
汽提焦炭塔内 轻质油，油气 及泡沫层
3 大量吹蒸汽 2.5
随 着 原 料 的 不 断 进 入 ，产 生 的 焦 炭 量 不 断 增 加 ，焦 炭 层 高 度 增 加 ，泡 沫 层 也 随 之连续升高。塔内反应示意见图 2。
图 2 焦炭塔内生焦示意图 由 于 泡 沫 层 为 反 应 区 ，一 般 不 希 望 正 在 反 应 的 泡 沫 被 油 气 夹 带 到 焦 炭 塔 顶 口 的 大油气管线和分馏塔，导致管线结焦和分馏塔内结焦而影响产品质量。焦炭塔内油 气的允许气速可用下式计算：
焦 炭 塔 一 般 是 两 台 一 组 ， 每 套 延 迟 焦 化 装 置 中 有 的 是 一 组 （ 两 台 ）， 有 的 是 两 组（ 四 台 ）焦 炭 塔 。在 每 组 塔 中 ，一 台 塔 在 反 应 生 焦 时 ，另 一 台 塔 则 处 于 除 焦 阶 段 。 即当一台塔内焦炭积聚到一定高度时进行切换，切换后先通入少量蒸汽把轻质烃类 汽提去分馏塔，再大量通入蒸汽，汽提重质烃类去放空冷却塔，回收重油和水。待 含在焦炭内的大量油被吹出后再通入冷却水使焦炭冷却到 80℃左右，然后除焦。除 焦完成后再把另一个塔的油气预热到 400℃左右，然后切换进料。每台塔的切换使 用周期一般为 48 小时，其中生焦 24 小时，除焦及其它辅助操作 24 小时（见表 7 －1）。除焦采用高压水，高压水压力达 14.8～35MPa。压力值取决于塔径的大小。 随着技术的进步，目前每台塔的切换周期已缩短，一般 30～36 小时，除下的焦炭 落入焦池，同时用桥式起重抓斗经皮带输送到别处存放或装车外运。装置所产的气 体 和 汽 油 ，分 别 用 气 体 压 缩 机 和 泵 送 入 稳 定 吸 收 系 统 进 行 分 离 ，得 到 干 气 及 液 化 气 ， 并使汽油的蒸汽压合格。柴油需要加氢精制，蜡油可作为催化裂化及加氢裂化原料
13 浅谈焦炭塔的保温
浅谈焦炭塔的保温中石化工程建设公司顾一天SEI第二届延迟焦化年会论文（6）浅谈焦炭塔的保温顾一天（中国石化工程建设公司100101）1. 焦炭塔保温的特殊性（1）焦炭塔是一种低周循环的热疲劳容器，操作温度高达450～500℃，且周期性变化，即48小时之内，从常温至500℃左右，再降至常温。
操作温度的周期性变化，引起壳体热胀冷缩的周期性变化。
以φ8800焦炭塔为例，壳体的轴向膨胀量为195毫米，直径膨胀量为60毫米，塔体周向膨胀量为200毫米。
保温结构应能适应这些膨胀量。
（2）由于焦炭塔材料一般都是Cr-Mo钢，且经过热处理，壳体不允许随意焊接各种附件；焦炭塔是热疲劳压力容器，任何附件的焊接都将形成壳体的很大的局部峰值应力。
所以塔体上不允许焊任何保温钉或保温支持圈。
（3）由于焦炭塔使用一定周期后会出现裂纹等缺陷，须定期检查，所以相应部位的保温应是可拆的，以便于检查。
由于焦炭塔具有以上特殊性，焦炭塔保温的材料及结构必须适应这些特殊性，才能保证保温效率和寿命。
好的保温结构寿命一般能达10年以上。
2. 焦炭塔保温结构的特点（1）由于壳体上不允许焊保温钉和保温支持圈，所以应参考加氢反应器的保温，采用背带式保温结构，在背带上焊保温支持圈和保温钉（保温钉长度和支持圈宽度应小于保温厚度）。
但不同于加氢反应器保温的是要适应塔体的周期性变化的热胀冷缩。
例如保温支持圈应分块均布，各部份之间应用弹簧连接等。
见图1。
（2）因为塔体周向膨胀较大，保温材料应分多层铺设，多层接缝之间应交错布置，交错量应大小200毫米，以免热量从保温接缝处直接外泄。
（3）为了减少空气对流的热损失，在保温毡的保温层外表面再包一层不锈钢丝网，钢丝网上再涂一层复合硅酸盐保温涂料（俗称海泡石），总保温厚度一般为120～150毫米。
见图2。
（4）在保温层外侧再设保护板以防水和防风。
因为保温层外侧温度低，内侧温度高，内外膨胀量不一致，所以保护板不应与保温钉或保温支持圈直接连接，而在保温层外，再设置背带（俗称外背带），保护板直接与外背带连接，这样就减少了保护板受壳体膨胀的影响。
论焦化塔如何选材,以提高使用寿命
论焦化塔如何选材，以提高使用寿命1前言延迟焦化是石油深度加工的主要工艺之一。
随着装置规模不断扩大,其关键设备焦炭塔也日趋大型化。
焦炭塔的大型化和其苛刻的操作条件对设备材料选择、结构设计等都提出了较高要求,直接影响设备安全和使用寿命。
本文将从设计角度对焦炭塔的选材、结构设计及使用寿命等作一探讨。
2材料选择211材料的高温力学性能目前国内焦炭塔所用材质主要有两种,碳钢和铬钼钢,绝大多数焦炭塔选用20g,但因20g的最高使用温度为450℃,耐热强度低,当焦炭塔在交变载荷下长期使用时,经5～6年有可能产生石墨化倾向,其结果将直接导致材料韧性、塑性降低,造成塔体下部产生鼓凸变形,焊缝开裂等现象。
15CrMoR钢属于耐热钢,综合力学性能优于20g钢。
由表1可以看出,15CrMoR的高温韧性、强度和塑性较20g高,即抗鼓凸性能较碳钢高,而发生蠕变的可能性则小得多。
从高温综合力学性能考虑,焦炭塔在长期高温及交变载荷下运行,选用15CrMoR钢比20g钢更加安全可靠。
212材料的抗腐蚀性国内碳钢制焦炭塔泡沫段以上部位腐蚀较为严重,这是由于焦炭塔中的渣油在裂解过程中有氨、硫化氢、氯化氢产生,其中硫化氢对设备的腐蚀从240℃开始随着温度升高而迅速加剧,到480℃左右达到最高点,以后又逐渐减弱。
抵抗高温硫化氢腐蚀的能力主要是随设备材质中铬含量的增加而提高。
铬是具有钝化倾向的元素,由于铬的存在,促进了钢材表面的钝化,能够减少钢材对硫化氢的吸收量,因而高温下的硫化氢对含铬合金钢的腐蚀率远比碳钢小。
同时,焦炭塔生焦段塔壁通常都附着一层牢固而致密的由焦炭形成的保护层,较为有效地隔开了腐蚀介质,因而塔体中下段腐蚀不明显。
上段塔体即泡沫层,因受气相段H2S、S作用产生较严重腐蚀。
故根据焦炭塔的腐蚀特点,泡沫层以下筒体采用抗腐蚀性能较好的15CrMoR料,在泡沫层下200mm以上的塔体选用复合板, 即基层15CrMoR +复层0Cr13Al,就能较为有效地改善20g焦炭塔腐蚀较为严重的状况。
焦炭塔方案最终
焦炭塔方案最终清晨的阳光透过窗帘的缝隙，洒在笔记本的键盘上，我深深地吸了一口气，准备将十年的经验倾注在这份方案中。
思绪如潮水般涌来，我快速地敲打着键盘，让想法流淌在纸上。
一、项目背景这个项目，就像是一幅巨大的拼图，每一块都需要精心打磨。
焦炭塔，作为炼焦过程中的核心设备，其运行效率直接关系到整个炼焦系统的生产效率和产品质量。
近年来，随着市场对焦炭质量的要求不断提高，如何优化焦炭塔的性能，成为我们团队的重要课题。
二、项目目标我们的目标很明确，就是通过技术创新和工艺优化，提高焦炭塔的生产效率，降低能耗，同时确保焦炭的质量稳定。
这不仅是企业的需求，更是市场对我们的考验。
三、技术方案1.结构优化我们对焦炭塔的结构进行了全面的分析和优化。
通过采用新型材料，增强塔体的强度和耐腐蚀性，提高了设备的稳定性和使用寿命。
同时，我们对塔内填料进行了改进，增加了填料的比表面积，提高了传质效率。
2.工艺优化在工艺方面，我们引入了先进的控制算法，实现了对焦炭塔运行参数的实时监测和自动调节。
这不仅提高了生产效率，还降低了操作难度。
我们还对焦炭塔的操作流程进行了优化，减少了不必要的操作步骤，降低了操作风险。
3.能源利用能源利用方面，我们采用了高效的燃烧技术和余热回收系统，大幅降低了能耗。
通过对燃烧设备的改造，提高了燃料的利用率，减少了环境污染。
同时，余热回收系统的应用，进一步降低了设备的运行成本。
四、实施方案1.设备改造设备改造是项目实施的第一步。
我们将根据设计方案，对现有的焦炭塔进行升级改造。
这个过程需要精心组织和协调，确保每个环节都能顺利进行。
2.工艺调整在设备改造完成后，我们将对工艺进行调整。
这包括对操作人员的培训、操作规程的修改和运行参数的优化。
这个过程需要与生产部门紧密合作，确保新工艺的顺利实施。
3.运行监测项目实施过程中，我们将对运行情况进行全程监测。
通过实时数据分析，及时调整运行参数，确保焦炭塔的稳定运行。
五、预期效果项目完成后，预计焦炭塔的生产效率将提高15%，能耗降低20%，焦炭质量也将得到显著提升。
焦化厂停产(保温)方案
停产（保温）方案由于我公司焦化厂不符合国家现行的产业政策，为了贯彻国家产业政策精神，对焦化厂实施停产（保温），为此特制订以下停产（保温）方案：总则：1、蒸汽锅炉不在停产范围内，煤气由供气厂输送和锅炉房煤气管线连通。
2、保温和停产方案得进一步研究和讨论，以做到万无一失。
3、保温和停产后焦炉会有损伤，但是现在无法进行估计。
4、停产领导组另定。
我公司焦化厂停产采用是在全部炉室推空后，进行短时间的保温，使炉温维持在930度左右，然后再进行控制冷却速度，使其炉体逐步降至常温。
二、安全操作注意事项1．所有参与人员必须统一管理，听从指挥，各负其责2．所有参与停产人员必须经过严格的岗位规程和停工方案培训及至合格。
实用文档3．进入停工现场必须按规定穿戴好各类防护用品。
4．各岗位必须按规定检查各类消防灭火器材以防突发事件。
5．注意各贮槽及塔液位，防止抽空或溢流。
6．泄压吹扫时，车间各个区域内严禁各类动火作业。
7．无关人员严禁进入生产区域。
8．降温降压的速度应严格按工艺规定进行。
9．停车阶段的各种操作应准确无误，关键操作采取监护制度。
10装置停车时所有机泵设备管件中的物料要处理干净。
11、必须严格执行停产保温有关规定。
12、员工上班期间不得擅离岗位。
13、任何人上班期间不得随意走动。
14、现场杜绝串岗，脱岗现象的发生。
15、焦炉停产保温期间，必须严格执行操作规程，避免安全事故发生。
16、所有人员必须严格遵守厂内安全规定。
17、在厂区内行走必须注意头上脚下，防止碰伤。
18、焦炉拆卸工作是必须注意安全，专人指挥。
实用文档19、焦炉维护热修人员、铁件人员必须注意机械设备的碰撞和防止高温的烧伤。
20、各测温工必须认真负责，测出真实的数据并上帐，便于领导人员，根据测量数据掌握焦炉当前的状况。
21、电脑监控工必须密切注视温度压力变化情况，发生情况及时汇报领导组。
22、针对目前情况相关人员必须高度负责，才能确保停产保温工作的顺利实施。
焦炭塔培训资料
SINOCHEM OIL
1
SINOCHEM OIL
中化泉州石化有限公司
——延迟焦化焦炭塔培训资料
2008年12月
2
概述
焦炭塔是延 迟焦化装置 的重要设备 之一,其作用 是为原料提 供热分解和 综合的反应 场所.
SINOCHEM OIL
3
概述
SINOCHEM OIL
延迟焦化是以渣油或类似渣油的各种重质油、污油及原油 为原料，通过加热炉快速加热到一定的温度后进入焦炭塔， 在塔内适宜的温度、压力条件下发生裂解、缩合反应，生成 气体、汽油、柴油、蜡油、循环油组分和焦炭的工艺过程。 延迟焦化装置的主要设备有焦化加热炉、焦炭塔、焦化分馏 塔、放空塔、加热炉进料泵、水力除焦机械等，其中焦化加 热炉被认为是焦化装置的关键设备，而焦炭塔则是焦化装置 的核心设备。因为焦炭塔是焦化装置的反应器，加热炉、分 馏塔、放空系统、冷切焦水处理系统、水力除焦系统等均与 之有关。虽然焦炭塔是一个空筒设备，但它的设计涉及到几 乎全装置的工艺过程。
塔直径mm φ5400 φ6100 φ6400 φ6800
高压水泵压力 MPa 15.0 18.0 20.0 21.0
φ8400 φ8800 φ9000 φ9400 φ9800
28.5 29.5 31.0 32 34.5
16
目录
焦炭塔的工艺特点和结构特点 焦炭塔的大型化 焦炭塔仪表、自动化 焦炭塔的阶段性操作 焦炭塔常见事故处理
7
一、焦炭塔的工艺特点和结构特点 SINOCHEM OIL
焦炭塔一般是两台一组,每套延迟焦化装置中有的是一组,有 的是两组焦炭塔。在每组塔中,一台塔在反应生焦时,另一台塔 则处于处理阶段。即当一台塔内焦炭积聚到一定高度时进行切 换,切换后先通入少量蒸汽把轻质烃类汽提去分馏塔,再大量通 入蒸汽,汽提重质烃类去放空冷却塔,回收重油和水。待含在焦 炭内的大量油被吹出后再通入冷却水使焦炭冷却到80℃左右, 然后除焦。除焦完成后再把另一个塔的油气预热到400℃左右, 然后切换进料。每台塔的切换使用周期一般为48小时,其中生 焦24小时,除焦及其它辅助操作24小时。除焦采用高压水,高压 水压力达14.8～35MPa。压力值取决于塔径的大小,除下的焦炭 落入焦池，同时用桥式起重抓斗经皮带输送到别处存放或装车 外运。装置所产的气体和汽油,分别用气体压缩机和泵送入稳 定吸收系统进行分离,得到干气及液化气,并使汽油的蒸汽压合 格.柴油需要加氢精制,蜡油可作为催化裂化及加氢裂化原料或 燃料油。
焦炭塔无法正常预热的原因分析及处置对策
炉子出口介质压力比蒸汽压力高，能顺利进
收稿日期：２０１９－０９－２４。 作者简介：傅钢强，男，１９７７年出生，１９９９年毕业于天津大学 化学工程专业，高级工 程 师，目 前 主 要 从 事 炼 油 工 艺 技 术 管 理工作。
１３ 直接切换四通操作方案 （１）四通阀的操作。 缓慢将四通从生焦塔切换至冷塔方向，当四
通阀停留在中间位置时，两个焦炭塔处于同时进 料模式。依据四通阀前压力控制情况，切四通时 间持续 ３ｈ左右，开始时间为 １３∶００，四通阀的开 度设计如表 １所示。
时间 四通阀开度 ／％ 四通阀前压力 ／ＭＰａ
（２）焦炭塔操作 随着进料线畅通，焦炭塔塔顶温度随后缓慢 升高，蒸出存水。至 １５∶００塔顶温度达到 １８５℃， 此时焦炭塔塔顶的压力为 ００５ＭＰａ，在该压力下 水的沸点为 １３０℃，可以认为焦炭塔内已基本无 明水。１５∶２０塔顶温度升高至 ３０５℃，焦炭塔塔 顶大油气阀稍开 ５％，缓慢关焦炭塔塔顶油气至 放空阀 门，将 焦 炭 塔 塔 顶 油 气 逐 渐 改 至 分 馏， １５∶３５—１６∶００，冷焦塔 塔 顶 压 力 逐 渐 下 降 至 与 生 产塔平衡，油气至分馏流程全开。 在四通切换过程中，塔壁温度缓慢上升，直至 大油气线后路动改前，冷塔压力未发生大幅升高， 说明无塔内存水的突沸情况出现。为防止长时间 低流量引起生产塔进料线结焦及生焦孔道堵塞， 生产塔短节吹扫蒸汽在四通阀刚动作时稍开，后 随四通阀开度逐渐开大。 由于生产塔内泡沫焦高度已逐渐接近安全高 度，消泡剂开至最大量，降低泡沫层高度。关注第 三点中子料位计上升情况，至四通切换前，控制生 产塔最高点中子料位计在 ２０％以下。 （３）分馏系统操作 在切换四通过程中，分馏塔塔底的热量随冷 焦塔较低温度油气的改进而逐渐降低，分馏塔塔 底油气温度最低降至 ３５１℃，塔底渣油抽出温度 降至 ２５７℃。较低温度油气改入后 １ｈ内，分馏 塔各侧线抽出量均大幅减小，在蜡油循环上表现 尤为明显。压缩机入口因干气量降低，需补入适
焦炭塔保温修复施工方案
XXXXXXXXXXX公司焦炭塔保温修复施工方案编制：审核：批准：XXXXXX有限公司2015年10月28日第一章编制说明及依据一、编制说明本方案为焦炭塔保温修复保温层的安装。
通过查看设计院焦炭塔内外披挂式保温图纸，结合多年的焦炭塔保温施工经验，制定此方案。
二、编制依据1、XXXXXXXX公司焦炭塔保温设计图纸；2、SH3010-2013《石油化工设备和管道隔热技术规范》以及相关标准规范；3、GB50126-2008《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》；第二章工程概况1、工程概况XXXXXXXX有限公司焦炭塔保温修复工程主要包括搭设脚手架，拆除保温保护层，拆除保温层，保温修复。
第三章施工方案一、施工准备及安排：1、在现场各种材料应按品种、规格、厚度等分类摆放，保温材料的堆放不得超过2米。
2、材料入库，严格按照要求对各种材料进行验收，入库必须有合格证和理化检验报告，应按规范规定对材料进行抽检，工程中决不允许使用不合格和过期的材料。
3、准备好施工机具、大绳、滑轮、电钻、铁丝、钢带等工具材料。
二、施工步骤：1、将搭设脚手架用架管用滑轮运送至39米平台上。
2、自39米向上搭设脚手架至46米平台下，搭设三层，铺好平台板。
3、脚手架外侧挂防护网。
4、施工人员办理好手续后，穿着好劳动保护用品，在业主单位人员监护下，带好安全带后开始施工，施工人员队长或技术员、安全员在现场监护。
5、拆除铝皮保温层。
拆下的铝皮放置在指定位置固定好，防止坠落伤人。
6、视情况拆除全部或部分岩棉保温。
7、按照焦炭塔保温图纸更换修复新保温。
保温共三层，按要求保好，并验收合格。
8、恢复铝皮保温，并紧固。
需业主验收合格。
9、清理现场卫生。
10、拆除脚手架及防护措施，验收完毕交工。
三、工程特点1、该施工方案能解决焦炭塔器壁上不允许焊接保温钉、支持圈和塔本体热胀冷缩对保温层的损坏的难题。
2、施工程序较复杂。
3、工程交叉施工较多，塔体较高，运输及工作量大。
【精品】焦炭塔操作讲义
焦炭换塔期间如何减少干气压力波动？围绕一个中心：以系统干气压力平稳为中心三个基本点:1、焦炭塔操作基本点:试压要准预热要稳换塔要狠冷焦要勤2、动力操作基本点：（20:00切塔，开始小吹汽）提前半小时、提上2、3吨，过上一小时，提上12、3吨，再过两小时,准备降蒸汽,蒸汽降下来，中压要平稳。
3、加制氢操作基本点:（14：00预热，视除焦情况）油气预热，请注意,提前准备，干气少，焦化切塔，请注意，干气量少，多调整。
特别注意:加氢废氢、废气排量波动大对干气脱硫影响，造成干气波动大,易带液。
岗位操作法一.焦炭塔系统(一）正常操作要点1.根据焦炭塔生产周期,严格按岗位操作法进行各项操作;2.投用四通阀给上汽封；3.换塔后注意焦炭塔压力变化,防止超压,并及时给急冷油控制顶温，及时注入消泡剂；4.切换四通阀后要及时向老塔吹汽,严防粘油回流堵塞通道;5.给水冷焦时，要严防焦炭塔超压；6.加强巡检，防止设备、管线、法兰漏油着火,搞好安全生产;7.保证放空冷却塔回流正常，顶部空冷及管线畅通；8.经常检查E-1123AB水温保持在正常范围内，并加强对外联系工作；9.搞好甩油泵的正常操作与维护；切换塔时，要确保拿尽新塔的存油，塔顶和塔底的差压、温度不超指标；10.向除焦班交塔时，要达到开盖的条件。
（二）焦炭塔正常操作1.赶空气（1）.通知班长新塔准备吹蒸汽、赶空气、试压、预热;（2）.检查新塔上、下塔盖进料法兰是否上紧;（3）.打开呼吸阀，改好吹汽流程：塔底给汽总阀→新塔底→新塔顶→呼吸阀去焦池；（4）.缓慢打开塔底给汽总阀,赶尽新塔内的空气，时间约15～20分钟。
2.试压（1）.新塔内空气赶尽后,关闭呼吸阀，进行新塔试压，压力为0.235MPa；（2）.给汽达到试验压力后,进行管线、上、下塔盖法兰检查,若有漏出，则撤压处理,另行试压；3.蒸汽预热试压完成后，先开放空阀再开给汽阀，进行蒸汽预热，保持塔顶压力0。
15—0。
焦炭塔
➢ 延迟焦化装置的主要矛盾在于：使用的原料为重 质油，容易结焦，但希望它在焦炭塔中结焦，而 不希望它在加热炉、转油线、焦炭塔馏出线和分 馏塔底等处结焦。这个矛盾解决了，就可以操作 平稳，延长开工周期。
➢ 为了解决这个矛盾，在流程设计上就要考虑采取 措施。如：
1、在原料油进加热炉辐射管之前，注入蒸汽 或软化水，以加大原料油在炉管中的流速；
焦炭塔是延 迟焦化装置的 重要设备之一, 其作用是为原 料提供热分解 和综合的反应 场所.
概述
一、概述
进料 Fresh feed
流程框图
主分馏塔 Main fractionator
焦炭塔 coke tower
焦碳coke
气体 gas
粗汽油 raw gasoline
柴油 diesel oil
蜡油 wax oil
裂为纵向裂纹一直向裂纹长度接近一周。
胜利炼油厂3号焦炭塔塔壁变形的 检查结果
塔体变形的规律
➢ 1、一般规律是环缝处直径小，而环缝之间直径大，中下 部变化大，顶部较小；中下部东西直径大，南北直径小， 成为椭圆形状
➢ 2、塔体下封头筒体环焊缝以上第二至第四道圈板之间变 形最大。
➢ 3、塔体环焊缝处变形较小，多年来基本无变化。 ➢ 4、塔体变形量达一定数值后，渐趋缓慢。
延迟焦化焦炭塔
第三组：刘超 卢奕良 马杨波 谭国浩 熊文楠 王旭东
概述
延迟焦化是以渣油或类似渣油的各种重质油、污 油及原油为原料，通过加热炉快速加热到一定的温度 后进入焦炭塔，在塔内适宜的温度、压力条件下发生 裂解、缩合反应，生成气体、汽油、柴油、蜡油、循 环油组分和焦炭的工艺过程。延迟焦化装置的主要设 备有焦化加热炉、焦炭塔、焦化分馏塔、放空塔、加 热炉进料泵、水力除焦机械等。
焦炭塔披挂式保温局部超温原因分析及对策
焦炭塔披挂式保温局部超温原因分析及对策王永誉【摘要】介绍了焦炭塔保温的特点和意义及中石化九江分公司焦炭塔保温采用的一种特殊保温技术——焦炭塔披挂式保温.详细的说明了所采取的技术措施.报告了九江分公司两台焦炭塔保温局部超温的现状,对焦炭塔局部超温现象进行了调查分析.通过研究焦炭塔保温局部超温的原因,结合现场实际工况,本着合理、经济的原则,提出了相应的解决措施.测量并对比了更换保温前后焦炭塔局部超温区域升级的最高温度,结果表明:更换保温后焦炭塔局部超温现象得到了有效治理,同时也满足了规范GB/T8174-2008《设备及管道绝热效果的测试和评价》的要求.【期刊名称】《石油化工腐蚀与防护》【年(卷),期】2015(032)005【总页数】4页(P45-48)【关键词】焦炭塔;保温;局部超温;对策【作者】王永誉【作者单位】中国石油化工股份有限公司九江分公司,江西九江332004【正文语种】中文1 焦炭塔保温的特点焦炭塔保温对焦化装置的操作和焦炭塔寿命的影响至关重要。
根据资料介绍，焦炭塔内介质温度每降低5.6 ℃，液体收率将下降1.1%，故不少炼油厂都很重视焦炭塔的保温。
同时，对降低能耗，增加企业经济效益也发挥很大作用［1］。
但焦炭塔保温要满足某些要求以便适用焦炭塔的工艺和结构特点。
(1)焦炭塔是一种承受低频热循环的压力容器，操作温度高达450～500 ℃，且周期性变化。
其生产工艺要求焦炭塔要在20 h 内完成从常温至500 ℃的循环升降，温度的周期性变化，会引发焦炭塔壳体热胀冷缩的周期性变化。
(2)由于焦化装置的大型化，焦炭塔的用材已由20g 改为Cr-Mo 钢。
为防止弧坑、咬边、焊点等形成局部应力集中进而在热循环条件下成为裂纹源，经过热处理后的焦炭塔塔壁不允许施焊任何附件，如保温钉、支持圈等。
(3)焦炭塔运行到一定生产周期可能会出现裂纹缺陷，因此每到装置停工大修时都要进行适当检查。
除按压力容器有关规定检验外，还需对部分区域做裂纹检查，所以焦炭塔的保温结构应能满足易拆卸和易恢复的要求。
关于塔体材料的选择
1995年ASME石油化工设备与服务部的一份报告，介绍了对这四种结构的应力分析，并进行了比较。分析结果表明第四种型式的疲劳寿命最长，第三种型式次之，见下表2。
图6焦炭塔裙座连接－一般的对接型式
图7焦炭塔裙座连接－一搭接型式
图8改进型裙座结构图9整体型裙座结构
我们认为，焦炭塔工作温度高达440～495℃，并周期变化，膨胀是应该首先考虑的重要因素，虽然镍基材料贵一些，但仍应选用它。
图5材料选择的趋势
（复层接头的焊接材料）
材
料
安装年份
5、关于裙座结构型式
焦炭塔裙座受力最复杂，是最容易出现裂纹的部位。API调查给出了裂纹的位置，见下图。A、B、C都有裂纹的占报告的56％，最严重的裂纹即延伸到筒体的裂纹（A）占报告的43％，从外表面开裂的裂纹（B）占63％，从内表面开裂的裂纹占26％，从膨胀缝槽孔开裂（D）占76％，有A、B、C、D四种裂纹的塔占
478
5503
10704
槽孔应力值
(加热时)
（psi）
68200
(槽孔顶部)
槽孔应力值
(冷却时)
（psi）
22500
(槽孔顶部)
槽孔应力集中系数
1.5
槽孔计算疲劳寿命(周期)
3302
图10整体裙座结构的优化
1999年ASME的一份报告，推荐裙座与壳体锥体连接部位采用整体锻焊结构（图9）代替堆焊结构（图8），其好处在于在此高应力区取消了环焊缝，代之以机加工的锻件。经验表明，焊缝同基材相比对裂纹更敏感，整体锻焊结构比焊接结构更能抵抗裂纹。选择合理的结构尺寸可大大提高焦炭塔的疲劳寿命。文中介绍了八种不同结构尺寸的整体锻件结构，简图如图10所示，其应力状况及寿命如表3。
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浅谈焦炭塔的保温中石化工程建设公司
顾一天
SEI第二届延迟焦化年会论文(6)
浅谈焦炭塔的保温
顾一天
(中国石化工程建设公司100101)
1. 焦炭塔保温的特殊性
(1)焦炭塔是一种低周循环的热疲劳容器,操作温度高达450～500℃,且周期性变化,即48小时之内,从常温至500℃左右,再降至常温.操作温度的周期性变化,引起壳体热胀冷缩的周期性变化.以φ8800焦炭塔为例,壳体的轴向膨胀量为195毫米,直径膨胀量为60毫米,塔体周向膨胀量为200毫米.保温结构应能适应这些膨胀量.
(2)由于焦炭塔材料一般都是Cr-米o钢,且经过热处理,壳体不允许随意焊接各种附件;焦炭塔是热疲劳压力容器,任何附件的焊接都将形成壳体的很大的局部峰值应力.所以塔体上不允许焊任何保温钉或保温支持圈.
(3)由于焦炭塔使用一定周期后会出现裂纹等缺陷,须定期检查,所以相应部位的保温应是可拆的,以便于检查.
由于焦炭塔具有以上特殊性,焦炭塔保温的材料及结构必须适应这些特殊性,才能保证保温效率和寿命.好的保温结构寿命一般能达10年以上.
2. 焦炭塔保温结构的特点
(1)由于壳体上不允许焊保温钉和保温支持圈,所以应参考加氢反应器的保温,采用背带式保温结构,在背带上焊保温支持圈和保温钉(保温钉长度和支持圈宽度应小于保温厚度).但不同于加氢反应器保温的是要适应塔体的周期性变化的热胀冷缩.例如保温支持圈应分块均布,各部份之间应用弹簧连接等.见图1.
(2)因为塔体周向膨胀较大,保温材料应分多层铺设,多层接缝之间应交错布置,交错量应大小200毫米,以免热量从保温接缝处直接外泄.
(3)为了减少空气对流的热损失,在保温毡的保温层外表面再包一层不锈钢丝
网,钢丝网上再涂一层复合硅酸盐保温涂料(俗称海泡石),总保温厚度一般为120～150毫米.见图2.
(4)在保温层外侧再设保护板以防水和防风.因为保温层外侧温度低,内侧温度高,内外膨胀量不一致,所以保护板不应与保温钉或保温支持圈直接连接,而在保温层外,再设置背带(俗称外背带),保护板直接与外背带连接,这样就减少了保护板受壳体膨胀的影响.为了适应塔体轴向较大的膨胀,外背带下端必须用拉簧固定在裙座的碳钢部份上.
(5)保护板应采用铝合金瓦椤板,主要有以下考虑:
a 瓦椤板比平板更能适应壳体周向的反复胀缩,减少护板连接处的铝铆钉脱落的可能性.
b 采用镀锌铁皮板的缺点是,连接处的铆钉孔易腐蚀(包括铁板的锈蚀和Fe-Al 的电化学腐蚀),铝铆钉在反复胀缩的影响下易脱落.
c 铝合金瓦椤板与镀锌铁皮瓦椤板相比,其价格差不多.因为铝合金瓦椤板的单位重量价格是后者的三倍,但铝的比重是铁的1/3,且用了铝合金瓦椤板不需要再涂一层银粉漆.
(6)裙座与锥体连接采用堆焊结构时,该处保温应是可拆式的.
裙座与锥体连接处当采用堆焊结构时,由于焊接应力较大,加上温差应力的影响,当达到一定的操作周期后,该处极易产生裂纹.为了便于检查,该处的保温应是可拆式的.美国石油学会(API)1996～1998年曾对145台焦炭塔作调查,收集到的调查报告的40％主张裙座处的保温应是可拆式的,以便于检查裙座裂纹.
裙座与锥体连接处当采用整体锻焊结构时,如果这种锻焊结构能提供无裂纹寿命,则该处的保温可不必采用可拆式结构.
3. 焦炭塔保温对保温材料的特殊要求
(1)因为操作温度较高,必须采用耐高温且导热系数低的保温材料,其内层保温材料应能耐500℃.
(2)因为塔体周期性热胀冷缩,所以必须采用软质保温材料.
常用保温材料为:复合硅酸盐板材、复合硅酸盐涂料、硅酸铝纤维毡.外层温度
较低,为了节约投资也可用岩棉毡.保温材料主要性能列表如下:
4. 焦炭塔新保温结构的开发
旧焦炭塔的保温大多采用一般塔类容器的保温结构,没有考虑或很少考虑焦炭塔的特殊性:
(1)塔体上焊保温钉和保温支持圈,不但热损失大,而且塔体的热应力大,峰值应力高,焊缝容易开裂;
(2)保护铁皮直接和保温钉连接,随着壳体的热胀冷缩,保温铁皮的自攻螺钉或铆钉容易脱落,保温铁皮容易损坏.
所以,旧保温结构不但热损失大,而且保温结构易损坏,寿命短,塔体易产生裂纹.
随着我国Cr-米o钢大型焦炭塔投入使用,对保温的要求更高,我院和齐鲁石化公司所属的淄博北岳设备防护公司一起从焦炭塔保温的特殊性出发,在实践中不断创新,开发了适用于焦炭塔的背带式保温结构,并申请了专利,“大型铬钼钢塔器背带式保温结构”,专利号:ZL01243629.1,经过上海石化、上海高桥、济南、镇海、吉林、齐鲁、锦西石化、武汉、茂名炼油厂以及苏丹炼油厂的约40多台焦炭塔的施工实践,取得了很好的保温效果,积累了丰富的施工经验.目前该技术正在不断推广使用,它将进一步推动焦炭塔保温技术的不断发展.
5. 焦炭塔保温的重要性
焦炭塔保温的好坏对焦化装置的操作和焦炭塔寿命至关重要.据资料介绍,焦炭塔内介质温度每降低5.6℃,液体收率将下降1.1%,故不少炼厂都很重视焦炭塔的保
温.锦西石化公司原有4台φ6000焦炭塔采用旧式结构保温.去年为了扩大处理量又增加了2台φ6000Cr-米o钢焦炭塔,采用了背带式保温专利技术.新旧焦炭塔操作条件相同,结果旧塔的予热时间4小时而新焦炭塔予热时间仅为2小时.该厂焦化装置的工程师们对新旧保温技术深有体会,决定对旧塔保温进行更新,采用背带式保温专利技术.
最近我们在西北某炼厂对2台φ5400焦炭塔保温外表面温度进行了实侧,(采用红外线测温仪).
时间:2004年8月20日12:00气温约28℃,风速2～3级.镀锌铁皮保护层外表面大部份是42～60℃,不少部位特别是保温铁皮接缝处为70～110℃,个别部位达100～130℃;有一处迎风面为135℃,背风面达158℃,不少部位镀锌铁皮因热烤而变色.操作间DCS系统显示塔底为493℃,中部417℃,塔顶为403℃.作为比较,济南炼油厂2台φ6800焦炭塔采用背带式保温的专利技术,护板外表面温度实测为30～40℃,最高点为51℃,用手模,手感温暖.操作间DCS系统显示的焦炭塔温度顶部440℃,中间453℃,底部495℃.也就是说,原料油从底部495℃入塔,因热损失到塔顶为440℃.克拉玛依老焦化装置焦炭塔原料油入塔温度493℃和济南塔差不多,塔顶只有403℃,比济南焦炭塔低37℃.可见保温效果差,热损失大,相应的液体产品收率较低.建议对该塔保温进行改造更新.
图1 内外背带示意图图2 新保温结构示意图
参考文献:
1、炼油装置技术标定丛书:延迟焦化装置技术标定程序.
2、1996 API Coke Dru米SURVEY
Final report July21,1998.。