搪瓷管换热器的工业应用

作者:365体育官网发布日期:2020-06-22 12:40

  搪瓷管换热器的工业应用_纺织/轻工业_工程科技_专业资料。应 用 技 木 防 护 C o a o s i o n& P r o t e c t i o n 1 D P e r t o c h e m i c a l I n d u s 盯 40 2

  应 用 技 木 防 护 C o a o s i o n& P r o t e c t i o n 1 D P e r t o c h e m i c a l I n d u s 盯 40 2 0 0 7 . 2 4 (6 ) 石 油 化 工 腐 蚀 与 搪瓷管换热器的工业应用 莫广文 ( 湛江东兴石油企业有限公司, 广东 湛江 5 2 4 0 1 2 ) 摘要: 掩瓷誉换热器由于其有优良 的耐故城性、 封热定性、 耐磨性以及良 好的导热性, 在石油化工 行业的应用越来越广泛。拾瓷管换热器可作为炼油厂常压塔顶冷凝器、 初擂塔顶冷凝器、 催化裘化分 饱塔顶冷却器、 原油电脱盆注水换热器以及锅炉空气预热器等。中国石油化工辰份有限会司茂名分 公司于 1 9 9 9 年开始采用河北郁宏拾先套司生产的抢充管束制作蕊娜塔顶冷却器, 使用效果良好。特 别是拾光管螺旋流换热器的开发, 在提高热效率方面其有优势。 关键词: 抢瓷 换热器 腐蚀 中图分类号: T Q 1 7 4 . 7 5 2 文献标识码: B 文章编号: 1 0 0 7 一 0 1 5 X ( 2 0 0 7 ) 0 6 - 0 0 4 0 - 0 3 石化企业在生产过程中几乎无处不存在着各 种类型和不同腐蚀程度的腐蚀问题。目 前, 这种状 况随着加工含硫原油量的增加而 日 趋严重, 并影响 正常的生产, 甚至危及设备的安全, 因设备腐蚀泄 漏而造成非正常停车等事故时有发生。因此采用 可靠经济的方法提高设备耐腐蚀能力是石化企业 和设备制造厂都迫切需要解决的课题。搪瓷管换 热器, 正是结合 目 前石化生产装置的工艺要求和高 硫原油加工量逐渐增大、 炼油装置设备腐蚀加剧的 具体情况, 而开发的经济可靠且用途广泛的防腐蚀 设备。 1 碳素钢冷换设备的腐蚀特性 用于石油化工行业 的碳素钢换热器所发生的 金属腐蚀性基本是电化学腐蚀和化学腐蚀, 这是由 于原油中的无机盐、 硫化物、 氮化合物和水等腐蚀 介质在原油加工过程中不同温度下存在不同腐蚀 的作用 , 各种的腐蚀介质有其各异的腐蚀特性。 1 . 1 硫化物 学腐蚀。如减压、 催化裂化、 焦化等装置都存在比 较严重的高温硫腐蚀。对于碳素钢的硫腐蚀速率, 一般为2 一 5 r n m 1 a . 1 . 2 ,无机盐 经脱水处理后的原油中仍含有无机盐类, 其主 要成分为氯化钠, 此外还有氯化镁、 氯化钙和少量 的硫酸盐。在原油加工时, 氯化镁和氯化钙易受热 分解, 生成具有强烈腐蚀性的氯化氢 , 这种氯化氢 随石油轻组分及水一同从塔顶滋出, 在冷凝时形成 p H 值低的冷凝液, 使常减压装置的塔顶冷凝冷却 系统的设备发生严重的酸腐蚀, 用碳素钢制造的冷 凝器管束和空冷器在没有工艺防腐蚀的条件下腐 蚀速率高达5 一 1 5 m m / a , 往往使用不到半年就发生 穿孔泄漏。而此条件下采用奥氏体不锈钢也存在 氯离子的应力腐蚀问题, 不能用为换热器材料, 有 的厂采用海军铜做冷凝器管束, 但抗腐蚀效果仍不 甚理想。 1 . 3 水 原油中总是含有一些硫化物, 特别是目 前国内 加工高含硫原油的数量逐渐增加, 使硫化物对金属 腐蚀的问题 日益突出。这些原油中的硫化物往往 石油化工行业在原油加工过程中需要水来进 行气提、 水洗、 机泵的冷却等, 而在换热器中 用水做 为冷却剂, 为电化学腐蚀创造了必要的环境条件。 是以硫化氢、 单质硫、 硫醇、 硫醚、 多硫醚、 环硫醚、 唾吩等形式存在的。在温度不超过 2 2 0℃时, 硫化 氢、 单质硫、 硫醇对金属的化学腐蚀较微弱, 主要是 如常减压装置塔顶冷凝系统换热设备易受到 H C l 一 H Z S 一 H , 0的严重电化学腐蚀; 催化裂化装置吸 收解吸系统也易产生H C N 一 N 玩一 玩。的低温应 力腐蚀等。此外, 冷却器的生锈、 破损和穿孔等腐 蚀, 表现在大面积的蚀坑、 一定面积的斑状腐蚀坑 和漏斗状的孔腐蚀 , 这种不均匀性腐蚀的形态特 收稿日 期: 2 0 0 7 - 0 8 - 3 0 0 硫化氢( , 4 O S 2 H 残S 0 , ) 的电化学腐蚀。如常压塔顶 冷凝器等硫化氢、 盐酸质量浓度高的换热器, 电化 学腐蚀尤为严重, 管壳式冷凝器管束的腐蚀速率甚 至高达 1 2 m m / a , 有的使用 3 个月就发生泄漏。当 温度升高到 2 5 0 一 4 0 0℃时, 主要是活性硫化物化 作者简介: 莫文广( 1 9 7 5 一 ) , 男, 毕业于天津大学, 现湛江东 兴石油企业有限公司机动部从事设备防腐管理工作。 万方数据 第 6期 莫广文 . 搪瓷管换热器的工业应用 表 1 搪瓷换热管的性能 项 目 工业 瓷釉 征, 无论是使用海水或淡水作为冷却剂, 还是水浸 式、 列管式以及套管式冷却器上都有可能发现。对 于碳素钢换热器, 孔腐蚀速率在 5 m m / a 以上。 1 . 4 其他腐蚀源 在石油的深加工过程中,氮化合物由于在较 高温度或催化剂的作用下,分解为可挥发的氨和 氛化物,造成催化裂化、焦化等二次加工装置蒸 1 0 号无缝钥管 密 度 - 。 g k ( / 一 , 》 抗拉力强度I M p . 2 . 4 7 . 8 5 妻5 2 > 3 3 0 X4 3 > 2 2 0 8 . 4 1 1 .1 3 》7 5 0 6 5 2 抗弯强度/ M P a 导热系数1 1 0 - 6 ( W " m 一 l . k _ l ) 抗压强度 / M P a 硬度/ H V 馏塔顶及其冷凝系统的残S S 一 H C N 一 N 氏一 玩0的 低温电化学腐蚀和氢脆腐蚀。在制氢及脱硫装置、 干气及液化气脱硫溶剂再生塔底系统 中易发生 粘接强度 / M P a 耐电压/ ( k V ? 二一 1 ) 耐冲击吸收功/ J ; ? r 4 . 6 幼别120 R N 氏一 C 仇一 残S S ? 的腐蚀。气体脱硫、润滑油精 制、天然气净化等装置所使用的有机溶剂, 在生 产过程中有些溶剂会发生降解、聚合、氧化等作 用, 或者与过程中的有机物作用,生成某些腐蚀 金属设备的物质,对设备造成腐蚀。 另外,炼油厂或热电厂的加热炉的大量烟气, 特别是含硫较高燃料油烟气,对炉管和烟道都会 产生严重的腐蚀。如锅炉空气预热器管束、废热 耐沮差急变性/ 9 C 使用沮度/ C 抢瓷厚度/ m m 一2 0-3 的 0. 8-2. 0 2 . 3 搪瓷管换热器的特性 ( 1 ) 耐酸性: 试件在质量分数 8%硫酸溶液里 锅炉等设备,常发生酸性气 ( S 仇1 S 0 3 一 C 0 2 - H Z 0 )露点腐蚀, 表现为孔腐蚀, 而降低设备的 使用寿命。 、 磅 ‘ 浸泡7 2 h 后, 其表面釉层颜色无明显变化, 无腐蚀 坑点, 失重率不高于0 . 1 4 m g / d m 2 , ( 2 ) 耐碱性: 试件在质量分数 4%氢氧化钠溶 液中浸泡煮沸 5 h , 其表面釉层颜色无明显变化, 无 2 搪瓷管换热器的特点和使用范围 2 . 1 搪瓷简介 搪瓷是将玻璃质瓷釉涂敷在金属基材表面, 经过高温烧结,瓷釉与金属之间发生物理化学反 腐蚀坑 点, 失重率不高于0 . 3 6 m g / d 心。 ( 3 ) 热震性: 将试件加热到 3 0 0℃时, 取出并急 速放人室温冷水中冷却, 反复 1 0 0 次, 瓷釉面无脱 瓷、 翘皮、 龟裂等现象。 ( 4 ) 导热性: 瓷釉面的导热系数是有机硅涂料 的2一3 倍, 搪瓷换热管总的导热系数为( 9 . 8 - 1 1 . 2 ) x 1 0 - 6 W / ( m . k ) , 比普通 1 0 号钢换热管低约 1 0%。由于搪瓷管表面光滑不易腐蚀结垢, 在工 业应用中搪瓷管换热器的换热效率比 1 0 号钢换热 器仅低约 3%。 应而牢 固结合,其主要成分是:S i O 2 , B 2 0 3 1 N a , 0 , P b O , T i 仇 和C a O等。搪瓷设备在整体上 有金属的力学强度,并以无机物成分组成的涂层 来提高表面质量保护金属表面,具有耐腐蚀、耐 磨损和电绝缘性, 表面光滑, 抗污染性强, 不易 沽附物料等性能,并能防止金属离子干扰化学反 应与污染产品的作用。此外还有较好的热传导能 力,能耐一定的压力和较高的温度,特别是适于 要求耐腐蚀、防污、防粘、耐温、耐压、耐磨、 导热的场合,可耐除氢氟酸、含氟离子的介质、 浓磷酸和强碱以外的各种浓度的无机酸、有机酸、 弱碱和强有机溶剂。 2 . 2 搪瓷管换热器的性能 搪瓷管换热器的换热管采用标准规格的 1 0 号 钢优质无缝钢管,可根据不同要求在每根换热管 的外表面、内表面或内外表面搪工业瓷釉 ( 工业 搪瓷) 。经测定, 该搪瓷换热瓷釉与 1 0 号钢无缝 钢管有关物理力学性能的比较见表 1 , ( 5 ) 耐磨性: 瓷釉面的显微硬度为H V O . o s 。 为 6 5 2 , 是碳素钢( Q 2 3 5 A ) 的5 . 7 倍, 瓷釉面的磨损量 仅为0 . 0 1 8 m g / c m。 在实际 耐磨性试验时, 将搪瓷 试件在流速为 2 5 m / 。 的煤粉中冲刷 2 4 0 h , 虽然固 定件严重磨损, 而搪瓷试件表面无明显的划痕。 ( 6 ) 搪瓷换热管表面的瓷釉具有良 好的电绝缘 性, 在换热器中可避免高电压的双电层形成, 而且 减小化学吸附对换热管的氧化腐蚀, 使搪瓷换热管 表面不枯接物料, 既提高了换热效率, 也延长了换 热器的使用寿命。 ( 7 ) 搪瓷换热管在瓷釉烧结时, 一般加热到 9 0 0℃以上, 并在空气中冷却, 这样相当于对换热 管进行了正火处理, 使其在保持较高塑性和韧性的 万方数据 ?4 2 , 石油化工腐蚀与防护 第2 4卷 条件下还能提高碳素钢的强度和硬度。 3 搪瓷管换热器的使用范围 搪瓷设备因 其具有耐腐蚀、 耐磨损、 表面光滑、 抗污染性强、 不易粘附物料和与金属隔离等特点, 在石油化工行业中被广泛应用。搪瓷换热管除具 备以上特点外, 还有较好的热传导能力, 而且耐压 和耐较高温度, 特别适合于耐腐蚀、 耐磨损、 耐温、 耐压、 防污、 防粘的热交换过程。这在石油化工企 业和发电厂等单位的实际使用中得到验证。较为 典型的搪瓷管换热器有: 常压塔顶冷凝器、 初馏塔 顶冷凝器、 催化裂化分馏塔顶冷却器、 原油电脱盐 化 学 成 分, , 项目 C S i Mn P S 注水换热器、 甲 醇净化蒸发器、 催化裂化脱硫塔顶 冷却器、 锅炉空气预热器管束等。此外还有氯化 塔、 分馏塔及塔盘、 反应釜、 搅拌器、 贮罐和化工管 道等石抽化工设备。中国 石油化工股份有限公司 茂名分公司热电联合车间北锅炉空气预热器 1 9 9 9 年和2 0 0 1 年分别使用河北郁宏搪瓷公司的搪瓷管 束, 使用效果良 好。 搪瓷管换热器和其他搪瓷设备因为搪瓷烧结 过程的要求, 对金属基体材料有明确规定, 所用金 属基体材料应为碳钢且满足表2 要求, 并对搪瓷金 属设备的制造与表面处理质量有严格的规定, 以保 证搪瓷设备的质量。 力 学 性 R y / M P a >3 3 0 表 2 搪瓷管用钢材及焊条的要求 肠 能 , ( 台 ) , % >3 1 0 ,1 8 0 a y / M P a 2 的 a b / M P a 钥材 焊条 s0 . 40 . 4 搪瓷管螺旋流换热器 螺旋流换热器( 螺旋折流板换热器) 是一种新 型高效换热器, 它将传统的 垂直于换热器的弓 形折 流板改变为具有一定螺旋角的螺旋折流板, 因而有 换热效率高、 压降损失小、 所需泵功少、 不堵塞、 不 结垢的特点, 已在石油化工企业中推广使用。将搪 Z h a n j i a n g D o n g x i n g R e i f n i n g &C h e m i c a l C o . , L t d . ( Z h a n j i a n g , G u a n g d o n g 5 2 4 0 1 2 ) A b s f r a d : E n a m e l h e a t e x c h a n g e r s h a v e b e e n i n c r e a s i n g l y u s e d i n p e t o r c h e m i c a l , .朋石 。 ,山 e r m a l s h o c k a n d , c i d b e c a u s e o f t h e i r e x c e l e n t r e s i s t a n c e t oa t o we r a s w e la s g o o d 山 e r m a l c o n d u c t i v i t y , a n d w i d e l y i n s t a l e d a s o v e r h e a d c o n d e n s e r s o f a t m o s p h e r i c o v e r h e a dc o n d e n s e r s o f p r i m a y r d i s t i l l a t i o n c o l u m n , o v e r h e a d c o o l e r o f F C C U m a i n r f a c t i o n a t o r , h e a t e x c h a n g e r f o r c r u d e d e s a l t e r i n j e c t i o n w a t e r a n d a i r p r e h e a t e r s o f b o i l e r s e t c . S I N O P E C M a o m i n g C o m p a n y b e g a n t o u s e e n a m e l o v e r h e a d c o o l e r s i n c r u d e d i s t i l l a t i o n u n i t i n 1 9 9 9 a n d e n a m e l c o o l e r s p e r f o r m w e l认o p e r a t i o n . I n a d d i t i o n , t h e e n a m e l s p i r a l l f o w h e a t e x c h a n g e r i s a d v a n t a g e o u s i n i m p o r v i n g t h e r m a l e 伍c i e n c y . K 们 i v r i o r i 如 : e n a m d , h e a t e x c h a n g e r , c o r r o s i o n } z一 O H O } O . O - , } a O , 、 ‘ ‘.‘, 口‘ , .‘, .‘, .‘ , . ba ’ , 工高硫高酸原油设备防腐蚀新技术” 研修班顺利举行 齐普石化公司培训中 心于2 0 0 7 年1 1 月S 日 至1 0 日 在 中国石化集团炼油继续工程教育齐普基地举办了“ 加工商 硫高酸原油设备防腐蚀新技术” 研修班。参加研修的人员 为炼油、 炼化企业生产运行处、 机动设备处、 压力容器监测 中心等部门负责人、 车间设备主任、 设备管理技术人员及防 腐技术人员等。 研修的主要内容为: ( 1 ) 石化防腐工艺及防腐材料; ( 2 ) 加工高硫高酸原油设备腐蚀与防护技术综合应用; ( 3 ) 特种 材料在石油化工设备上的应用; ( 4 ) 设备腐蚀的在线 ) 石油化工装置的腐蚀特点及对策。 中国石化集团防腐蚀研究中心和齐奋石化公司等单位 的专家参加了授课与答疑。 ( 燕林 供稿) 14 l 40 . 3 7 40 . 1 2 40 . 6 5 40 . 4 5 40 . 0 3 5 : - . ; 0 . 似 40 . 4 5 蕊0 . 2 2 > 4 3 0 瓷换热管与螺旋折流板结合起来 , 使搪瓷换热管螺 旋折流板的特点可以更加充分地显示出来。该种 形式的换热器虽然制造工艺复杂, 但对于重油、 油 浆、 原料油等较粘物质在交换过程 中防止粘附物 料, 耐磨防腐蚀, 提高换热效率等方面却有着其它 换热器无法比拟的优势。 A p p l i c a t i o n o f E n a m e l H e a t E x c h a n g e r s M o G u a n g t v e n 万方数据


365体育官网

上一篇:重磅发改委产业结构调整指导鼓励人工智能、创

下一篇:张庆九)