裂解爐管用高溫材料|HK40爐管使用溫度
裂解爐的爐管與一般加熱爐管不同。一般加熱爐不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),僅是使物料汽化和升溫,而裂解爐爐管內(nèi)是進(jìn)行強(qiáng)烈吸熱的裂解反應(yīng)。物料在管中流速較大,停留時(shí)間極短,要在每單位時(shí)間每單位傳熱面積對(duì)反應(yīng)物流供給大量熱量,因此必須提供熱強(qiáng)度。
五十年代,爐管可耐溫800℃,現(xiàn)在已提高到1070℃下長(zhǎng)期工作。爐管材料必須耐高溫氧化和較好高溫力學(xué)性能。
現(xiàn)代裂解爐管在近出口端的管徑最大用到178mm,一般都在152以下,傾向采用較小管徑,如50、60、89、95mm等。現(xiàn)在發(fā)展起來(lái)的毫秒裂解爐則用到小于50mm的管徑,以強(qiáng)化傳熱在毫秒級(jí)的較短停留時(shí)間提高溫度,從而提高其裂解深度。
SRT-II型爐和SRT-III型裂解爐是二種常用爐型。II型管外壁溫度1040℃,III型1100℃。II型反應(yīng)管選Cr25Ni20,III型改為Cr25Ni35(HP-40)反應(yīng)管。
乙烯裝置的柴油裂解爐采用SRT-III型爐。爐管采用HP-40WM爐管,其耐熱溫度達(dá)1100℃。這種爐管的合金中加入少量金屬鎢和鈮,以提高爐管抗應(yīng)力疲勞和提高爐管的抗?jié)B碳性。
采用SRT-IV HS型裂解爐,輻射段裂解爐管每臺(tái)有四組爐管。每組的第一程爐管為16根,第二程為2根,共兩程。輻射段共有爐管72根。爐管尺寸:第一程56X6.4mm;第二程116X7.1mm;兩根底部集合管141X6.4mm;單程爐管長(zhǎng)度約為13m,由3---4段管子組焊而成。采用加鈮的HP-40離心澆鑄管。化學(xué)成分:25Cr-35Ni-0.4C+Nb,Nb的含量為0.6---1.5%。管內(nèi)壁要求加工。橫跨溫度為531---658℃,出口溫度836---866℃,管壁允許最高溫度1150℃。
石油化學(xué)工業(yè)的揮發(fā)油的水蒸汽改質(zhì)爐,其操作的工作溫度超過(guò)950℃;乙烯分解爐要在超過(guò)1050℃的條件下進(jìn)行作業(yè)。這類(lèi)反應(yīng)爐在使用各種耐熱鋼和屬于Incoloy800等高溫合金的同時(shí),還使用相當(dāng)數(shù)量的耐熱鑄鋼。尤其在改質(zhì)爐和分解爐所用管材方面,都大量使用HK40(0.4Cr-25Cr-20Ni)離心鑄造的耐熱鋼管。對(duì)使用溫度比HK40更高的離心鑄管的要求日益增多。
HK40爐管不僅在中型也在大型化肥廠使用,是化肥廠關(guān)鍵部件。大慶石化總廠曾使用改爐管達(dá)4---7萬(wàn)小時(shí)。
我國(guó)引進(jìn)的年產(chǎn)30萬(wàn)噸合成氨設(shè)備,一段轉(zhuǎn)化爐是其中的心臟,爐管也為HK40離心鑄管。