关于塔体材料的选择

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1、关于塔体材料的选择大型焦炭塔几个设计问题的探讨延迟焦化工艺是加工渣油的重要手段，目前越來越受到人们的关注。釆用先进技术改进焦炭塔设计，提高焦炭塔操作的稳定性，延长焦炭塔的寿命是当务之急。美国石油学会1996年至1998年对焦炭塔作了第三次调查（以下简称API调查），收到了54份报告，调查了17家公司的145台焦炭塔。我国1995年曾对国内十家炼汕厂的延迟焦化装置作了调查。最近我公司也对国内部分炼厂的焦炭塔作了调查。木文就其中的一些共性问题再结合美国焦炭塔网站的有关资料进行讨论。1、关于操作循环周期2、关于塔体材料的选择3、关于复层材料的选择4、关于复

2、层焊接材料的选择5、关于裙座的结构型式6、焦炭塔要不要膨胀缝7、关于焦炭塔最大真径8、关于焦炭塔的保温9、关于减缓对焦炭塔热冲击的措施1、关于操作循环周期目前国内设计的焦炭塔操作循环周期大都是48小吋，生焦时间为24小吋。为了提高处理能力和节省投资，国外缩短了生焦时间，通常为10〜24小时，平均生焦时间为15〜16小时。根据API调查的54份报告，其屮有15份生焦周期为16小时，有11份报告生焦吋间为18小时（见图1）。冃前生焦周期时间1012141618202224（小时）图1生焦周期时间目前的焦炭塔设计，提高了材质等级，改进了设计结构，采取了一系

3、列抗疲劳措施，疲劳寿命大大提高了，完全有能力适应缩短生焦周期的工况。例如，裙座与塔体是最容易出现失效的部位。据计算，早期设计的焦炭塔的搭接结构疲劳寿命为478次，对接结构为598次，而改进的堆焊结构可达5503次，锻焊结构疲劳寿命更长，达到14508次。另外，随着装置犬型化，焦灰塔的直径需要增人，但因为受除焦机械能力所限,塔直径不能无限增大，目前美国在役焦炭塔最大直径为28〜29英尺。提高单塔处理能力，通常采用缩短循环周期的办法来实现。据资料介绍，鲁姆斯(Lummus)规定的切换周期时间为36小时，时间分配如下:18.0小时切换塔0.5小吋小吹气0.

4、5小时大吹气1.5小时小给水1.0小时大给水3.5小时2.0小时顶底头盖拆卸0.5小时水力除焦3.5小时装头盖/压力试验1.0小时4.0小时塔预热升温0.5小吋总计36.5小时尽管缩短循环周期会给目前的操作习惯造成冲击。但不可否认，这是生产发展的必然趋势。2、关于塔体材料的选择过去我国的焦炭塔材质都米用碳钢，大多数是20g。随着技术进步及延迟焦化装置大型化的需要，焦炭塔大型化是必然趋势。从2000年我国第一个C.Mo钢塔问世以来，Cr-Mo钢塔不断出现，到目前为止已有12台C.Mo钢塔投入使用。据API调查，1950〜1959年，大量采用碳钢和C-M

5、o钢。1980〜1997年大量使用Cr-Mo钢，见图20CrMo钢屮经常用的是lC「l/2Mo、1l/4Cr-l/2Mo和2l/4Cr-1.0Moi冈。见图3。从1970年以后，Cr-Mo钢塔的数量不断增加，尤其是1l/4Cr-l/2Mo钢塔增加很快。因为11/4C-1/2MO钢和lCr-l/2Mo钢相比,许用应力高，对缺口敏感性小，耐热性更好。见下表：表1材料lCr-0.5Mo1.25Cr-0.5Mo-Si注许用应力475°C(Mpa)107116按ASMEVIII篇第一分篇高温屈服强度475°C(Mpa)176.5185.5按ASMEII篇D分篇

6、1l/4Cr-l/2Mo钢，我国的钢号为14CrlMoR,据调查，舞阳钢厂能生产，性能符合设计要求，我们准备设计1l/4Cr-l/2M。钢的大型焦炭塔。API调查指出：新塔的材料选择趋向于提高C「Mo合金元素的含量。为了进一步提高焦炭塔寿命，美国已开始采用2l/4Cr-1.0Mo钢，例如福斯特.维勒(Foster-Wheeler)公司为卬度设计的直径29英尺的焦炭塔卜•部锥体采用21/4C-1.0MO钢，上部采用1l/4Cr-l/2Mo钢。据资料介绍，美国目前正在研究采用3Cr-1.0Mo钢制造焦炭塔。图2材料选择的趋势(壳体和锥体)调查份数1950

7、-1969197019791980-1997调查份数-1/4Cr-1/2MoA,'1Cr-1/2MolCr-1/2Moosc1,2MoC-1/2MO1/4CrdMo材料选择的趋势（壳锥材料）CrMo3jf・・Y♦♦・■■厂■+♦♦•・f"♦材CMo-0料c1♦♦♦w■♦01955196019651970197519601985199019952000图3材料选择的趋势（壳体和锥体）C-1/2MO121Cr-1/2Mo安装时期材料选择的趋势（壳锥材料）2-IMCMMo0•••43211CM/2MO■■■♦■•・・"C-1/2MO4匕♦

8、♦•一―'・■■—一•・01955I960196519701»75I96019851990199S2000安