宁夏石化烷基化系统废酸回收装置打通技术难点

本报讯 8月27日,中国石油宁夏石化公司烷基化系统废酸回收装置废酸焚烧炉在炼油装置停车检修结束后开始烘炉,9月8日完成烘炉工作,衬里隔热保温情况正常,炉体壁温符合设计要求。
宁夏石化烷基化的废酸回收装置建成于2019年8月,投入使用后炉壁温度过高,导致无法使用。在对比多家方案后采用了联合矿产有限公司的耐火材料方案,经过历时3个月的整改。废酸焚烧炉于2020年9月烘炉成功,温度控制达到预期标准,停炉检查内部衬里材料状态良好,达到再次起炉正式投用标准。据技术人员介绍,烷基化系统是生产国Ⅵ汽油的最终步骤,烷基化系统的硫酸回收装置机理是将浓度为90%左右的废硫酸在1100℃-1400℃焚烧裂解产生二氧化硫(SO2)去除杂质后氧化生成三氧化硫(SO3)再吸收生产98%的浓硫酸。核心装置废酸裂解炉内部温度长期控制在1200℃以上,这就成为了系统运行的桎梏,因为要在系统内部温度有所波动的条件下控制炉壁钢壳温度,既要高于硫酸的凝露温度(260℃)以免硫酸腐蚀设备钢壳,又需要低于钢壳的长期安全使用温度(350℃),确保设备安全,实际控制中操作区间只有250℃-350℃这90℃的操作空间。耐火方案设计不合理,导致炉壁超温是导致我国大部分烷基化硫酸回收装置无法正常运行的主要原因。
据悉,宁夏石化烷基化废酸回收项目采用了联合矿产(天津)有限公司的成套温度控制方案,成功的解决了这一难题。控制炉内温度主要依靠耐火材,宁夏石化采用的耐火材料方案着重的考虑了材料的强度和不同位置的细节变化。与传统方案不同的是,这个方案在计算炉内温度的同时核算了耐火材料的结构强度。联合矿产(天津)有限公司从耐火材料研发中就将结构强度纳入材料设计的一个方面,着重收集不同工况下材料强度,在设备制造方岳阳钟鼎热电工电磁科技有限公司提供的设备基础数据的协助下,在设计中将材料研发时的数据与焚烧炉内工况进行设计核算。这种设计方式保证了耐火材料强度的结构完整性,减少了因力学结构性脱落造成的耐火材料失效。同时,在宁夏石化项目的设计中更加注重细节的考虑,对部分敏感易出问题的部位做出细节设计,结合联合矿产有限公司的结构核算,极大的保证了耐火材料的稳定性,确保了整个方案的一次性实践成功。
宁夏石化项目部高级工程师凌开学介绍,随着环保要求的提高和我国原油油品的质量问题,烷基化在全国推广已经是势在必行。我国硫酸回收现在将近70%的装置是采用焚烧裂解的方式,即采用的P&P公司硫酸法工艺,但硫酸回收装置的无法正常运行会造成一天十几万的损失,现在我们这套焚烧炉衬里工艺的良好运行希望可以起到一个带动作用,让更多的企业受益。
中国石油天然气第一建设有限公司宁夏石化项目部经理洪宾院表示,耐火材料的精细化设计施工已经是炼化行业必要的需求了。这不仅需要短时间的对产品的严格把控,而且需要的是长时间的项目积累,这套自己研发的设备高温控制设计系统就完全可以满足石化炼化装置的要求。

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