第37增刊月PETRO CHEMICAL EQUI MENTAug.2008制造技術(shù)文章編號:1000-7466(2008)增刊002203煤化工甲醇制烯烴裝置大型低溫球罐選材曹剛,王煒2,趙志(1神華包頭煤化工有限公司聚丙烯項目,內(nèi)蒙古包頭014010;2.中國石油蘭州石化分公司烯烴事業(yè)部,甘肅蘭州730060;3中國石油塔里木油田分公司人事處,新疆庫爾勒841000摘要:煤化工MTO裝置中乙烯球罐和丙烯球罐屬于低溫球罐。介紹了此類大型低溫球罐鋼板的選用情況,并針對煤化工這一新興產(chǎn)業(yè),給出了MTO裝置大型低溫球罐用鋼板的選用建議。關(guān)鍵詞:球罐;低溫;煤化工;MTO裝置;鋼板中圖分類號:TQ050.4文獻標志碼:BMaterial Selection for Large Low Temperature SphericalTank in MTO Plant of Coal Chemical IndustryCAO Gang, WANG Wei", ZHAO Zhi(1. Shenhua Baotou Coal Chemicals Company, Baotou 014010, China;2. CNPC Lanzhou Petrochemical Alkene Dept, Lanzhou 730060, China;3. CNPC Tarim Oilfield Company Personnel Dept, Korla 841000, China)Abstract: The ethylene spherical tank and the propylene spherical tank are low temperaturepherical tanks in Methanol to Olefins (MTO)plant of the coal chemical industry. The selection ofsteel plate for large-scale low temperature spherical tank was introduced. A proposal for largescale low temperature spherical tank steel plate for the new industry of coal chemical has beenspecifically described.Key words: spherical tank; low temperature; coal chemical industry: methanol to olefinsplant; steel plate我國石油、天然氣資源短缺,到2010年,中國石化工在這個背景下應(yīng)運而生,煤制烯烴工藝是煤化油進口依存度將達到50%。近年來,國際石油價格工產(chǎn)業(yè)的重要路線之一,甲醇制烯烴裝置(簡稱不斷攀升,石油化工的成本越來越高,壓力越來越MTO裝置)是煤制烯烴項目的核心裝置,乙烯、丙大,已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的一個瓶頸。而我國烯低溫球罐(作為中間產(chǎn)品儲罐)是MTO裝置的關(guān)煤炭資源相對豐富,發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè),有利于推動石鍵設(shè)備其安全可靠性對于整個烯烴廠的安全平穩(wěn)油替代戰(zhàn)略的實施,滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。煤運行起到至關(guān)重要的作用。中國煤化工收稿日期:200803-26CNMHG作者簡介:曹剛(1975-),男,遼寧盤錦人,工程師,長期從事煉油催化裝置設(shè)備管理工作增刊曹剛,等:煤化工甲醇制烯烴裝置大型低溫球罐選材MTO反應(yīng)器(溫度480~550℃,壓力0.04~0.051神華包頭煤化工MTO裝置簡介MPa),在催化劑作用下,甲醇脫水生成二甲醚,隨1.1MTO裝置后轉(zhuǎn)化為烯烴,烯烴經(jīng)過分離,提煉出工業(yè)級乙烯和神華包頭煤制烯烴項目是“十一五”國家核準的丙烯及其它烯烴產(chǎn)品,再送到下游裝置生產(chǎn)聚乙烯第一個煤制烯烴示范工程,以煤炭為原料生產(chǎn)過去和聚丙烯只能利用石油為原料的烯烴及下游產(chǎn)品,是世界首采用全新技術(shù)的60×10t/aMTO裝置是煤制套且規(guī)模最大的煤基甲醇制烯烴(乙烯和丙烯聯(lián)產(chǎn))烯烴項目的核心裝置,它聯(lián)結(jié)上游的甲醇合成裝置大型工業(yè)化示范裝置,年產(chǎn)乙烯和丙烯各30×10t。和下游的聚乙烯及聚丙烯裝置,在煤制烯烴項目中MTO裝置采用中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究處于十分重要的地位。所自主開發(fā)、世界領(lǐng)先的DMTO技術(shù)(MTO技術(shù)L.2MTO裝置低溫球罐工藝參數(shù)在國際上目前僅有美國UOP公司和中國科學(xué)院大MTO裝置低溫球罐工藝參數(shù)見表1,乙烯工業(yè)連化學(xué)物理研究所兩家擁有),以甲醇為原料,進入裂解裝置低溫球罐工藝參數(shù)見表2。表1MTo裝置低溫球罐工藝參數(shù)設(shè)備位號操作/設(shè)計條件體積質(zhì)量(單臺序號設(shè)備名稱數(shù)量密度/g·cm溫度/℃壓力/MPa乙烯儲罐169V101AD2.0/2.22000丙烯儲罐20/-501.3/2.2表2乙烯工業(yè)裂解裝置低溫球罐工藝參數(shù)操作/設(shè)計條件體積質(zhì)量(單臺)序號設(shè)備名稱材質(zhì)數(shù)量密度/g溫度/℃壓力/MPa-30.0~-27.0/1乙烯儲1.5~2.0/2.32000JFE-HITEN610U2L2丙烯儲罐38.0~40.0/50.01.5~1.7/2.2340煤化工工業(yè)在國內(nèi)屬于新興的產(chǎn)業(yè),MTO裝做法:一種是選用國產(chǎn)材料,另一種是選用進口材置低溫球罐的選材沒有完全可以借鑒的裝置。雖然料。據(jù)不完全統(tǒng)計,國內(nèi)目前正在運行的1500m3低溫球罐在國內(nèi)乙烯工業(yè)中十分常見,但與MTO以上的乙烯球罐約6臺,其中選用進口材料的球罐裝置相比,還有一定的差異。從表1~表2中可以約20臺(多為1700m2~2000m23)。看出,煤化工MTO裝置中的乙烯球罐與乙烯工業(yè)20世紀90年代以前,大型乙烯球罐由于在低中的乙烯球罐的工藝設(shè)計參數(shù)相似,但丙烯球罐的溫一30℃狀態(tài)下使用,受到材料、工藝技術(shù)等限制,工藝設(shè)計參數(shù)差別很大。因此,MTO裝置的低溫直沒有實現(xiàn)國產(chǎn)化,全部由國外進口。但從上世球罐可以借鑒乙烯工業(yè)中的低溫球罐,但又要根據(jù)紀9年代起逐步釆用國產(chǎn)球罐用鋼,在今后一段時本裝置自身的工藝特點進行選材。間,我國(80~100)×101t/a規(guī)模的乙烯項目會不2國內(nèi)乙烯工業(yè)大型低溫球罐的材料選用斷增多,大型低溫球罐國產(chǎn)化的程度將會越來越高情況調(diào)查2.1進口鋼板使用情況目前在用的采用進口材料制造的1000m3以煤化工MTω裝置低溫球罐的選材應(yīng)借鑒乙烯上的乙烯球罐,其材料主要有 REVER ACR610L、工業(yè)中低溫球罐的選材,不但要做到有理可循、可NTUF490、SPV490Q+LT50以及 JFE-HIT依,而且還需要在不斷的發(fā)展中逐步積累自己的經(jīng)EN6驗,制定出適合自己的行業(yè)選材標準,達到安全、經(jīng)中國煤化工鋼板制造的球罐,濟的目的。安裝CNMH〔內(nèi)壁多次出現(xiàn)過前,國內(nèi)乙烯工業(yè)低溫球罐選材主要有2種裂紋,球罐存在缺陷的幾率較大。20世紀90年代石油化工設(shè)備2008年第37卷吉林石化公司和茂名石化公司的30×10t/a乙烯MTO裝置的低溫球罐,更應(yīng)以保證安全穩(wěn)妥的態(tài)裝置中各進口了4臺2000m3乙烯球罐,材料為川度進行選材。崎的SPV490Q+LT50,安裝后未進行整體熱處理,運行一個周期之后開罐檢查情況良好,說明這類球3煤化工MTO裝置大型低溫球罐用鋼建罐材料能夠滿足設(shè)備的正常使用,但應(yīng)用的業(yè)績相對較少。綜上所述,我國對乙烯工業(yè)中國產(chǎn)大型球罐從進口材質(zhì)的使用情況看,NTUF490使用制鋼采取了謹慎的態(tài)度。雖然國內(nèi)有能力研發(fā)制造大造的經(jīng)驗較多,已可以與國產(chǎn)的鍛件匹配經(jīng)過整體型低溫球罐,但還需逐步在工業(yè)生產(chǎn)中增加業(yè)績,進熱處理之后運行情況良好,球罐的安全使用性能較步積累生產(chǎn)數(shù)據(jù),不斷改良低溫用鋼材質(zhì),才能大高。近些年,使用JFE- HITEN610U2L制造乙烯球規(guī)模推廣使用。對于當(dāng)前國內(nèi)煤化工MTO裝置來罐的業(yè)績也很多,例如吉化乙烯改造擴建工程,其中說,選用CF-62鋼板制造2000m3的乙烯球罐,國的2000m3乙烯球罐即是釆用此類材料,安裝后進產(chǎn)鋼板還沒有業(yè)績,在使用安全上還存在不確定因行整體熱處理,投產(chǎn)運行后情況良好。早期大多數(shù)素。乙烯球罐溫度低、壓力高,這就要求鋼板的厚度從日本進口的乙烯球罐大多未進行熱處理,在使用要增加,以滿足球罐使用具有足夠的強度。但鋼板中出現(xiàn)過一些質(zhì)量問題,球罐內(nèi)壁有裂紋產(chǎn)生,鋼板的厚度太大,這給焊接工藝增大了難度。CF-62鋼的焊接裂紋敏感性較大。但隨后的鋼種不斷進行改板具有較好的低裂紋敏感性,但在大線能量焊接性良,鋼材加工和球罐制造的技術(shù)水平也不斷提高,并能上還需進一步提高論證,并有待于制造安裝大型且整體熱處理工藝的合理應(yīng)用,使得進口球罐的安球罐的業(yè)績來證明。全使用性能有很大提高由于甲醇制烯烴工藝屬于新興的一種烯烴制造2.2國嚴鋼板使用情況工藝,在建設(shè)和生產(chǎn)過程中還存在著很多不確定的目前,在用的采用國產(chǎn)材料制造的1000m3以因素,因此,為了降低甲醇制烯烴裝置的風(fēng)險,根據(jù)上的乙烯球罐的材質(zhì)均為國產(chǎn)CF-62鋼(即前文分析,建議選用國外現(xiàn)今使用較為廣泛,技術(shù)比07 MnNiCrMoVdr鋼),在大慶石化、蘭化、揚子石較成熟的鋼種,由此建議使用以下2種進口鋼板制化等均有應(yīng)用。從實際投用球罐的開罐檢査情況表造低溫球罐:①日本新日鐵公司生產(chǎn)的NTUF490明,國產(chǎn)鋼板的安全使用性能還需綜合評價。雖然鋼板。②日本JFE公司生產(chǎn)的NK-HIT由國產(chǎn)鋼材制造的乙烯球罐(到目前為止100%合EN610UL鋼板格)還未出現(xiàn)過因鋼材本身引起的質(zhì)量問題,但在此兩種鋼材的優(yōu)點在于:①在國內(nèi)乙烯工業(yè)中制造、安裝上與進口鋼板在性能上還存在著一定的低溫球罐應(yīng)用較多,積累了大量的設(shè)計制造和運行差距。與進口鋼板相比,國產(chǎn)鋼板板幅小,因而制造經(jīng)驗,安全性高。②國內(nèi)能生產(chǎn)與之匹配的鍛件和球罐時球殼分片多,焊縫比較長,產(chǎn)生缺陷的可能性焊條,具有一定的經(jīng)濟性。③日本新日鐵公司和較大。JFE這兩家鋼鐵公司與國內(nèi)一些球罐制造企業(yè)建立近幾年,我國鋼鐵企業(yè)也加快了對大型球罐用了長期合作的伙伴關(guān)系,采購周期可以縮短,批量采CF系列鋼板的研制,不斷開發(fā)出新的鋼種,經(jīng)過全購經(jīng)濟性較高。國鍋爐壓力容器標準化技術(shù)委員會的專家評審,并且給出評審結(jié)論:B610CFL1和B610CF-L2調(diào)質(zhì)鋼結(jié)語板可以用于制造冷壓成形的低溫球罐,但在該系列近幾年來,我國大煉油、大化工發(fā)展迅速,煤化鋼板應(yīng)用于球形儲罐時,應(yīng)本著積極、慎重的原則,工也有了長足的發(fā)展,希望國內(nèi)鋼鐵公司及材料研由有豐富使用經(jīng)驗的設(shè)計單位進行設(shè)計,并應(yīng)編制究部門以此為契機加快低溫用鋼的開發(fā)研制進程,詳細、合理的球形儲罐制造、安裝技術(shù)條件,并且在也希望國家有關(guān)部門及大型化工企業(yè)支持民族鋼鐵采用該系列鋼板制造球形壓力容器時,應(yīng)當(dāng)盡量避業(yè)的發(fā)展,給與必要的資金投入,生產(chǎn)出安全可靠開需進行焊后熱處理的厚度范圍的同產(chǎn)低沮田的使用業(yè)績,早日結(jié)從上面專家評審的意見可以看出在采用國產(chǎn)束基中國煤化工求罐用鋼仍需進口F系列鋼板制造低溫球罐時,特別是200x的的局CNMHG大型低溫球罐,還釆取慎重的態(tài)度選材制造,對于(許編)