2007年8月大氣私Auyg.2000第30卷第4期.Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol.30 No.4煤焦?jié){氣化爐用耐火材料的選擇李丹'馮寶琦侯書波’張濤'(1.中鋼集團(tuán)洛陽耐火材料研究院,河南洛陽,471039;2.中石化齊魯分公司第二化肥廠,山東淄博255400)摘要采用回轉(zhuǎn)抗渣法進(jìn)行氧化鋯磚.高純剛玉磚、鉻剛玉磚.86高鉻磚和90高鉻磚等不同材質(zhì)耐火材料抗石油焦渣侵蝕能力的對比試驗,并采用掃描電鏡和X衍射等分析方法對侵蝕試驗磚的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察與分析,研究了不同材質(zhì)耐火材料抗石油焦渣侵蝕能力的差異。結(jié)果顯示:90高鉻磚抗石油焦渣侵蝕能力最好,試驗前后厚度幾乎無變化;氧化鋯磚最差,侵蝕厚度達(dá)14mm;不同材質(zhì)耐火材料抗侵蝕性能優(yōu)劣的順序為:90鉻磚>85鉻磚>鉻剛玉磚>剛玉磚>氧化鋯磚。關(guān)鍵詞氣化爐 石油焦耐火材料侵蝕1概述火材料之間的反應(yīng),是減少耐火磚使用壽命的主石油焦是由延遲焦化裝置生產(chǎn)的黑色固體或要因素,本試驗采用石油焦渣作為侵蝕試驗原料。粉末,屬煉油工藝的副產(chǎn)品,含有約90%碳.4%表1石油焦渣化學(xué)成分氫.3.5%硫和1.4%氮,在其灰分成分中含有相當(dāng)成分ALONCaOFerO3 MgO NiO K0 Na2O TIO2 V203 SiO2多的硫氮元素和釩、鈉等金屬元素["。含量,%6.11.225.71.418.00.71.00.811.021.5隨著原油變重.重質(zhì)燃料油市場縮小以及環(huán)保因素對汽油、柴油質(zhì)量要求的提高,焦化已成為2試驗過程，重要的渣油加工手段,隨之而來的是越來越多的石油焦投放到市場。因此各國對石油焦的應(yīng)用給予了極大的重視。實踐證明,將石油焦和煤混合。65形成煤焦?jié){作為原料,采用德士古氣化工藝將其氣化轉(zhuǎn)化為潔凈的合成氣,使其在化肥、甲醇等碳公百一化工和其他聯(lián)產(chǎn)工藝中發(fā)揮更大的作用,不但節(jié)省了大量的投資和操作費用、提高了整個工廠圖1試驗磚砌筑示意的運行可靠性和效率,降低有害物質(zhì)的排放,而且選擇氧化鋯磚、高純剛玉磚、鉻剛玉磚、85鉻還提高了煉油裝置和油田的靈活性。磚、90鉻磚和95鉻磚6種標(biāo)型磚,按照GB/日本宇部氨廠和美國堪薩斯州科菲爾的農(nóng)地T8931- -88 耐火材料抗渣性試驗方法進(jìn)行抗侵蝕公司等國外公司采用煤焦?jié){作為原料,在德士古試驗。試驗在HKZ_01Y型高溫回轉(zhuǎn)抗渣試驗爐氣化爐內(nèi)合成潔凈氣已有幾年的歷史。日本宇部內(nèi)進(jìn)行,將不同耐火磚制成楔形,在抗渣試驗爐內(nèi)氨廠采用煤焦?jié){作原料,轉(zhuǎn)化率現(xiàn)已達(dá)到90% ~砌成圓簡形,如圖1所示。試驗用渣為實驗室配92% ,存在的主要問題是石油焦的殘渣中含有大置的石油焦渣,其化學(xué)成分見表1?？乖囼灎t量的重金屬(如表1所示)，粘在爐壁上與耐火材轉(zhuǎn)速為6r/min,每30min加1次石油焦渣,總計加料中的成分反應(yīng),減少了耐火磚使用壽命。目前渣量共 7kg,試驗溫度為1600 t 20心,試驗時間我國已開始采用煤焦?jié){作為氣化爐原料,因此有中國煤化工必要開展煤焦?jié){原料對氣化爐內(nèi)襯耐火材料侵蝕YHC N M H G0年畢業(yè)于鄭州工學(xué)性能的研究工作,解決內(nèi)襯耐火材料侵蝕速率快,院,高級工程師,現(xiàn)任中鋼集團(tuán)洛陽耐火材料研究院銷售公司副使用壽命短的問題。石油焦的殘渣中重金屬與耐總經(jīng)理。聯(lián)系電話: 136034797580;E-mail: lyid@ 163.oom284大氛配2007年第30 卷共48h,試驗結(jié)束后自然冷卻,冷卻至室溫后取出CaO含量是消除磚本身所含有的3% CaO穩(wěn)定劑試驗磚,將試驗磚沿縱向切開,測量不同磚的侵蝕后的Ca0含量?？梢钥闯?氧化鋯磚抗?jié)B透性最厚度,并采用掃描電鏡(SEM)等手段對試驗磚的差,熔渣沿厚度方向完全滲透;剛玉磚次之。對于滲透情況和顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。含鉻磚,鉻含量由30%提高到90%時, CaO含量為2.00%的位置距工作面距離由30mm減小至3結(jié)果與討論5mm,滲透深度明顯減小,抗?jié)B透性明顯增強。然3.1侵蝕結(jié)果而,當(dāng)進(jìn)-步增加鉻含量至95%時,抗?jié)B透性反侵蝕試驗后,將磚拆下,沿磚的中部橫向切而下降。因此,6種磚抗?jié)B透性優(yōu)劣的順序為:90開,如圖2所示?？梢钥闯?侵蝕試驗后,氧化鋯鉻磚>85鉻磚>95鉻磚>鉻剛玉磚>剛玉磚>磚變得最薄,侵蝕最為嚴(yán)重,而剛玉磚次之;對鉻氧化鋯磚。剛玉磚,侵蝕不甚明顯;而對85鉻磚.90鉻磚和表3距工作面不同距離處 CaO含量(能譜分析)95鉻磚,看不出侵蝕厚度的差別。%距工作面氧化 剛玉磚鉻剛859095磚鉻磚鉻磚4.69 8.772.62 2.38 1.82 1.662.66 2.20 3.17 2.09 2.435.74 4.453.072.22 0.56 2.835.352.62 0.65 0.58 2.0810.23 5.98 一0.62 0.89254.953.000.65 0.40 0.7:12.51 5.211.260.643.271.3510.561.51圖2侵蝕試驗后磚 的橫斷面13.89為了具體比較不同磚侵蝕厚度的差別,測量Ca0含量了試驗前后磚的厚度,如表2所示。可以看出6處跑⊥作 一約35~40 30約10-12 5 15種磚抗石油焦渣侵蝕試驗前后厚度變化順序為:面距離/mm95鉻磚=90鉻磚<85鉻磚<鉻剛玉磚<高純剛注:表中“一”表示未分析該位置化學(xué)成分。玉磚<氧化鋯磚。3.3結(jié)果分析表2侵蝕試驗前后磚的厚度和侵蝕厚度mm通過侵蝕厚度和滲透深度的試驗結(jié)果可以看磚型試驗前試驗后侵蝕厚度出，氧化鋯磚抗石油焦渣侵蝕性.滲透性均最差,氧化鋯磚64.7650.4014.36顯微結(jié)構(gòu)分析表明其原因在于CaO、ZrO2 穩(wěn)定劑.高純剛玉磚64.8460.404.44在液態(tài)熔渣作用下脫熔,氧化鋯顆粒分裂成多個鉻剛玉磚64.742.1485鉻磚65.4.65.30球形小顆粒,并形成許多裂紋,組織結(jié)構(gòu)破壞(見90鉻磚65.10圖3)。氧化鋯小顆粒在熔渣作用下,極易被沖蝕95鉻磚65.00掉,造成其抗侵蝕性差,且由于大量裂紋的存在，3.2滲透結(jié)果采用SEM,并結(jié)合EDXA分析6種磚抗?jié)B透熔渣極易沿此路徑滲透,使得抗?jié)B透性差。性的差異。由于高純剛玉磚、鉻剛玉磚、85鉻磚、90鉻磚和95鉻磚5種試驗磚本身成分中都不含有Ca0,所以這5種磚侵蝕試驗后磚中的CaO都由石油焦渣中所含的CaO帶人,因此可以用試驗磚中的CaO含量來表征渣在磚中的滲透量。而氧化鋯磚中本身含有3%的CaO穩(wěn)定劑，所以侵中國煤化工oum蝕試驗后磚中的Ca0由石油焦渣中所含的CaOCNMH G200x)和磚本身所含Ca0兩部分組成。表3給出了距工剛五傳的機反出仕肥儀對于氧化鋯磚,分析作面不同距離處的CaO含量,其中氧化鋯磚中的表明熔渣沿基質(zhì)滲透,與磚中的剛玉相反應(yīng),形成第4期李丹等. 煤焦?jié){氣化爐用耐火材料的選擇285鋁一鐵一釩一鎳復(fù)合尖晶石相和鈣長石相(見圖強,它們損毀的原因是熔渣首先與磚基質(zhì)中其他4),導(dǎo)致磚的組織結(jié)構(gòu)破壞，強度下降,在熔渣的成分反應(yīng),形成少量復(fù)合尖晶石、玻璃相,進(jìn)而導(dǎo)沖蝕、滲透作用下產(chǎn)生損毀,致使其抗侵蝕性能較致材料結(jié)構(gòu)破壞,產(chǎn)生損毀(見圖5)。差。從實驗結(jié)果可見,95鉻磚相對于90鉻磚和85鉻磚并沒有表現(xiàn)出更好的抗熔渣侵蝕、滲透性能,分析原因可能是95鉻磚中的CxO3含量偏高,給燒結(jié)帶來困難,導(dǎo)致制品晶粒發(fā)育情況不好,結(jié)構(gòu)疏松(見圖6) ,因此,有必要對95鉻磚做進(jìn)一步的研究開發(fā),以適應(yīng)在苛刻條件下的使用。圖4剛玉磚顯微結(jié)構(gòu)(200x)對于鉻剛玉磚,基質(zhì)中的氧化鉻與氧化鋁細(xì)粉形成鋁一鉻固溶體,可阻止熔渣向內(nèi)部的滲透,相對剛玉磚的抗?jié)B透性有- -定改善。鉻剛玉磚的破壞機理為:熔渣與磚基質(zhì)反應(yīng),形成鎂- -鋁-鉻-鐵-鎳復(fù)合尖晶石和鈣長石,磚的組織結(jié)構(gòu)破圖6 95 鉻磚顯微結(jié)構(gòu)(200x)壞，產(chǎn)生損壞。4結(jié)論1) 6種磚抗石油焦渣侵蝕試驗前后厚度變化順序為:(95鉻磚= )90鉻磚<85鉻磚<鉻剛玉磚<高純剛玉磚<氧化鋯磚。2) 6種磚抗?jié)B透性優(yōu)劣的順序為:90鉻磚>85鉻磚>(95鉻磚)>鉻剛玉磚>剛玉磚>氧化4 100m鋯磚。圖590 鉻磚顯微結(jié)構(gòu)(200x )鉻含量為85%和90%的高鉻磚抗侵蝕性能3)90鉻磚具有優(yōu)良的抗石油焦渣侵蝕性能，較好,以90%高鉻磚的抗侵蝕性能為最好。氧化適合用于采用石油焦作原料的氣化爐。鉻幾乎不與石油焦渣內(nèi)的成分反應(yīng)生成低溫相，參考文獻(xiàn)所以85%高鉻磚和90%高鉻磚的抗侵蝕性能良1王文選，趙石鐵,趙長遂等.石油焦燃燒特性研究.鍋爐技好,并且隨著氧化鉻含量的提高,其抗侵蝕性能增術(shù),0050306 (4):39~42SELECTION OF REFRACTORY FOR COAL COKE SLURRY GASIFIERLi Dan and Zhang Tao( Luoyang Refractory Insitue of China Steel Inc., Luoyang ,471039)Feng Baoqi and Hou Shubo( Second Chemical Fertilizer Factory of Qilu Branch Co., SINOPEC, Zibo ,255400)AbstractRotary slag resistance method was used to make comparison tests of resistance to oilcoke residue erosion of different fractories, such as zirconia brick, high purity corundum brick,chrome -corundum brick, 86 high chrome brick and 90中國煤化工5t, SEM and X-diffraction were used to observe and analyze the microscoTHCNMH GI bricks, and tostudy the different resistance to oil coke residue of differtm Tudmwios. s s Hnuin aiedby the resultthat 90 high chrome brick has best resistance to oil coke residue, with its thickness hardly changed286207年第30卷before and after the test; while zirconia brick is the worst with its thickness eroded as deep as 14mm;and the sequence of erosion resistance of different refractories is: 90 chrome brick > 85 chrome brick> chrome corundum brick > conundum brick > zirconia brick.Keywords: gasifier, oil coke, refractory, erosion2008年《大氮肥》征訂啟事《大氮肥>是中石化齊魯分公司研究院主辦的大化肥行業(yè)的專業(yè)技術(shù)刊物。1978 年創(chuàng)刊，國內(nèi)外公開發(fā)行。國內(nèi)統(tǒng)一刊號CN 37-1183/TQ.國際連續(xù)出版物號ISSN 1002-5782,廣告經(jīng)營許可證號:70303400040《大氮肥》遵循"源于企業(yè)服務(wù)企業(yè)”的辦刊宗旨,堅持“針對性、實用性為主,理論性、學(xué)術(shù)性為輔”的辦刊方針,緊密圍繞大化肥企業(yè)發(fā)展的主題，及時跟蹤國內(nèi)外的新技術(shù)發(fā)展動向,適時進(jìn)行綜合報導(dǎo)。廣泛刊登國內(nèi)外大型化肥裝置的生產(chǎn).建設(shè)研究設(shè)計、技術(shù)革新改造挖潛.節(jié)能增產(chǎn)等方面的新技術(shù)新工藝新材料新設(shè)備、新理論和新動向等。目前開設(shè)的欄目有20多個,是大化肥企業(yè)的良師益友,對大化肥企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營具有指導(dǎo)作用,可供從事大化肥行業(yè)的生產(chǎn)科研、設(shè)計等廣大技術(shù)人員、管理千部和有關(guān)大專院校師生參考,對中、小化肥廠也有參考價值?！洞蟮?為雙月刊,大16開本,72頁,逢雙月出版。每期定價10.00元,全年定價60.00元(含郵費)。自辦發(fā)行,歡迎單位和個人訂閱。訂閱者請將訂費及訂閱單、投寄簽通過郵局直接寄;山東省淄博市129信箱6分箱<《大氮肥>編輯部郵編:255400聯(lián)系人:劉增勝電話:0533-7582530傳真:0533-7582530電子信箱dd1978@ 126. com巴陵石化尿素“煤代油"改造煤氣化裝置安全運行截至200年7月8日8:30,巴陵石化尿素“煤代油”改造煤氣化裝置(合資部分,岳陽中石化殼牌煤氣化公司)實現(xiàn)安全運行30d;至7月9日,煤代油改造配套部分實現(xiàn)安全運行30d。這是該公司煤代油改造自2007年2月1日開車運行以來,實現(xiàn)的首個30d的連續(xù)運行。目前,該裝置正全力向?qū)崿F(xiàn)長周期運行60d的新目標(biāo)邁進(jìn)。在裝置運行過程中,巴陵分公司以提高煤代油裝置運行的穩(wěn)定性為關(guān)鍵點,抽調(diào)骨干力量組成特護(hù)隊伍，與合資部分一道切實做好開車成功后的工藝調(diào)優(yōu).穩(wěn)定提高生產(chǎn)負(fù)荷,延長運行周期。目前,公司實現(xiàn)了化肥、化工、化纖原料和公用工程互供,內(nèi)部資源整體優(yōu)化運行。岳陽中石化殼牌煤氣化公司于2007 年5月正式宣布進(jìn)人商業(yè)化運行。該公司加強現(xiàn)場的生產(chǎn)、設(shè)備和技術(shù)等方面的管理,為商業(yè)化運行后逐步提高效益創(chuàng)造條件。他們針對燒嘴隔焰罩容易燒壞、渣水系統(tǒng)帶氣、儀表空氣備用系統(tǒng)緩沖能力不夠控制系統(tǒng)不完善等主要問題,制定改進(jìn)計劃,落實解決方案,使生產(chǎn)日趨穩(wěn)定,運行周期不斷延長。這次周期開車,共向下游輸送氫氣14x 10*m2? ,有效降低了化工裝置的生產(chǎn)成本,開始顯現(xiàn)出煤代油項目的整體優(yōu)勢。赤天化擬4.5億元增資金赤化工貴州赤天化股份有限公司(簡稱“赤天化”)近日決定向貴州金赤化工有限責(zé)任公司(簡稱“金赤化工”)增資4.5億元.資金,并將此項增資提交該公司股東大會審議。2007年年4月,赤天化與貴州西電電力股份有限公司協(xié)議合資組建金赤化工。目前,金赤化工所建設(shè)的桐梓煤化工基地公用工程項目、桐梓年產(chǎn)11.2x 10^m2煤氣化項目、桐梓500kt氨醇聯(lián)產(chǎn)及化肥項目已全面展開,雙方首期投人資金已足額到位。根據(jù)項目建設(shè)需要,經(jīng)出資雙方承諾,擬將金赤化工的注冊資本由5億元增至10億元,即雙方在首期各投入500萬元資金的基礎(chǔ)上,再各投入4.5億元資金,雙方所增資金全中國煤化工次增資完成后,赤天化與貴州西電所持金赤化I股權(quán)比例維持不變,仍各占50%。JMH桐梓煤化工基地公用工程項目總投資估算為9.04億元;桐梓年. CNMH G資估算為1.1億元;桐梓500lk氨醇聯(lián)產(chǎn)及化肥項目總投資估算為10.03 億元。三個項目建設(shè)期均為3ao.本刊.