煤化工甲醇制烯烴裝置大型低溫球罐選材

第37卷增刊VoL 37 Sup2008年8月PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT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3(1神華包頭煤化工有限公司聚丙烯項目,內蒙古包頭0140102.中國石油蘭州石化分公司烯烴事業(yè)部,甘肅蘭州7300603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(lèi)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(lèi)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, ChinaAbstract: The ethylene spherical tank and the propylene spherical tank are low temperaturespherical 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(gè)背景下應運而生,煤制烯烴工藝是煤化油進(jìn)口依存度將達到50%。近年來(lái),國際石油價(jià)格工產(chǎn)業(yè)的重要路線(xiàn)之一,甲醇制烯烴裝置(簡(jiǎn)稱(chēng)不斷攀升,石油化工的成本越來(lái)越高,壓力越來(lái)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(gè)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(dòng)石鍵設備,其安全可靠性對于整個(gè)烯烴廠(chǎng)的安全平穩油替代戰略的實(shí)施,滿(mǎn)足經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的需要。煤運行起到至關(guān)重要的作用。收稿日期:2008-03-26作者簡(jiǎn)介:曹剛(1975),男,遼寧盤(pán)錦人,工程師長(cháng)期從事煉油催化裝置設備管理工作增刊剛,等:煤化工甲醇制烯烴裝置大型低溫球罐選材231神華包頭煤化工MTO裝置簡(jiǎn)介MTO反應器(溫度480~550℃,壓力0.04~0.05MPa),在催化劑作用下,甲醇脫水生成二甲醚,隨1.1MTO裝置后轉化為烯烴,烯烴經(jīng)過(guò)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,冉送到下游裝置生產(chǎn)聚乙烯第一個(gè)煤制烯烴示范工程,以煤炭為原料生產(chǎn)過(guò)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60×10′t/aMTO裝置是煤制套且規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(kāi)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見(jiàn)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(jìn)入裂解裝置低溫球罐工藝參數見(jiàn)表2。表1MTO裝置低溫球罐工藝參數操作/設計條件體積質(zhì)量(單臺)序號設備名稱(chēng)設備位號數量密度/g·cm度/℃壓力/MPa乙烯儲罐169V-101AD0.4330/-452.0/2.220002丙烯儲罐169v-103AC0/-501.3/2.2表2乙烯工業(yè)裂解裝置低溫球罐工藝參數操作/設計條件體積質(zhì)量(單序號設備名稱(chēng)材質(zhì)密度/g溫度/℃壓力/MPa乙烯儲0.431.5~2.0/2.32000~340JFE-HITEN610U2L丙烯儲罐9 MnNIDR38.0~40.0/50.01.5~1.7/2.22000煤化工工業(yè)在國內屬于新興的產(chǎn)業(yè),MTO裝做法:一種是選用國產(chǎn)材料,另一種是選用進(jìn)口材置低溫球罐的選材沒(méi)有完全可以借鑒的裝置。雖然料。據不完全統計國內目前正在運行的1500m2低溫球罐在國內乙烯工業(yè)中十分常見(jiàn),但與MTω以上的乙烯球罐約60臺,其中選用進(jìn)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1700m3~2000m3)?？闯?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計參數相似,但丙烯球罐的溫-30℃狀態(tài)下使用,受到材料、工藝技術(shù)等限制,工藝設計參數差別很大。因此,MTO裝置的低溫直沒(méi)有實(shí)現國產(chǎn)化,全部由國外進(jìn)口。但從上世球罐可以借鑒乙烯工業(yè)中的低溫球罐,但又要根據紀90年代起逐步釆用國產(chǎn)球罐用鋼,在今后一段時(shí)本裝置自身的工藝特點(diǎn)進(jìn)行選材。間,我國(80~100)×10t/a規模的乙烯項目會(huì )不國內乙烯工業(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(huì )越來(lái)越高2.1進(jìn)口鋼板使用情況情況調查目前在用的采用進(jìn)口材料制造的1000m3以煤化工MTω裝置低溫球罐的選材應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)EN610U2L等。驗,制定出適合自己的行業(yè)選材標準,達到安全、經(jīng)早期采用 REVER ACR610L鋼板制造的球罐,濟的目的安裝后未進(jìn)行整體熱處理,在球罐內壁多次出現過(guò)目前,國內乙烯工業(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,更應以保證安全穩妥的態(tài)裝置中各進(jìn)口了4臺2000m3乙烯球罐,材料為川度進(jìn)行選材。崎的SPV490Q+LT50,安裝后未進(jìn)行整體熱處理運行一個(gè)周期之后,開(kāi)罐檢査情況良好,說(shuō)明這類(lèi)球3煤化工MTO裝置大型低溫球罐用鋼建罐材料能夠滿(mǎn)足設備的正常使用,但應用的業(yè)績(jì)相對較少。綜上所述,我國對乙烯工業(yè)中國產(chǎn)大型球罐用從進(jìn)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(guò)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(jì),進(jìn)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)數據,不斷改良低溫用鋼材質(zhì)才能大高。近些年,使用 JFE-HITEN610U2L制造乙烯球規模推廣使用。對于當前國內煤化工MTO裝置來(lái)罐的業(yè)績(jì)也很多,例如吉化乙烯改造擴建工程,其中說(shuō),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(lèi)材料,安裝后進(jìn)產(chǎn)鋼板還沒(méi)有業(yè)績(jì),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。早期大多數素。乙烯球罐溫度低、壓力高,這就要求鋼板的厚度從日本進(jìn)口的乙烯球罐大多未進(jìn)行熱處理,在使用要增加,以滿(mǎn)足球罐使用具有足夠的強度。但鋼板中出現過(guò)一些質(zhì)量問(wèn)題,球罐內壁有裂紋產(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(jìn)行改板具有較好的低裂紋敏感性,但在大線(xiàn)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(jìn)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用,使得進(jìn)口球罐的安球罐的業(yè)績(jì)來(lái)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國產(chǎn)鋼板使用情況工藝,在建設和生產(chǎn)過(guò)程中還存在著(zhù)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,根據上的乙烯球罐的材質(zhì)均為國產(chǎn)CF-62鋼(前文分析,建議選用國外現今使用較為廣泛,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(jìn)口鋼板制化等均有應用。從實(shí)際投用球罐的開(kāi)罐檢查情況表造低溫球罐:①日本新日鐵公司生產(chǎn)的N-TUF490明,國產(chǎn)鋼板的安全使用性能還需綜合評價(jià)。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EN610U2L鋼板格),還未出現過(guò)因鋼材本身引起的質(zhì)量問(wèn)題,但在此兩種鋼材的優(yōu)點(diǎn)在于:①在國內乙烯工業(yè)中制造、安裝上與進(jìn)口鋼板在性能上還存在著(zhù)一定的低溫球罐應用較多,積累了大量的設計、制造和運行差距。與進(jìn)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國內能生產(chǎn)與之匹配的鍛件和球罐時(shí)球殼分片多,焊縫比較長(cháng),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(cháng)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(kāi)發(fā)出新的鋼種,經(jīng)過(guò)全購經(jīng)濟性較高。且給出評審結論:B610CFL1和B61F12調質(zhì)鋼4結婷國鍋爐壓力容器標準化技術(shù)委員會(huì )的專(zhuān)家評審,并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(lái),我國大煉油、大化工發(fā)展迅速,煤化鋼板應用于球形儲罐時(shí),應本著(zhù)積極、慎重的原則,工也有了長(cháng)足的發(fā)展,希望國內鋼鐵公司及材料研由有豐富使用經(jīng)驗的設計單位進(jìn)行設計,并應編制究部門(mén)以此為契機,加快低溫用鋼的開(kāi)發(fā)研制進(jìn)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(mén)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(shí),應當盡量避業(yè)的發(fā)展,給與必要的資金投入,生產(chǎn)出安全可靠開(kāi)需進(jìn)行焊后熱處理的厚度范圍。的低溫用鋼,擴大國產(chǎn)低溫用鋼的使用業(yè)績(jì),早日結從上面專(zhuān)家評審的意見(jiàn)可以看出,在采用國產(chǎn)束基于安全方面考慮,大型低溫球罐用鋼仍需進(jìn)口CF系列鋼板制造低溫球罐時(shí),特別是2000m3的的局面大型低溫球罐,還釆取慎重的態(tài)度選材制造,對于