[发明专利]用于更换重整单元中的炉管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于更换烃类蒸气重整单元中的加热炉的炉管的方 法。

背景技术

用于例如生物甲醇的烃类或碳和氢的其它来源的重整过程使用了包括 燃烧器和炉管的燃烧室，该炉管填充有可由烃类和蒸汽的混合物通过的催 化剂。燃烧器布置成使得通常将热量从火焰辐射到燃烧室的耐高温壁，将 由其燃烧产生的热量通过炉管的壁部传递到烃类和蒸汽的混合物。此过程 使用非常高的温度，通常在950℃至1050℃左右，接近炉管金属合金的屈 服强度。这就是为什么使用可应用于高温的炉管的原因，通常，钢制炉管 包括重量比为25％的Cr和重量比为35％的Ni，可选地，添加有例如Nb、 Ti、W、Co和Zr的元素。但是，即使这些由特殊合金制成的炉管也会随 时间而受到损害并有破裂的危险。炉管的开裂对重整过程的运行造成很大 损失，因为它会导致该过程过早地中断以便更换炉管。通常情况下，炉管 设计成在称为“设计温度”的给定操作温度下具有约100000小时的使用 寿命(本领域技术人员一般用年来表示此使用寿命，该使用寿命持续约10 年)；但是，在比设计温度高20℃的温度下运行将使得炉管的使用寿命减 半，启动阶段、反应混合物的成分改变也常常对炉管的使用寿命造成负面 影响。因此，重要的是能够预测炉管有破裂危险的时刻，以便能够在加热 炉的维修阶段按计划地更换炉管而不是在加热炉的工作期间更换炉管。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于更换重整炉的炉管的方法，该方法使得 能够避免加热炉运行期间这些炉管的意外开裂。

为此，发明涉及一种用于更换对烃类或碳和氢的其它来源进行重整的 单元中的炉管的方法，该单元使用包括燃烧器和所述炉管的燃烧室，所述 炉管填充有催化剂且能够通过烃类和蒸汽的混合物，从每个炉管被结合到 所述燃烧室中后的第一次使用起判定所述每个炉管的使用期，燃烧器布置 成将由其燃烧产生的热量通过炉管的壁部传递到烃类和蒸汽的混合物中， 其中执行以下步骤：

-测量炉管外直径的增大量ΔD，ΔD＝(D_t-D₀)/D₀×100，D₀是 未使用过的炉管的直径，D_t是测量时炉管的直径；

-对炉管拍摄X光照片；

-制作炉管的外表面的复型(réplique)；

其中一旦遇到以下情况中的至少一种时就更换炉管：

-炉管的直径增大量ΔD大于3％；

-炉管的X光照片中显示至少一个裂纹；

-炉管的复型表明：

·热老化，其中在一次析出(précipités primaires)之间观察不到 二次析出(précipités secondaires)；和/或

·蠕变破坏，其中观察到出现一系列孔洞和/或晶界。

根据本发明的方法使得能够根据至少三种类型的测量来判定是否需要 更换炉管。这些测量在每次新的生产运行之前执行。通常情况下，生产运 行至少持续两年。它的停工通常是预先计划的以便于操作单元的维护。使 用的炉管通常由HP类型的合金制成。

根据该方法的一种变型，此方法的特征在于更换使用期至少为五年的 炉管。

炉管的使用期从炉管被装载入燃烧室中的时刻起开始计算。由于除了 技术性停工之外，重整过程是连续工作的，所以炉管的工作时间(或使用 期)对应于它被安装在燃烧室中后的运行持续时间的总和；不论是在两次 生产运行之间的计划停工还是由于故障的停工，技术性停工的时间大约是 每年几天，可估计这些停工时间小于总运行时间的5％；通常，对于估计 炉管的使用期而言，停工时间也是可忽略不计的。相对于其设计的使用寿 命(通常是100000小时)，炉管的提前更换是一种考虑了与炉管过热相 关的过早老化危险的安全措施。可选地，用于控制重整过程的进程的补充 方法能够使得对炉管老化有更好的了解，并在某些情况下可使这些炉管有 更长的使用期。