硫磺反应炉衬里失效原因分析郑新兵1，何宇蓉2(1．中国石油大庆石化分公司炼油厂，黑龙江大庆163711;2．中国石油大庆石化分公司化工一厂，黑龙江大庆163714)摘要:针对硫磺回收反应炉在生产运行过程中因衬里失效脱落，造成炉壁烧穿，从设计、施工、保护、操作等方面分析了衬里失效的原因。结合衬里失效原因，确定了衬里修复方案，做好施工质量控制和烘炉，保证了衬里修复质量。关键词:硫磺回收;反应炉;衬里;失效:TQ052;TH145文献标识码:A:1009-3281(2011)03-0017-04CauseAnalysisofFailureOccurredinLininginSulfurReactionFurnaceZHENGXin-bing1，HEYu-rong2(1．RefineryofDaqingPetrochemicalBranch，CNPC，Daqing163711，China;2．FirstChemicalFactoryofDaqingPetrochemicalBranch，CNPC，Daqing163714，Abstract:Inproductionprocess，theshellofsulfarecoveryfurnacewasburnedandperforatedbecausetheinnerliningwasfalloff．Withrespecttothisaccident，thefailurecausewasanalyzedinthisfromtheaspectsofdesign，fabrication，protectionandoation．Fromtheanalysisresult，theliningrepairschemewasdetermined．Keywords:sulfarecovery;reactionfurnace;lining;failureTheliningrepairqualitywas，then，guaranteed．5kt/a硫磺回收装置，主要原料为炼油厂干气和液化气脱硫装置来的富胺液和经汽提再生的酸性气采用部分燃烧法、二级克劳斯工艺，将H2S制成硫磺成品。该装置于2009年7月建成投用，生产中运行平稳。2010年5月，由于进料富液中带大量油，引起生产波动，酸性气含烃量超标，造成硫磺中产生大量碳黑。为恢复生产，制硫单元加大配风量，对系统内碳黑进行置换，期间反应炉温度在(1180壳体材质:20R;设计压力(壳体):0．28MPa;设计温度:炉膛1400℃，壳体350℃;设计介质:酸性气，主要组成为H2S(约70%)、CO2(约21%)、H2O(约5%)、NH3(约1%)、烃(剩余);酸性气设计流量:最高1212kg/h最小303kg/h。衬里结构:衬里结构为两层，外层隔热层为50mm的隔热浇注料，内层耐火层为230mm厚的耐火可塑料。隔热浇注料的锚固钉为V形、材质为0Cr18Ni9，耐火可塑料用LZ-90锚固砖加固(锚固砖挂钉为C形、材质为Cr25Ni20)。衬里结构简图见图1。衬里材料的设计性能指标见表1。锚固砖的设计性能指标见表2。～1350)℃之间(设计为不大于1400℃)，在操作调整后的第4天发现反应炉衬里脱落，壳体烧穿。针对此次事故，从多方面进行了原因分析，并采取了相应的措施。1反应炉的设计、操作参数反应炉是硫磺回收装置的关键设备，作用为将酸性气与一定比例的空气燃烧，属于欠氧燃烧，只有大约1/3的H2S燃烧生成SO2，并为后面的化学反应提供热量［1-2］。收稿日期:2010-12-14作者简介:郑新兵(1974—)，男，黑龙江依兰县人，工程师。主要从事石油化工设备管理工作。反应炉的设计参数规格:2000mm×16mm×5290mm;1．1·18·化工设备与管道第48卷第3期衬里脱落后检查情况反应炉壳体烧穿后，停炉降温进行内部检查，燃烧器处炉顶耐火衬里的锚固砖从根部折断为两块，隔热、耐火衬里脱落，穿孔处耐火衬里及隔热衬里断面有烧蚀现象。衬里施工时切割的膨胀缝宽度有所扩大(最大宽度10mm左右，深度约130mm)，折流砖烧损倒塌，花墙砖略有变形，无损坏。衬里拆除时检查发现，其他部分衬里的内表面、锚固砖的受热面有明显烧熔的迹象。2．2图1反应炉原衬里结构表1反应炉衬里材料的设计性能指标项目耐火可塑料隔热浇注料反应炉衬里失效原因分析3Al2O3SiO2Fe2O3≥80≤15≤1．2≥40—≤2．5成分，%3．1操作因素因衬里损坏时正处于非正常工况，操作温度偏高，操作波动大，如果操作温度超过设计许用温度，会因为衬里高温强度不够而脱落。查看衬里损坏前20天操作记录，红外测温仪记录的最高操作温度1350℃出现在衬里脱落前一天，时间不超过2h，此温度没有超过设计温度1400℃。为确认红外测温仪的准确性，委托专业机构对红外测温仪表进行了校验，分别在1000℃、1200℃、1300℃、1500℃进行了校验，精度合格，因此可判断在操作过程中记录仪表记录的温度准确，操作温度没有超过设计允许的温度，不会造成衬里损坏。体积质量/(kg·m－3)正常使...