Иваницкий М.А., Дундяков А.А, ООО "Техуглерод и огнеупоры"
Морозов Б.А., Коптева Т.В., АО "Поликор"
Эффективная и надежная работа нагревательных печей нефтеперерабатывающих заводов и реакторов получения техуглерода зависит от надежности работы горелочных устройств на печах нагрева нефтепродуктов и узлов футеровки реакторов получения техуглерода, работающих под воздействием коррозионоактивной рабочей среды в температурном диапазоне до 1900°С.
При этом надежная работа горелочных устройств зависит от стойкости огнеупора горелочного камня к огневой эрозии, а в реакторах получения техуглерода узлов футеровки камеры смешения жидкого углеводородного сырья и высокотемпературных продуктов горения топлива, способных сохранять свою термопрочность в условиях восстановительной рабочей среды, движущейся в реакторе со скоростью до 300÷350 м/сек.
Известно [1], что наиболее надежно в этих условиях работают плотные высокоглиноземистые огнеупоры с содержанием Al2O3 от 82% (масс) до 99% (масс), а для работы в температурном диапазоне 1900÷2000°С надежную работу обеспечивают цирконистые огнеупоры с содержанием ZrO2+HfO2≥94, стабилизированные оксидом кальция (CaO) или оксидом иттрия (Y2O3) [2].
Для изготовления надежных плотных фасонных огнеупорных изделий на основе оксидов Al2O2 и ZrO2, необходимо обеспечить высококачественное уплотнение при формировании высокоглиноземистых огнеупоров с удельным давлением 100 мПа, для цирконистых огнеупоров до 200 мПа с последующей сушкой и обжигом для высокоглиноземистых огнеупоров при температуре 1600°С÷1650°С и для цирконистых огнеупоров до 1750°С÷1800°С.
На АО «Поликор» (г.Кинешма, Ивановской обл.) имеются все необходимые условия изготовления муллитокорундовых огнеупоров (Al2O3>72%÷95%(масс)), корундовых (Al2O3>95%(масс)) и цирконистых огнеупорных изделий (ZrO2+HfO2>94%(масс)). При этом на предприятии имеются периодические печи обжига с рабочим объемом до 7 м3, позволяющими изготавливать мелкосерийную продукцию небольшими партиями, включая изготовление опытных образцов огнеупорных изделий.
Это позволило в 2018-19 гг. осуществить изготовление большеформатных горелочных камней (весом каждого 85 кг.) для импортной горелки на печи нагрева мазута установки висбрекинга ВТ-6 ОАО «Славнефть-ЯНОС». Особенностью в работе этой горелки является использование в качестве топлива технологического газа плотностью 1,37÷1,48кг/м3 с низшей теплотой сгорания 10800÷11050 ккал/кг получаемого в процессе разгонки мазута. В связи с большим содержанием предельных углеводородов CnHm более 30% (объем) в процессе эксплуатации на рабочей поверхности камня (см.Рис.1) наблюдаются углеродные отложения, способствующие огневой эрозии и снижающие срок службы фасонного огнеупора.
Для достижения высокого качества изделия сложной формы была разработана конструкция разборной оснастки, обеспечивающей изготовление методом вибролитья с высокой плотностью и необходимой чистотой рабочей поверхности.
Физико-химические показатели горелочного камня приведены в табл.1
Кроме горелочных камней в ассортимент продукции АО «Поликор» входят керамические неразъемные втулки (феррулы) (Рис.2) для защиты трубной решетки котла Клауса в технологии очистки сероводородных газов на предприятиях нефтепереработки и газовой промышленности, обеспечивающие высокую термостойкость и коррозионную стойкость при работе в восстановительной среде.
Физико-химические показатели феррул приведены в табл.2.
Наибольшее распространение в продукции АО «Поликор» получили фасонные огнеупоры для реакторов получения техуглерода, обеспечивающие высокую газоплотность футеровки при наличии избыточного давления до 0,06 Мпа при температуре рабочей среды до 1900°С.
На Рис.3 показаны узлы камер смешения, собранные на стенде для контрольной сборки перед отправкой потребителю.
Корундовые изделия с содержанием оксида алюминия не менее 97% в соответствии с ТТ 1560-07593894-13-2012 обладает следующими преимуществами:
– высокая термоустойчивость;
– повышенная коррозионная стойкость;
– рабочая температура до 1900°С.