新建裂解(jie)爐采用雙(shuang)爐膛(tang)（雙(shuang)輻射段）單對流段結構，全底部供(gong)熱，燒焦(jiao)氣返回爐膛(tang)的設計(ji)。爐(lu)運行(xing)42 d后(hou)，經在線(xian)燒焦合格后(hou)，沒(mei)有降溫，繼續投用(yong)；再(zai)次運行54 d后(hou)，停爐燒(shao)焦(jiao)合格后(hou)，降至常溫，打開爐門進爐膛檢查(cha)襯(chen)里(li)時，發(fa)現爐側墻下部襯(chen)里(li)的部分耐火磚變成淺紫(zi)紅色，變色(se)部分表層出現明顯的龜裂和脫落。

裂解爐(lu)膛側墻自爐(lu)膛底部以上約5 m的襯里采(cai)用(yong)復(fu)合磚襯里結構，向火面為28級(ji)莫來石(shi)輕質隔熱耐火磚，直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)到爐膛的火焰，最高(gao)使用溫度1540℃，爐膛側墻(qiang)上(shang)部及爐頂(ding)襯(chen)里為復合陶瓷纖維模塊襯(chen)里結(jie)構(gou)。裂解爐膛內部正常工作溫度最(zui)高(gao)1200℃

1：采(cai)樣分(fen)析

取樣剝落的耐火(huo)磚，送(song)往第三方(fang)檢測機(ji)構(gou)進行成分(fen)(fen)的全組分(fen)(fen)分(fen)(fen)析，分(fen)(fen)析結果對比見表1，從表1可見:裂解爐襯里用隔熱耐火磚主要由三氧化二鋁AL2O3（約67%）和二(er)氧化硅(gui)SiO2（約30%）組(zu)成。從分(fen)析結果可以看出(chu)，剝落耐(nai)(nai)火(huo)磚(zhuan)與正常(chang)耐(nai)(nai)火(huo)磚(zhuan)的(de)化學成分(fen)有較(jiao)大差異,主要是:三(san)氧化(hua)鋁(lv)含(han)量從67%下降到58%，氧化鈉Na2O含量達到了7.36%,相比正(zheng)常耐火磚中0.16%的含量大幅(fu)增(zeng)加，顯然這一部分Na2O是在(zai)使用(yong)過程(cheng)中(zhong)帶入的。對耐(nai)火(huo)磚來說(shuo)Na2O的危害(hai)較大，因為(wei)其(qi)在高溫條件下會形成(cheng)玻璃相，且(qie)在富鈉區域產生化學反應生成(cheng)鋁酸(suan)鹽等堿性(xing)化合物,從(cong)而導致(zhi)輕質磚出現熔損，并產生(sheng)開裂(lie)、剝落現象。

2原因分析

2.1氧化(hua)鈉Na2O的來(lai)源(yuan)分析

找到(dao)氧化鈉(na)的(de)(de)來(lai)源，需對進入爐(lu)膛的(de)(de)介質進行分(fen)析:爐膛內正常(chang)工作時，是燃料(liao)氣和空氣混合物的燃燒，燃料(liao)氣大部(bu)分(fen)是裂解裝置深冷分(fen)離出來的甲烷(wan)，一部(bu)分(fen)是外補的燃料(liao)氣,主要(yao)成分也(ye)是甲烷，燃料氣中(zhong)沒有含有鈉(na)的成分，裂解爐(lu)除了(le)正常的工況外，還(huan)有兩(liang)種(zhong)工況:一(yi)種(zhong)是爐(lu)(lu)(lu)(lu)管(guan)燒(shao)(shao)(shao)焦(jiao)(jiao)；另一種(zhong)是裂(lie)解(jie)爐(lu)(lu)(lu)(lu)熱備。這兩種(zhong)工況都是爐(lu)(lu)(lu)(lu)管(guan)內的氣(qi)體通過返(fan)爐(lu)(lu)(lu)(lu)膛燒(shao)(shao)(shao)焦(jiao)(jiao)線進(jin)入(ru)爐(lu)(lu)(lu)(lu)膛，在燒(shao)(shao)(shao)焦(jiao)(jiao)過程中(zhong)，為(wei)控制爐(lu)(lu)(lu)(lu)管(guan)溫度，避免超溫損壞(huai)爐(lu)(lu)(lu)(lu)管(guan)，要連續向爐(lu)(lu)(lu)(lu)管(guan)中(zhong)注入(ru)稀釋(shi)蒸(zheng)汽，這些稀釋(shi)蒸(zheng)汽與燒(shao)(shao)(shao)焦(jiao)(jiao)氣(qi)全(quan)部返(fan)回到爐(lu)(lu)(lu)(lu)膛，燒(shao)(shao)(shao)焦(jiao)(jiao)氣(qi)再次(ci)燃燒(shao)(shao)(shao),而(er)這(zhe)些(xie)燒(shao)焦氣與稀釋蒸汽將(jiang)與爐(lu)膛內的襯里充分(fen)接觸。燒(shao)焦氣大部分(fen)為(wei)空(kong)氣和(he)二(er)氧(yang)化碳,小部分一氧化(hua)碳，并不(bu)存在氧化(hua)鈉。

稀釋蒸汽(qi)是否含有氧化鈉，要從稀釋蒸汽(qi)的(de)流(liu)程進行(xing)追溯:裂(lie)解爐(lu)正(zheng)(zheng)常運行、設備及燒(shao)焦工況爐(lu)管內都要注入(ru)大量稀釋蒸汽(qi)。裂(lie)解爐(lu)正(zheng)(zheng)常運行過程中,為減緩爐管結焦(jiao),延長(chang)裂解爐運行周期，需連續注入(ru)少量二(er)甲基二(er)硫(C2HS2)。二(er)(er)甲基二(er)(er)硫在(zai)高溫下會生成硫化氫,而裂(lie)解爐(lu)管(guan)內壁的積碳與蒸汽反應會(hui)生成二氧化(hua)碳，這兩種氣體溶解到(dao)循環(huan)使用的急(ji)冷(leng)水中，長期積累會(hui)造(zao)成急(ji)冷(leng)水的pH值大幅下(xia)降，酸(suan)性物(wu)質的增加(jia)大幅增強了對下(xia)游設(she)備、塔盤、管(guan)線等的腐蝕性。為避免發(fa)生腐蝕,在工(gong)藝流(liu)程上設置了連續注堿點，并根(gen)據在線檢測急(ji)冷水pH值(zhi)的(de)變(bian)化調整注入(ru)量，急(ji)冷水的(de)pH值(zhi)一(yi)般控制在6.5〜7.5,工藝水的(de)pH值在7.5 -8.5,設計時采用一定濃度的(de)氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉溶液作為急冷水和(he)工藝水的(de)中和(he)劑。因此，中和(he)劑含有(you)的(de)氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉會隨之帶到稀(xi)釋蒸汽中。在燒(shao)焦和(he)熱備(bei)過(guo)程中，返(fan)回爐膛的(de)稀(xi)釋蒸中有(you)的(de)氧(yang)化(hua)分(fen)為氧(yang)化(hua)水,2NaOH→Na2O+H2O部分氧(yang)化鈉有可能滲透到襯(chen)里,致(zhi)使(shi)在耐火磚(zhuan)熱面(mian)產生富鈉區域。

2.2耐火(huo)磚開裂(lie)和(he)剝落(luo)的原因分析

在(zai)裂解(jie)爐(lu)正常運行期間(jian)，燒焦(jiao)流程的管(guan)道(dao)處于冷態，如切換裂解(jie)氣大閥(fa)的防焦(jiao)蒸汽有可(ke)能滲(shen)入到燒焦管道內,在燒焦管道(dao)內(nei)會產生(sheng)冷(leng)凝水(shui)(實際操作中(zhong)證明(ming)了(le)這點(dian):在爐正常運行(xing)期間，打開(kai)燒焦管(guan)道底(di)部的導(dao)淋閥(fa)，常有水排(pai)出)。當(dang)從正(zheng)常生產工(gong)況切換至(zhi)燒焦工(gong)況的(de)瞬(shun)間，高溫(wen)的(de)燒焦氣(qi)與稀(xi)釋蒸汽一并進入燒焦管(guan)道(無輔助的預熱(re)管道）這部分冷凝水未完全汽化便隨燒焦氣進入(ru)高(gao)溫的爐膛，直接(jie)噴(pen)灑到高(gao)溫的耐火磚(zhuan)表面,導(dao)致耐火(huo)(huo)磚淬火(huo)(huo)開裂，稀釋蒸汽(qi)中(zhong)夾(jia)帶(dai)的(de)NaOH也滲入(ru)了裂縫(feng)中，在后續的高(gao)溫下(xia)分解成Na2O。和水蒸氣,在耐火磚(zhuan)熱面形(xing)成富鈉區(qu)域，產生(sheng)化學反應生(sheng)成鋁酸鹽等堿性化合物，從(cong)而降低裂縫周邊耐火磚(zhuan)的熔點溫度,在高溫下熔化剝(bo)離。

2.3耐(nai)火(huo)磚表面呈現紫紅原因分析(xi)

此裂解裝(zhuang)置為(wei)剛投用的新建裝(zhuang)置，返爐膛燒焦線管道材(cai)質為(wei)普通碳鋼(gang)，由于建設期長時間(jian)的停放，管內壁積有大量的(de)鐵(tie)銹,在投產前雖(sui)經過了吹掃，但由于切換大(da)閥的(de)防焦蒸汽進入可造成此管道長(chang)期(qi)存在冷(leng)凝(ning)水，可能(neng)又(you)產生了新的(de)鐵銹,其組分(fen)主要為三氧化二鐵水(shui)合物Fe2O3 • HO和少量的(de)氧化錳，在(zai)燒焦氣返爐膛過程中噴曬到襯里的(de)耐(nai)(nai)火磚上，在(zai)耐(nai)(nai)火磚的(de)表(biao)層(ceng)顯現出紫紅色。由表(biao)1得知：隔熱耐火磚剝(bo)落層含有0.91%的Fe2O3以及0.1%的MnO,而(er)正常的隔熱耐火磚(zhuan)中Fe2O3含量為0.69%,MnO含量為(wei)0,而這兩種(zhong)組分在特定的(de)情況下均會表現出紫紅色。