论文总字数：23122字

摘 要

转化炉是制氢装置中转化反应的反应器，属于装置的心脏设备。这是一种非常特殊的外热式列管反应器，由于转化反应的强吸热及高温等特点，这种反应器被设计成加热炉的形式，催化剂装在一根根的转化炉管内，在炉膛内直接加热，反应介质通过炉管内的催化剂床层进行反应。;

转化炉苛刻的操作条件，使得这种炉子有很多有别于其它加热炉的特殊性，管道作为转化炉的重要组成部分，主要包括猪尾管、集气管、转化管，猪尾管是原料气分配管系的重要元件，对原料气的分配和转化起着承上启下的关键作用。集气管是一、二段转化炉相互联结的重要通道，具有输送转化工艺气的作用。由于集气管是通过猪尾管和转化管连接，受力比较复杂，外加上服役的温度比较高，在使用过程中容易发生开裂。本文通过对CO转化炉中的热壁集气管的开裂原因进行分析，通过宏微观观察以及集气管显微组织的分析，获得集气管发生开裂的原因。

关键字:转化炉；集气管；管道开裂

CO conversion furnace wall heat collecting pipe cracking analysis

Abstract

Reformer is the reactor conversion reaction of hydrogen production device, which belongs to a device of cardiac device. This is an external heat very special tubular reactor, due to the strong endothermic reaction and high temperature and other characteristics, the reactor is designed into a heating furnace in the form of catalyst in reformer, a root canal, directly heated in the furnace, reaction medium through the catalyst bed reaction furnace tube within the.

The reformer harsh operating conditions, the stove has a lot of particularity differs from other heating furnace, pipeline as an important part of reforming furnace, mainly including the pigtail, collector, conversion tube, pigtail tube is an important component of raw gas distribution lines, distribution and transformation of the raw gas plays a key role link. The collector is an important channel one or two reformer connected with transport and transformation process, the role of gas. Because the collector through the pigtail and transformation of pipe connection, stress is more complex, and served in the high temperature, easy to use in the process of cracking. Based on the CO transformation of hot wall furnace in the collecting pipe cracking is analyzed, through macro and micro observation and analysis of microstructure of the obtained set of trachea, trachea set causes cracking.

Key words: Conversion furnace; Collector; Pipeline crack

目录

摘 要 II

Abstract III

目录 II

第一章 绪论 2

1.1 前言 2

1.2转化炉制氢方法 2

1.2.1 烃类水蒸汽转化法 2

1.2.2 自热式转化工艺 3

1.2.3 二段转化工艺 4

1.2.4 对流式转化工艺 5

1.2.5 自热换热转化工艺 5

1.3 转化炉 6

1.3.1 转化炉的结构 6

1.3.2炉型比较 8

1.3.3 转化炉管道组成及转化管系流程 9

1.4本课题的主要研究内容 10

第二章 转化炉管道的损伤 11

2.1 前言 11

2.2 损伤类型 11

2.2.1 高温腐蚀 11

2.2.2 晶间腐蚀 13

2.2.3 高温蠕变 14

2.2.4 渗碳 15

2.2.5脱碳 17

2.2.6回火脆性 18

2.3 本章小结 20

第三章转化炉管道的开裂及原因 22

3.1 前言 22

3.2上集合管 22

3.2上猪尾管 23

3.2.1上猪尾管材料 23

3.2.2上猪尾管的主要失效形式及原因 24

3.3转化管 24

3.4下猪尾管 25

3.5下集气管 26

3.6本章小结 27

第四章 集气管开裂原因分析 28

4.1 前言 28

4.2 实验方法 28

4.2.1 宏观观察 28

4.2.2 显微结构的观察 28

4.2.3 断口的观察 30

4.3 结果与讨论 30

4.3.1 开裂集气管的宏观形貌 30

4.3.2 显微结构的观察和分析 31

4.3.3 断口的显微形貌特征 34

4.4 开裂原因分析 35

4.5 小结 35

第五章 结论与展望 36

5.1 结论 36

5.2 展望 36

参考文献 37

致 谢 38

第一章 绪论

1.1 前言

随着炼油厂加氢装置的逐渐增多，所需要的氢气也越来越多，使得制氢装置相应的发展很快。目前大型工业装置采用的制氢方法均为烃类水蒸汽转化法，利用的原料主要有天然气、炼厂气、石脑油等轻质烃类。这些烃类在特定的温度、压力以及催化剂存在的条件下与水蒸汽发生反应，生成氢气及一氧化碳。烃类化合物的水蒸汽转化反应是一个复杂的反应平衡系统，高分子烃类先裂解或转化成甲烷，最终与水蒸汽进行转化反应。

1.2转化炉制氢方法

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