用作衬里的耐火材料.pdf

本发明涉及高热阻隔热耐火衬里材料的应用，组成以及施工方法。
    炼油厂催化裂化装置的催化反应器和/或再生器均在650～750℃条件下运行，为了提高热工设备的能耗节约率，必须提高衬里材料单位厚度的热阻值，同时还能延长内衬使用寿命，所以研制高热阻隔热耐磨复合材料是很有价值的。在专利文献CN88100269A，CN85109474A，CN87101552A，US4144195，US4608087和CN85104601中均阐述了各种优质耐高温材料：其中用于冲天炉耐高温材料是由焦炭，耐火熟料，粘土和焦油或糖浆组合而成，其特点是由50-80%的α-Al2O3，H3PO4，水泥及多元氧化物等组成的;用于感应电炉炉体的耐火材料是由高铝矾土，特级矾土和刚玉组成的骨料和加入纯铝酸钙水泥，钛白粉和硼砂组成辅料而以一定配比组合而成;为了配合宝钢，武钢从日本引进的高铝质低铁含量的隔热耐火砖，而研制的能提高砌筑接缝质量的低导热率耐火水泥，它是以氧化铝为主要原料，并加入羧甲基纤维素，糊精，六偏磷酸钠，氢氧化铝，四硼酸钠和草酸配制而成的;在内燃机净化排气系统用于反应器和/或催化转化器作为复合衬里材料是以氧化铝-氧化硅-纤维组成弹性隔热层和以氧化铝为主的耐高温层。综上所述的多种耐高温材料，均为满足各种热工设备的要求，但没有涉及到炼油工业装置中的应用，更未应用于催化裂化反应器和/或再生器作为隔热耐磨衬里材料。从引进催化裂化装置中得知反应器和/或再生器衬里材料主要化学组成是：Al2O3，SiO2，Fe2O3，CaO，MgO，TiO2和P2O3。隔热浇注料厚度为80mm和无龟甲网耐磨浇注料厚度为70mm，衬里材料单位厚度热阻值为0.295M2·H·℃/kcal;而国内用于催化裂化反应器和再生器衬里材料均为高铝水泥，其隔热浇注料厚度为74mm和龟甲网耐磨层厚度为26mm，其单位厚度热阻值为0.322M2·H·℃/kcal;也有只用单层隔热层衬里材料，其单位厚度热阻值是0.303M2·H·℃/kcal;上述已用于催化裂化反应器和/或再生器衬里材料不足之处是单位厚度的热阻值低，因而导致反应器和再生器壳体外表面的温度偏高，热损失较大，衬里使用寿命短。而施工程序复杂，现有衬里施工是在催化反应器和/或再生器内壁焊保温钉;除锈;涂敷隔热层;养护;焊端板;成型龟甲网;龟甲网安装;涂敷耐磨层;养护;热处理等所需工期长，造价高。（单位热阻值是以100mm厚度为基准）

    本发明的目的是为了提高衬里材料单位厚度的热阻值，降低壳体外表面的温度，减少热损失，节省能源，延长衬里使用寿命，简化施工程序，提高施工速度。同时还达到了降低成本的目的。

    为了提高热工设备复合衬里材料单位厚度的热阻值，本发明提供一种适用于催化裂化反应器和/或再生器地高热阻隔热耐磨复合衬里材料，其单位厚度的热阻值为0.686M2·H·℃/kcal。参照附图1，首先在催化裂化反应器和/或再生器内壁焊金属保温钉;除锈;使用粘结剂将高热阻隔热板贴在内壁上;喷涂防水隔离剂;喷涂钢纤维增强耐磨料;养生;升温热处理而形成隔热耐磨双层衬里。其中高热阻硅酸钙板或硅酸铝纤维板是隔热层而钢纤维增强耐磨料是耐磨层，其是由散状的耐磨喷射料（涂抹料）加水经喷射施工而成的。耐磨层的配料和重量百分组成如下：高铝水泥（质量符合GB201-81标准）用量以5-20%;耐火骨料（包括煅烧铝矾土，焦宝石等，粒度为0～6mm）用量70～92%;微粉（例如烧粘土，高岭土，硅灰，氧化铝等，粒度要小于60微米，最佳粒度小于1微米，用量为0～5%;外加物料由钢纤维，反絮凝剂，减水剂和水组成，其外加物料用量是以上述高铝水泥，耐火骨料和微粉三种物料重量之和为百分之百，钢纤维（熔拔或冷拔钢纤维）外加量为0-4%;反絮凝剂（碱金属磷酸盐，碱金属聚碱酸盐）外加量为0～0.2%;减水剂（萘磺酸盐类缩合物，木质素磺酸盐类，聚氰酰胺等）外加量为0～0.1%。外加水量为7-11.4%。

    本发明比现有催化裂化反应器和/或再生器的衬里材料的单位厚度热阻值提高了一倍，从0.322M2·H·℃/kcal提高到0.686M2·H·℃/kcal，致使反应器和/或再生器壳体外表面温度平均降低21.5～28.8℃，达到了节省能源的目的，若按壳体外表面降温23℃计，反应器和再生器衬里总面积按2000米2测算，节约热量为793949.98大卡/时，折合标煤可节省993.531吨/年;衬里材料的抗压强度提高了一倍，从200Kg/cm2（20MPa）提高为400Kg/cm2（40MPa），衬里施工成本降低了24%，从1029.10元/M2减至781.13/M2，简化了施工程序，提高施工速度节约工期70%。

    附图1为催化裂化反应器和/或再生器衬里结构示意图

    附图1说明

    A-本发明衬里结构

    B-现有衬里结构

    R-反应器或再生器

    1-保温钉

    2-隔热层

    3-耐磨层

    4-端板

    5-龟甲网

    实施例一

    在石油化工总厂炼油厂120万吨/年催化裂化装置的再生器壳体内壁焊上1Cr18Ni9Ti保温钉，除锈;用粘结剂将＝40mm的高热阻硅酸钙板贴在壳体内壁上，刷一层沥青漆隔离剂，再喷涂厚度为＝60mm钢纤维增强耐磨料形成隔热耐磨双层衬里，其中耐磨层的组成（重量百分组成）如下：

    耐火骨料（粒度为0～5mm煅烧铝矾土）    84%

    高铝水泥（625＃）    16%

    外加钢纤维（熔拔或冷拔）    2.5%

    外加水量    11.4%

    实施例二

    石油化工厂3万吨/年催化裂化装置上壳体内壁焊上1Cr18Ni9Ti保温钉，除锈;用粘结剂将＝40mm的高热阻硅酸铝纤维板贴到壳体内壁上，刷一层沥青漆隔离剂，再喷涂厚度为＝60mm钢纤维增强耐磨料形成隔热耐磨复合衬里，其中耐磨层的组成（重量百分组成）如下：

    耐火骨料（粒度为0～5mm焦宝石）    92%

    硅灰（粒度小于60微米）    3%

    高铝水泥（625＃）    5%

    外加物料

    反絮凝剂（三聚磷酸钠或四聚磷酸钠）    0.1%

    减水剂（木质磺酸钙或木质磺酸钠）    0.05%

    熔拔钢纤维    2.5%

    水量    7%

    实施例三

    石油化工总厂炼油厂120万吨/年催化裂化装置的反应器内壁焊上1Cr18Ni9T保温钉;除锈;用粘结剂将＝40mm的离热阻硅酸钙板贴到壳体内壁上，刷一层沥青漆隔离剂，再喷涂厚度为＝60mm钢纤维增强耐磨料形成隔热耐磨复合衬里，其中耐磨层的组成（重量百分组成）如下：

    耐火骨料为煅烧铝矾土    75%

    微粉为氧化铝粒度小于1微米    5%

    高铝水泥（625＃）    20%

    减水剂是β-萘磺酸甲醛缩合物或β-萘磺酸钠甲醛缩合物或

    三聚氰酰胺    0.1%

    冷拔钢纤维    4%

    加水量    9%