CN1059330A - 低线变化耐磨衬里 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐磨衬里材料，它适合于做催化 裂化反应器，再生器的耐磨层衬里以及其它有固体颗 粒磨蚀的窑炉内衬，它是由胶结剂，骨架材料、粉料、 外加剂四部分，胶结剂为氧化铝水泥；骨架材料为矾 土熟料、刚玉、焦宝石、陶土；粉料为矾土熟料细粉，刚 玉细粉；外加剂为萘系高效减水剂。本发明配制的材 料在满足抗固体物料磨损强度的要求下，其高温重烧 线变化很小，尤其适用于整体衬里结构需求。

Description

本发明涉及一种耐磨衬里材料，它适用于催化裂化反应器，再生器耐磨衬里，以及其它有固体颗粒磨蚀的窑炉内衬。

炼油厂催化裂化反应器和/或再生器均在600～750℃的高温下运行，随着催化裂化再生技术的发展，再生温度进一步提高。这要求设备衬里不仅要承受高温，而且还要承受催化剂的磨蚀，一般反应器和再生器耐磨衬里均采用龟甲网结构，这种结构施工复杂，施工周期长，要想用整体衬里结构取代龟甲网衬里结构衬里的材料必须要达到高温重烧低线变化性能。因此研制高温重烧低线变化耐磨衬里材料是很有价值的。英国专利GB2023566揭示的衬里材料是由80～90%粒状耐火填充物，10～20%活性Al₂O₃+CaAl₂O₄水泥混合物，6～10%液体组份组成。由于粒状耐火填充物含量较高，按已知技术方法带来和易性差，高温线变化值较大。法国专利FR032320揭示的衬里材料胶结剂采用矾土水泥，很难满足抗磨性的要求。美国专利US3313638揭示的衬里材料，加入7%的高岭粘土原矿，这对减少混凝土的高温线变化有一定的效果，但强度指标也会相应受影响。美国专利US3150992揭示的衬里材料是加入CaHPo₄虽能提高材料的抗压强度，但会导致混凝土高温线变化值增大，现在采用的美国“RESCO”的耐磨衬里（牌号RS-17E）亦为重质耐磨衬里，它的导热系数虽低，但高温重烧线变化值较大（815℃时为-0.14%1370℃时为-2.04%）。

本发明的目的是研制一种高温重烧低线变化耐磨衬里，以取消龟甲网结构衬里，适用于炼油厂催化裂化装置反应器、再生器的整体衬里结构的要求，延长衬里的使用寿命。

为了使耐磨衬里材料具备高强度和低的高温重烧线变化性能，本发明采用了以氧化铝水泥为胶结剂，以减少水泥在高温下产生的液相量，提高出现液相的温度，有效的减少材料的高温重烧线变化值。

本发明特征是选择氧化铝水泥为胶结剂，选择矾土熟料，刚玉、焦宝石、陶土或它们的混合物为骨架材料;选择矾土熟料细粉、刚玉细粉或它们的混合物为粉料;选择萘磺酸盐甲醛缩合物为外加剂。将胶结剂、骨架材料、粉料、外加剂以一定的比例混合而成，其配料组成如下（重量百分组成）：

胶结剂（氧化铝水泥）  5～30%

骨架材料（矾土熟料、刚玉、焦宝石、陶土或它们的混合物）  60～90%

粉料（矾土熟料细粉、刚玉细粉）  5～20%

以上几种组份之和应为百分之百。

外加剂（以胶结剂重量为百分之百计量）  0～2%

施工时加水10～18%（以胶结剂、骨架材料、粉料的重量之和百分之百计量）。

本发明氧化铝水泥的Al₂O₃含量为72～80%，Fe₂O₃含量小于1%。

本发明矾土熟料的Al₂O₃含量大于85%，粒径为0.15～12mm。

本发明刚玉骨料的Al₂O₃含量大于或等于99%，粒径为0.25～3mm。

本发明所用的矾土熟料细粉的Al₂O₃含量大于70%，粒度为小于等于0.088mm的颗粒占95%以上。

本发明所用的刚玉细粉的Al₂O₃含量大于99%，粒径为小于或等于0.088mm的占95%或95%以上。

按照本发明配制的衬里组合物，具有强度高，高温重烧线变化低的优良性能，可满足内衬整体性的要求，尤其是用于无龟网结构的催化裂化再生器和反应器，能防止衬里开裂及脱落，达到施工简便，成本低廉的较佳技术经济效益。

采用本发明配制的衬里组合物，815℃冷压强度达到700～900Kg/cm²，815℃时重烧线变化值为-0.09%，在1370℃时为-0.62%，性能优于美国“RS-17E型衬里材料。

为了更好的说明本发明，举下列实施例，但是，本发明的范围并不仅仅局限于此。

实施例1

在武汉石化总厂工业炉上试用，其中耐磨层衬里材料组成如下（重量百分组成）：

矾土熟料（Al₂O₃含量大于85%，粒径为0.15～12mm）。 70%

矾土熟料细粉（Al₂O₃含量大于70%颗粒小于等于0.088mm的占95%以上）。 10%

氧化铝水泥（Al₂O₃含量为72～80%。Fe₂O₃含量小于或等于1%）。 20%

萘磺酸盐甲醛缩合物  0.1%

施工加水量  12%（以胶结剂、骨架材料、粉料的重量之和为百分之百计量）。

材料性能：

815℃冷压强度 860Kg/cm²

重烧线变化：815℃时  -0.09%

1370℃时  -0.62%

实施例2

本耐磨衬里材料组成如下：

氧化铝水泥（Al₂O₃含量72～80%，Fe₂O₃含量小于或等于1%）。 20%

刚玉骨料（Al₂O₃含量大于99%。粒径为0.25～3mm）。 50%

刚玉细粉（Al₂O₃含量大于99%，粒径要求为小于或等于0.088m者占95%或95%以上）。 10%

矾土熟料（Al₂O₃含量大于85%，粒径要求为0.15～12mm）。 20%

萘磺酸盐甲醛缩合物  0.2%

540℃冷压强度 1600Kg/cm²

重烧线变化：1100℃时  -0.07%

按上述两个配方配制的衬里材料在武汉石化总厂催化裂化装置中进行了工业模拟实验，经850℃加热后进入炉内检查。

1、用4磅铜锤及3磅铁锤多次锤击衬里表面声音清脆，无任何掉块现象。

2、用焊条擦抹衬里，衬里表面无任何损伤，衬里表面只留下焊条的黑色痕迹。

3、在衬里上无任何明显裂纹。

Claims (6)

1、一种高强度、低线变化耐磨衬里组合物，其特征是由胶结剂、骨架材料、粉料、外加剂等四部分组成；胶结剂为氧化铝水泥，其用量为5～30%(重量)，骨架材料可以是矾土熟料，刚玉、焦宝石、陶土或它们的混合物，其用量为60～90%(重量)；粉料可以是矾土熟料细粉，刚玉细粉、或它们的混合物，其用量为5～20%(重量)；外加剂为萘磺酸盐甲醛缩合物，其用量为0～2%(以胶结剂重量为百分之百来计量)。

2、按照权利要求1所述的组合物，其特征是氧化铝水泥中Al₂O₃的含量为72～80%，Fe₂O₃含量小于1%。

3、按照权利要求1所述的组合物，其特征是矾土熟料的Al₂O₃含量大于85%，粒径为0.15～12mm。

4、按照权利要求1所述的组合物，其特征是刚玉骨料的Al₂含量大于或等于99%，粒径为0.25～3mm。

5、按照权利要求1所述的组合物，其特征是矾土熟料细粉的Al₂O₃含量大于70%，粒度小于或等于0.088mm的颗粒占95%以上。

6、按照权利要求1所述的组合物，其特征是刚玉细粉的Al₂O₃含量大于99%，粒径小于或等于0.088mm的颗粒占95%以上。