劉新偉， 趙 夢

（山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長治 046000）

引 言

潞安100萬t／a煤制油項(xiàng)目采用的是中科合成油公司核心技術(shù)，該項(xiàng)目是山西省重點(diǎn)轉(zhuǎn)型煤化工項(xiàng)目，對于山西省目前制定的“爭當(dāng)全國能源革命排頭兵”計劃具有重大的示范意義。費(fèi)托合成反應(yīng)作為該項(xiàng)目的核心技術(shù)，其分離系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行對整個項(xiàng)目的長周期穩(wěn)定運(yùn)行影響深遠(yuǎn)。

費(fèi)托合成反應(yīng)分離系統(tǒng)主要包括：反應(yīng)器中部的過濾管、反應(yīng)器頂部的懸液分離器、循環(huán)換熱分離器、輕質(zhì)油分離器、壓縮機(jī)入口分液罐、油水分離器、汽提塔等。分離系統(tǒng)目前存在的問題有：反應(yīng)器中部過濾管堵塞及破損、反應(yīng)器頂部懸液分離器帶出催化劑、循環(huán)換熱分離器包邊撕裂、油水分離器破乳效果差及油側(cè)容積設(shè)計較小、汽提塔中部穩(wěn)定重質(zhì)油溫度較低。

1 反應(yīng)器中部過濾管堵塞及破損問題

1.1 反應(yīng)器中部過濾管堵塞

反應(yīng)器中部過濾管作用是將反應(yīng)生產(chǎn)的蠟和反應(yīng)器內(nèi)部的催化劑進(jìn)行分離，過濾完成后通過順控程序?qū)崿F(xiàn)浸泡－反吹－過濾的可逆性周期操作。過濾管堵塞后，會導(dǎo)致重蠟產(chǎn)品無法正常分離，進(jìn)而導(dǎo)致反應(yīng)器液位持續(xù)上漲。

過濾管堵塞主要原因：1）反應(yīng)器過濾壓差、反吹壓差、反吹時間等參數(shù)控制不嚴(yán)格，造成過濾管不可逆性破壞；2）反應(yīng)器中部溫度控制過高造成過濾管結(jié)炭。

整改措施：1）系統(tǒng)停車后，對品質(zhì)較好的舊過濾管沖洗后重新回裝；2）対破壞較為嚴(yán)重的過濾管進(jìn)行更換；3）初始投用過濾組，參數(shù)設(shè)置如下，過濾壓差1KPa、反吹壓差300KPa、反吹時間10s，系統(tǒng)負(fù)荷變化后可微量調(diào)整參數(shù)；4）嚴(yán)格控制反應(yīng)器溫度，嚴(yán)禁反應(yīng)器飛溫。

1.2 反應(yīng)器中部過濾管破損

過濾管破損后會導(dǎo)致重蠟產(chǎn)品中帶出催化劑，重蠟中鐵含量超標(biāo)，進(jìn)而會導(dǎo)致蠟過濾單元過濾器壓差升高，甚至?xí)斐蛇^濾器癱瘓。

過濾管破損主要原因：反吹壓差和反吹時間控制不嚴(yán)格。

整改措施：1）停車后更換破損過濾管；2）嚴(yán)格控制反吹壓差和反吹時間［1］。

2 反應(yīng)器頂部懸液分離器帶出催化劑

懸液分離器的作用是將反應(yīng)器頂部的高溫油氣和催化劑顆粒進(jìn)行分離，高溫油氣分離后通過頂部管線進(jìn)入后系統(tǒng)，催化劑顆粒經(jīng)過分離后經(jīng)過降液管回落至反應(yīng)器中部。懸液分離器帶出催化劑后會導(dǎo)致后系統(tǒng)產(chǎn)品帶黑，進(jìn)而堵塞設(shè)備和管線。

懸液分離器帶出催化劑的原因：1）反應(yīng)器液位控制過高；2）懸液分離器分離效果較差。

整改措施：1）嚴(yán)格控制反應(yīng)器液位，PDI00203控制16KPa～18KPa，嚴(yán)禁反應(yīng)器液位過高；2）系統(tǒng)停車后，將反應(yīng)器原來的10個大懸液分離器更換為40個小型懸液分離器，提高分離效果。

3 循環(huán)換熱分離器包邊撕裂

3.1 循環(huán)換熱分離器包邊撕裂后果

循環(huán)換熱分離器上端部分為換熱功能模塊，下端部分為分離模塊，換熱模塊、分離模塊在兩個壓力容器圓殼內(nèi)。整體設(shè)備將換熱功能、高溫油氣氣液分離功能融為一體。

循環(huán)換熱分離器包邊撕裂后，造成氣體走短路致使換熱效果變差。造成的后果主要有：1）換熱器出口低溫油氣溫度比設(shè)計值高出25℃左右；2）油氣夾帶催化劑進(jìn)入換熱器底部，造成底部分離器堵塞。

3.2 整改措施

3.2.1 正常運(yùn)行期間

當(dāng)系統(tǒng)不具備停車檢修時機(jī)時，為了防止循環(huán)換熱分離器底部黑料直接進(jìn)入汽提塔，造成汽提塔油蠟產(chǎn)品不合格，可以在循環(huán)換熱分離器底部管線至油水分離器前增加一條臨時跨線，進(jìn)而可以使黑料進(jìn)入合成水中進(jìn)行稀釋，可保證系統(tǒng)在短期內(nèi)平穩(wěn)運(yùn)行。

3.2.2 系統(tǒng)大修期間

系統(tǒng)停車大修期間，對循環(huán)換熱分離器進(jìn)行隔離、置換后，對分離器內(nèi)部包邊進(jìn)行補(bǔ)焊，從根本上解決了這個設(shè)備隱患。

4 油水分離器破乳效果差及油側(cè)容積設(shè)計較小

4.1 油水分離器破乳效果差

油水分離器的作用主要是將來自輕質(zhì)油分離器及其他單元的輕質(zhì)油水進(jìn)行油水氣三相分離，氣相通過頂部分離后進(jìn)入后系統(tǒng)，經(jīng)過破乳后分離出的輕質(zhì)油和合成水分別進(jìn)入后系統(tǒng)。

油水分離器破乳效果差會造成合成水中油含量超標(biāo)，要改善破乳效果，需要更改破乳板型號及尺寸，此問題需設(shè)計院進(jìn)一步論證后進(jìn)行處理。

4.2 油側(cè)容積設(shè)計較小

系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行后，啟動輕質(zhì)單臺泵運(yùn)行，經(jīng)過反復(fù)修改輕質(zhì)油液位控制單回路PID參數(shù)，均無法保證輕質(zhì)油測液位穩(wěn)定，最后輕質(zhì)油雙臺泵運(yùn)行后，液位趨于穩(wěn)定。目前輕質(zhì)油雙臺泵運(yùn)行，沒有備用設(shè)備，系統(tǒng)風(fēng)險較大。造成此問題的主要原因是輕質(zhì)油測設(shè)計容積較小，液位回路控制穩(wěn)態(tài)性差，此問題需設(shè)計院進(jìn)一步論證后處理。

5 汽提塔中部重質(zhì)油溫度較低

輕質(zhì)油、重質(zhì)油、重質(zhì)蠟、重質(zhì)蠟釋放氣分別從上、中、下部位進(jìn)入氣提塔進(jìn)行分離，分離后的輕質(zhì)油氣從頂部排出經(jīng)空冷冷卻后送至氣提塔頂分液罐，穩(wěn)定重質(zhì)油從中部排出送至油品加工，穩(wěn)定蠟從底部排出送至蠟過濾單元。

費(fèi)托合成1系列、2系列滿負(fù)荷運(yùn)行后，汽提塔中部穩(wěn)定重質(zhì)油溫度一直處于120℃左右，距離設(shè)計值149℃～169℃有一定差距，從穩(wěn)定重質(zhì)油取樣檢測結(jié)果看，產(chǎn)品水含量超標(biāo)，給下游分離工段帶來一定風(fēng)險。

為解決這一問題，本項(xiàng)目做出來如下整改措施：1）重質(zhì)油加熱器由原來的1臺增加為2臺，均由5.0MPa飽和蒸汽作為加熱介質(zhì)，進(jìn)而增大了換熱效率；2）由輕質(zhì)油加熱器進(jìn)口前至第1臺重質(zhì)油加熱器進(jìn)口增加1條跨線，從而使汽提塔中部組分比熱容減小，更有利于溫度提升。

6 結(jié)語

經(jīng)過以上技術(shù)改造，目前費(fèi)托1系列、2系列滿負(fù)荷平穩(wěn)運(yùn)行，分離系統(tǒng)未發(fā)現(xiàn)中間產(chǎn)品被催化劑帶黑現(xiàn)象，循環(huán)換熱分離器出口低溫油氣溫度穩(wěn)定在125℃左右，汽提塔中部已達(dá)到155℃左右，各項(xiàng)工藝指標(biāo)均已達(dá)到設(shè)計值范圍。

這些技術(shù)改造在潞安100萬t／a煤制油項(xiàng)目得到了良好地應(yīng)用，對同行業(yè)煤制油項(xiàng)目設(shè)備技改有一定的指導(dǎo)意義。