摘要:針對國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司400萬t/a煤制油裝置在運行過程中發(fā)現(xiàn)氣體分布器壓差過大的問題,本文進(jìn)行了全面分析并在檢修過程中采取了對策,檢修后氣體分布器壓差大幅降低,系統(tǒng)運行負(fù)荷明顯提高。最后,總結(jié)檢修過程中存在的問題,提出了應(yīng)對的策略,為下次檢修提供寶貴的參考。
關(guān)鍵詞:費托合成;氣體分布器;內(nèi)構(gòu)件;堵塞
引言
國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司煤制油分公司400萬t/a裝置費托合成裝置采用高溫漿態(tài)床F-T合成工藝(即HTSFTP?工藝),由中科合成油工程有限公司設(shè)計,包括8臺高溫漿態(tài)床反應(yīng)器和配套的工藝技術(shù)、鐵基漿態(tài)床FT系列催化劑。[1,2]費托合成反應(yīng)器是煤制油項目的核心裝置,內(nèi)構(gòu)件較多,包括換熱管、分離器、蠟過濾管、氣體分布器等等。[3]
氣體分布器主要作用是均勻分布?xì)怏w并產(chǎn)生盡可能小的氣泡。漿態(tài)床反應(yīng)器中氣相分布直接影響催化劑分散,催化劑分布不均勻會導(dǎo)致反應(yīng)器局部超溫,因此氣體分布器是漿態(tài)床反應(yīng)器重要的內(nèi)構(gòu)件之一。氣體分布器的設(shè)計既要滿足氣體的均勻分布,也要減少對催化劑的磨損;避免開車初期或停車期間,因原料氣供氣不足或氣體流量降低導(dǎo)致反應(yīng)器漿液倒灌進(jìn)入氣體分布器中,堵塞氣體分布器。[4,5]本文就裝置運行期間費托反應(yīng)器分布器301內(nèi)件遇到的問題,分析原因,并給出相應(yīng)的處理措施,避免發(fā)生類似的問題。
一、費托反應(yīng)器分布器發(fā)現(xiàn)的主要問題
漿態(tài)床費托合成反應(yīng)器直徑9.6米,分布器為管式分布器,底部氣體分布器共12圈1625件,其中第12圈為最外側(cè)懸空環(huán)管,共259件分布器。本次拆檢分布器為第1到第11圈共計1366件分布器,運行過程中分布器壓差約110Kpa,初步判斷分布器內(nèi)件存在堵塞現(xiàn)象。檢修發(fā)現(xiàn)存在以下問題:
(1)分布器運行過程中有20余件脫落,分布器連接絲扣損壞;
(2)第1圈到第3圈分布器堵塞較為嚴(yán)重,第4圈至第11圈分布器檢查較為干凈,堵塞較少;
(3)分布器環(huán)管切割開窗檢查,發(fā)現(xiàn)第1圈到第3圈分布器環(huán)管堵塞較為嚴(yán)重,第4圈及以外環(huán)管內(nèi)有少量渣蠟,但未堵實。
二、費托反應(yīng)器分布器堵塞原因分析
費托合成反應(yīng)器氣體分布器為多級管式氣體分布器結(jié)構(gòu),見圖1。分布器設(shè)置有主進(jìn)氣管與多個支管,呈現(xiàn)均勻排布,支管上設(shè)置一定數(shù)量的噴嘴,噴嘴向下開口,氣體向下噴出后再向上進(jìn)入床層與催化劑接觸。但是在運行過程中,由于各種原因進(jìn)氣量經(jīng)常發(fā)生波動,裝置發(fā)生非計劃停車或停車過程中,進(jìn)氣量大幅減少或突然中斷,如果渣蠟沖洗不干凈,容易進(jìn)入環(huán)管和分布頭造成堵塞,造成分布器壓差增大。
三、費托反應(yīng)器分布器檢修對策
針對檢修發(fā)現(xiàn)的問題,對癥下藥,主要采取以下對策:
(1)拆除1366件分布器進(jìn)行檢查疏通,試通后按照規(guī)格不同進(jìn)行分類擺放;
(2)通過分布器環(huán)管開窗檢查位置,對分布器環(huán)管進(jìn)行高壓清洗,驗收合格后回裝開窗蓋板;
(3)回裝已試通合格的分布器。
檢修后,分布器壓降減少,主要參數(shù)見表1。由表1可以看出,通過檢修,系統(tǒng)總壓力降由0.82MPa降低至0.50MPa,氣體分布器壓降由112.2kPa降低到80.5kPa,大幅降低。為避免催化劑堵塞氣體分布管,操作過程中應(yīng)緩慢調(diào)整進(jìn)氣量,在停車過程中一定要把漿液徹底排凈后再停止通氣。
四、結(jié)論
(1)工業(yè)費托合成反應(yīng)器氣體分布器數(shù)量多,第1圈到第3圈分布器易堵塞,是檢修的重點和難點。氣體分布器堵塞是造成氣體分布器壓差過大的主要原因。
(2)本次檢修發(fā)現(xiàn)分布器連接處絲扣在拆卸過程中易發(fā)生螺紋損壞,導(dǎo)致部分損壞螺紋的分布器安裝不牢固,運行過程中可能會引起分布器脫落,今后應(yīng)對損壞的螺紋進(jìn)行更換,并上報一部分備件更換;
(3)反應(yīng)器底部分布器拆檢工作量大,進(jìn)度滯后。且雇傭外委單位人員混雜,人員流動性大,加班積極性不高,督促施工單位加快進(jìn)度,給出時間節(jié)點及考核措施。
(4)質(zhì)量管控難度大。拆卸及安裝人員技術(shù)能力薄弱,且責(zé)任心不強。今后檢修需安排專人盯守,嚴(yán)把過程質(zhì)量驗收關(guān),發(fā)現(xiàn)安裝質(zhì)量問題及時反饋,以便提前做出調(diào)整。
參考文獻(xiàn)
[1]相宏偉,楊勇,李永旺.從基礎(chǔ)到工業(yè)化[J].中國科學(xué):化學(xué), 2014(12):1876-1892.
[2]陳建剛,相宏偉,李永旺,等.費托合成液體燃料關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J].化工學(xué)報, 2003(4):516-523.
[3]郭中山,王峰,楊占奇,等. 400萬t/a煤基費托合成裝置運行和優(yōu)化[J].煤炭學(xué)報,2020, 45(4):1259-1266.
[4]孫啟文.煤炭間接液化[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2012.
[5]門卓武,矯衛(wèi)東,謝瞬敏,等.一種新型漿態(tài)床反應(yīng)器氣體進(jìn)料分布器:中國, CN201728094U[P]. 2011.
[6]王晉生, 郝栩, 劉東勛,等. 用于費-托合成的氣-液-固三相懸浮床反應(yīng)器及其應(yīng)用: CN, CN101396647 A[P].
作者簡介:鄧海軍(1984.02-), 性別:男,民族:回族, 籍貫:寧夏銀川,學(xué)歷:本科,職稱:助理工程師,研究方向或從事工作:煤化工。