煤液化反应器内部构件状况分析与应对措施
煤直接液化反应器的综述与展望
煤直接液化反应器的综述与展望摘要:煤直接液化反应器是液化工艺中的核心设备, 其工况复杂, 条件苛刻, 工程放大难度很大。
结合几种典型的的煤直接液化工艺,总结了煤直接液化反应器的发展沿革、技术现状和研究进展,分析了煤直接液化反应器的发展趋势, 阐述了有待研究的问题, 探讨了今后研究工作的方向。
关键词:煤直接液化,工艺,反应器1 引言随着世界经济的发展,人类对能源的需求日益增加,特别是对以石油为主的清洁液体燃料的需求增长较快。
石油作为一种不可再生资源,储量有限,据英国BP 公司2009 年7 月公布的石油产量和油气储量2008 年终统计,全球石油及凝析油产量预计为39 亿吨,石油估算探明储量为1708 亿吨,采出比为42【1】。
石油储量的有限,再加上国际政治和经济形势的影响,造成近年来石油价格长期居高不下,国际社会越来越认识到寻找石油替代能源的迫切性。
预计到2020 年,中国石油消费量将超过4.5 亿吨,届时石油对外依存度可能达到60%~62%。
中国经济的稳定增长、能源消费的增加以及国内石油产量增长远远落后于石油消费的增长, 将使中国石油进口增加的趋势在相当一段时间内会继续保持。
中国作为最大的发展中国家,能源依赖于大规模地、长期地从国际市场上购进石油是危险的。
石油资源匮乏和石油供应不足已成影响中国和全球经济发展的重要因素。
随着世界经济的发展,石油供需矛盾将会日趋加剧。
在未来可预测的时间段内,化石能源之外的能源比例还难以到达人们理想的目标。
在新能源和可再生能源大规模经济应用之前,未来石油和天然气的最佳替代品还是煤炭,煤直接液化技术作为煤炭的清洁转化和高效利用的重要手段之一,将是煤直接液化技术是缓解我国石油紧缺的重要技术和保证经济高速发展对能源需求的重要途径。
2 煤直接液化技术2.1 煤直接液化概念煤直接液化就是在高温高压下,借助于供氢溶剂和催化剂,使氢元素进入煤及其衍生物的分子结构,从而将煤转化为液体运输燃料或化工原料的先进洁净煤技术。
煤直接液化项目易磨损泄漏着火应急处置难点与防控措施探索
煤直接液化项目易磨损泄漏着火应急处置难点与防控措施探索摘要:煤直接液化项目是前所未有的大型煤化工集成项目。
该项目通过几次高温高压加氢反应,向掺有催化剂的煤浆中加入氢气,将煤炭中的大分子转化为小分子,再经过对煤液化产物进行加氢提质反应,生产出石脑油、柴油和液化气等产品。
煤直接液化项目物料输转、反应过程含固易磨损泄漏是其与以往石油化工企业及其他煤化工行业的最大不同,这就需要探索建立一套适合煤直接液化生产特点的消防管理方法。
文章根据几年来参与煤直接液化项目消防管理的经验和教训总结,从煤直接液化生产工艺装置易磨损泄漏的着火原因和应急处置难点、防控措施等几个方面进行阐述。
关键词:煤直接液化;磨损泄漏;应急处置;防控措施一、煤直接液化装置易磨损泄漏原因分析煤液化装置作为煤液化项目的核心部分,起着煤转化为油品的重要作用。
煤液化在高温、高压、临氢条件下运行,是对大分子的煤实现加氢、裂解,获得小分子、高氢原子油品的过程。
其工艺特性决定气、液、固三相流几乎贯穿整个工艺生产过程,其易发生磨损泄漏的安全隐患主要表现为:第一,煤液化装置系统庞大复杂,连接部位数量和连接方式多,所以静密封点多,泄漏发生概率相对较高。
第二,整个装置从煤粉收集到油渣成型,各工段全部含有可燃介质,由于介质含固特性,个别部位压差高,介质流速快易磨损管道造成泄漏。
第三,介质中含有腐蚀性物质对管道及阀门填料具有腐蚀作用,易导致腐蚀开裂发生泄漏。
第四,煤液化的高溫特性决定了装置较多的热油泵,其机械密封易损坏发生介质泄漏。
二、煤直接液化项目泄漏着火应急处置难点(一)煤化工工程主体设备、框架高大,火灾扑救困难随着煤化工行业的迅速发展,装置结构更加复杂,大型设备、框架逐渐增多,一旦发生火灾会给消防工作带来极大的难度,严重威胁员工的生命安全并给企业财产带来巨大损失。
高层框架火灾的性质与一般建筑火灾不同,火势蔓延快、人员疏散困难、火灾扑救难度较大。
在无消防电梯或因电力中断导致消防电梯无法使用时,消防队员需要“全副武装”的通过楼梯冲上高层,体力消耗大、速度慢,不能及时到达着火层进行扑救,消防器材也不能随时得到补充,易延误灭火救援时间。
神华煤直接液化反应器运行状态监控方式探讨
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应器内, 在 反应器 顶 部有 固定 仪 表 引线 的支架 , 这 些 支架 的存 在也 为结 焦 物 附 着 提供 了载 体 , 在 附 着 物 达到一 定程 度 时反 应 器 内若 发 生 波 动 , 附着 物 就 会
脱落进人扇形杯 内, 也有可能会堵塞 中心管导致循 环泵 吸人量 不 足 出现 抽 空 。需 要 说 明 的是 , 这 种 情 况下虽然结焦物 的产生是长期累积 的结果 , 但是大 块 结焦 物脱 落后 会 立刻 引起 循环 泵 人 口吸人 量降 低 而 出现抽 空 , 迅 速破 坏反 应器 内循环 造 成严重 后 果 。 总之 , 反 应 器 内结 焦 是 制 约 反 应 器 运行 周 期 即
摘要: 本文主要介绍 了神华煤直接液化悬浮床反应器在运行过程 中的各项参数变化对反应器运行状态 的反 应, 通过对 比的方式得 出用煤液化反应器加权 与釜底温差 、 反应器顶与釜底温差及循环泵电流能直观有效 的反映出反应器运行状 态, 可以为检修周期的 确定提供数据支持。
关键词 : 煤液化 ; 反应器 ; 温差 ; 反应器压 降; 电流 ; 密度
创 造新 的记 录。神华 煤直 接液 化项 目已经实现 了商
业 化运行 而且 取得 了较好 的经 济 效 益 , 而 作 为煤 直 接 液化 工艺 中最 核 心 的煤 液化 反应 器 的长周期 稳定 运 行 为煤液化 装置 的长周 期运 行提 供 了基础 。 煤 炭直 接 液化 工 艺 通过 几 十 年 的发 展 , 虽然 目 前 世界 上开发 了多 种 不 同种 类 的工 艺 , 但 就 基本 化
定 时间 的累积 的 。随着结 焦物 的增 加 中心管 流通 面 积会 缩小 , 循环 泵 的人 口吸入量 会降低 , 循环 泵会 出
煤液化装置管件及阀门的腐蚀及其监控措施
均 匀腐 蚀 和 冲刷腐 蚀 。但 是也 可考 虑 采用挂 片 探 针 和 电 阻探针 局部 监 测等 手段 与 管线 定点 测厚 配 合 使用 。超声 波测 厚 是利 用压 电换 能 器产 生 的高
频 声 波穿 过材 料 ,测 量 回声 返 回探 头 的时 间或 记
一
壁厚 ,rm 。 a )
图 6 盲头 或 封 头测 点 位置
( ) 根据被测设 备及管 道的温度 选择适 当 2应 的探头 和耦 合剂 。
( 同时考虑在 调节 阀或 节流 阀后 、 8) 集合 管
等有关管道等处布点。
( 每 次测厚前 , 对测厚 仪器进行 常温标 3) 应
定 ,同时对被 测对象 进行 表面处 理 ,保 证被 测对
() 7 对大小头、弯头 、三通管 、 调节阀或节
流 阀后 、集合 管等 有关 管道 常见 结构 的 布点 位置
可 参考 图1 图6 ~ 。
录产生 共 鸣时声 波 的振 幅为信 号 ,检测壁厚 。 从 国 内外 管理 先 进 的炼 油厂 以及H.O 腐 C AL 蚀 监 测措 施 经验 看 ,对装 置 的设 备与 管道 进行 大
标上 编 号 ,无 保温 的可用 耐候耐 温漆涂 一个直 径
象 的材质和表 面状况 与标 定试块 基本一致 。
( 推荐采用 二次测 厚法 ,即在 探头分 隔面 4) 相互垂直 的两个方 向上( 对管道测 厚 ,探 头分 隔面 应 与轴线垂 直或平行 ) 两次 ,以最小值 为准 。 测定 如果 两次测厚 值的偏差 大于0 2 . mm, 应重新 测定 。
规 模 定点 测 厚 ,是 一项 行之 有效 的措 施 。定点 测 厚 可 以弥 补其 它 几种 监 测手 段 的局 限性 。通过 对 具 有代 表 性 的截 面 进行 每周 一 次 的“ 在线 监测 ” ,
煤液化反应器清洗及检查指导书
在装臵投煤运转303小时过程中,反应器可能出现结焦、内件磨蚀、螺栓松动、局部腐蚀、母材的回火脆性、氢腐蚀和氢脆、不锈钢堆焊层的氢剥离等现象,所以要对反应器进行开孔检查,但在开孔之前需对反应器进行中和清洗。
中和清洗方案为防止反应器停工检修时奥氏体不锈钢及其堆焊层的连多硫酸应力腐蚀开裂(SCC),推荐使用的碱洗的方法来防止SCC,碱洗溶液使用含2W%的纯碱,同时在碱洗溶液中添加0.2 W%浓度的碱性表面活化剂,另添加0.4W%硝酸钠。
但需注意过量硝酸钠可以引起碳素钢SCC的可能性。
设备应至少浸泡2小时,在适当时候应对碱液进行分析以保证维持PH(≦9)值和对氯化物的限制(≦50PPM),把清洗液加热到49℃(120F)可以提高含油膜和沉积物的渗透性。
最重要的一点是碱洗后不能再用水洗,SHS01008-2004《固定床反应器检修规程》;在最新NACE RPO0170-97《奥氏体不锈钢和其他奥氏体合金炼油设备在停工期间产生连多硫酸应力腐蚀开裂防护》中要求碱洗后不再用水洗。
当碱洗完成时,因可能引起碳酸盐和氯盐由于蒸发而浓缩,它也能导致奥氏体不锈钢的SCC,因此在设备恢复运行前,必须将所有留下的碱液从系统中的每个低点排除。
需用材料:临时碱洗泵;配臵临时管线;碱洗油槽; 2个2W%的纯碱(碳酸钠); 40T 0.2 W%浓度的碱性表面活化剂 4T 0.4W%硝酸钠 8T PH试纸反应系统中和碱洗流程简图详见下图3碱洗流程:反应系统碱洗通过预臵的碱液槽通过D209顶上的安全阀副线的手阀处解口接临时线将碱液槽中的碱液通过临时泵将碱液打入D209中,待装满后,关闭安全阀副线手阀并通过D209顶部的氮气线充氮气到操作压力后,启动P206A/B(具体能否使用P206向反应系统补碱液,需设备专业确定),反应系统进碱液与其他系统的隔离详见上图隔离说明,待反应器注满碱液后溢流到D201,D201溢流到D202,D202溢流到D203,D201通过底部排放到D205,D205溢流到D206,并通过反应器核料位,D201、D205核料位,D202液位,D203界位及D206的液位来监控碱洗液的液位,要求D203界位、D206液位控制小于20%,防止液位过高。
煤直接液化含固污油罐运行及清罐问题和应对措施
环保节能清洗世界Cleaning World第36卷第1期2020年1月煤制油直接液化是将煤粉用溶剂油配制成油煤浆,通过煤液化反应器液化反应生产煤液化油的一种煤制油技术。
作为其配套设施的储运罐区作用是煤液化装置事故或异常工况时为其提供煤浆及含固污油的储存和输送工作。
含固污油罐区主要储存以下几种含固物料:煤液化配制的油煤浆、煤液化反应后的含固污油、减压塔底含固污油、常压塔底含固污油。
其中,煤液化配制的油煤浆含固量最高可达到50%。
根据不同工况来的含固物料,其含固量有所不同。
根据含固量的高低分别设置两种不同的含固污油储罐,分别是:129单元含固污油罐,主要储存常压塔底含固轻污油(设计储存含固污油含固量不大于12%),132单元含固污油罐,主要储存减压塔底、煤液化配制的油煤浆,设计储存含固污油含固量不大于50%。
1 含固污油罐储存运行问题及分析含固污油罐对于来自不同装置、不同含固量的物料性质,设计两种不同搅拌形式的含固污油罐,129单元含固污油罐储存来自常压塔底物料,物料含轻组分较多,储存温度较高达200 ℃,含固小于12%,储罐设计罐容4 000 m 3,沿罐四周均向设置四台侧进式搅拌器。
132单元含固污油罐储存来自煤液化配制的油煤浆、煤液化反应后的含固污油、减压塔底含固污油,物料含固量高达50%,储存温度150 ℃,物料成分组成复杂,储罐设计罐容2 000 m 3,储罐设置顶进式搅拌器。
运行期间发现储存运行过程存在如下几个问题:(1)由于物料成分组成复杂,含固量较高,132单元含固污油罐顶进式搅拌器运行半年时间发现搅拌器振动引起罐体和立式搅拌器支撑震动,清罐后进入罐内检查发现顶进式搅拌器下轴套自轴上脱落,轴磨损严重;分析顶进式搅拌器轴采用耐磨材质(司太立合金)制作,用成90°双顶丝将轴套固定在轴上,由于搅拌器轴受热位移,导致顶丝脱落和断裂,轴套自轴上脱落,严重磨损搅拌器轴,影响搅拌器的长期安全稳定运行。
煤直接液化工业示范装置运行情况及前景分析
石 油 炼 制 与 化 工2011年8月 收稿日期:2010-11-30;修改稿收到日期:2011-03-28。
作者简介:韩来喜(1970—),煤液化生产中心主任工程师,现从事煤液化生产技术管理工作。
煤直接液化工业示范装置运行情况及前景分析韩 来 喜(中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司,鄂尔多斯017209)摘 要:介绍煤直接液化工艺技术的发展历程及世界首套百万吨级煤直接液化工业示范装置的运行情况,讨论其产业发展前景和产业化需要考虑的问题。
结合该装置的4次开工、停工运行中出现的问题和改造情况,对影响示范装置长周期运行的因素进行分析。
示范装置经过技术改造后连续、稳定运行1 501h,表明装置的运行是安全可控的;产品质量对比分析结果表明,煤直接液化产品质量达到国家标准,标志着煤直接液化百万吨级装置工业化取得成功。
关键词:煤直接液化 加氢 液化石油气 石脑油 柴油1 前 言煤直接液化(又称加氢液化)是指将煤磨碎成细粉后,与溶剂油混合制成煤浆,然后在高温、高压和催化剂存在的条件下,通过加氢裂化使煤中复杂的有机化学结构分子直接转化为清洁的液体燃料和其它化工产品的过程[1]。
1913年,德国的柏吉乌斯首先研究了煤的高压加氢,从而为煤的直接液化奠定了基础。
20世纪30年代,第一代煤直接液化技术在德国实现工业化,但反应条件较为苛刻(反应温度460~480℃、反应压力70MPa);到20世纪70年代,相继开发了多种第二代煤直接液化工艺,如美国的氢-煤法(H-coal)工艺、溶剂精炼煤法(SRC-Ⅰ、SRC-Ⅱ)工艺、供氢溶剂法(EDS)工艺等,这些工艺已完成大型中试;目前正在研究的第三代煤直接液化工艺具有反应条件缓和、油收率高的特点。
典型的几种煤直接液化工艺有德国的IGOR工艺、美国的HTI工艺和日本的NEDOL工艺等。
20世纪50年代,我国在中国科学院大连化学物理研究所开展了煤炭液化的试验研究,后由于大庆油田的发现而中断。
煤液化减压塔衬里脱落分析及应对措施
4 解决 衬里 脱落 的应对 措 施
图 2衬里脱落状况 图
针对 以上衬里脱落原 因, 采取 以下应对措施 :
3 . 2入 口处高流速和 流体 变向对衬里 的影 响
‘
( 1 )在设 计上重新 核算减压 塔负荷 , 尤 其是针对 气相 负荷 过大和停 留时 间不足 的问题 , 对减压塔塔底部分 进行扩能 , 使 减
固钉 的缺 陷, 在2 0 1 0年检修 中我们使用 “ 燕 尾式” 锚 固钉 ( 见图 3 ) 。 一是在水 平两 端各伸 出 1 0 mm 水平爪 , 以增加锚 固钉和衬里 的接触 面积。二是锚 固钉底部 由原“ V” 型锚 固钉点接触 改为底
l VI a i n t e n a n c e & S e r v i c e
维护与检修
3 . 1 设计 缺 陷 Nhomakorabea继 续这种恶性环境衬 里其他锚 固钉支撑 点很容易被拉断导致衬 里整块脱落 。说 明现有 的锚 固钉数量不 能够满足使用要求 。
由于煤 液化装置在设计 时无可借鉴 的成 型设计 ,也没有具 体的或者是成熟的装置参考 ,对 于装置 的产 品分布及细节方面 仍处在理 论计算阶段 。 首先 减压 塔的设计尤其是其底 部并不适应 现在 的煤液化生 产要 求。 原始设计 中减压塔的容积尤其塔底部分 较小 , 在装置运
振捣不实导致 。 因为 振捣施工 是分层进行 , 底部振捣较实和塔壁 接触较为紧密 , 再 向上振捣时较松 出现分层 , 导致衬里脱 落。原
因是 分 层 施 工 和 振 捣 不 实 。
月份 的小修 中发现在 减压塔 进料 分布器 内壁末 端衬 里脱 离近
7 m ; 2 0 1 2年 8月份 中修 中发现在进料分布器 内壁脱 落近 2 2 m 。 这两 次检修都是衬里整块脱落较多 , 锚固钉被 拉断。 另外 B区循
关于煤化工气化设备检修常见问题分析及解决方案探讨
TECHNOLOGY AND INFORMATION工业与信息化70 科学与信息化2019年10月下关于煤化工气化设备检修常见问题分析及解决方案探讨丁海军陕西奥维乾元化工有限公司 陕西 榆林 719400摘 要 在煤化工气化设备检修过程当中,如何提高检修效率,避免事故的发生,对于煤化工气化设备的检验具有重要作用。
从目前煤化工气化设备检修过程来看,现有的检修程序和检修工作还存在较多的问题,对煤化工气化设备检修人员非常不利。
为了保证煤化气化计划设备检修取得积极效果,应当认真分析煤化气化设备存在的问题,并制定有效的解决策略,保证煤化工气化设备检修能够取得积极效果,避免煤化工气化设备检修发生危险。
本文主要结合煤化工气化设备检修的实际过程,认真探讨了煤化工气化设备检修过程当中存在的问题,并制定了有效的解决方案。
关键词 煤化工气化设备;检修;常见问题;解决方案前言目前煤化工气化设备在检修过程当中还存在一定的问题,考虑到煤化工气化设备检修过程当中存在的问题,我们应当认真分析问题的原因和影响,并制定有效的应对策略,保证煤化工气化设备检修能够取得积极效果。
通过应对措施的制定能够解决煤化工气化设备检修中存在的问题,并解决煤化工气化设备检修常见的问题,为煤化工气化设备检修提供有效的支持,保证煤化工气化设备检修能够取得积极效果 。
1 煤化工气化设备检修存在不安全因素和问题1.1 气化设备动火作业危险系数高目前来看煤化工气化设备在检修过程当中存在的不安全因素主要表现在煤化工气化设备的动火作业方面。
煤化工气化设备在检修中涉及动火作业。
而煤化工气化设备由于本身在工作过程当中整个状态属于气化的状态,进行动火作业容易引发气体爆炸事故,这一特性与其他的设备比较来说存在一定的差异,因此在气化设备检修过程当中,应当确保检修的安全性。
首先应当检查气化设备动火作业的危险系数,并且确保动火作业的过程能够满足安全要求,在充分保证动火作业安全性的基础上开展检修工作,降低动火作业发生的危险。
神华煤直接液化项目反应系统优化改造及效果分析
神华煤直接液化项目反应系统优化改造及效果分析逯波【摘要】介绍了神华煤直接液化项目反应系统的工艺.提出了该工艺反应系统运行中的问题,包括高压紧急冲洗油流量波动大、反应器分离器焦炭沉积、高压差角阀的热备操作性差、膜分离效率下降、反吹氢气带液严重、开工升温过程慢等.分析了出现问题的原因.通过高压紧急冲洗油泵增加变频稳定了流量,节约了电能;反应器分离器内采取防沉积措施,减少了结焦物的沉积;高压差角阀增加单项阀跨线,优化伴热,达到高温减压管路的在线热备;膜分离优化流程,提高了氢气回收率,年创造效益2 232万元.反吹扫氢增加脱液罐,脱出气相积液,稳定液位测量,增加了装置运行的安全性.开工过程增加升温线,缩短开工时间14 h,效果显著.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2015(045)006【总页数】5页(P60-64)【关键词】煤直接液化;反应系统;优化改造【作者】逯波【作者单位】中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司,内蒙古鄂尔多斯017209【正文语种】中文神华煤直接液化百万吨示范项目是世界首套煤直接液化工业示范项目,对保障我国的能源战略安全具有十分重要的战略意义[1]。
2008年,中国自主知识产权的煤直接液化技术取得突破性进展,从实验室走向工业化示范生产运行,神华煤直接液化项目首次试车成功。
神华煤直接液化装置主要分为煤浆制备、反应系统、分馏系统3个部分,反应系统是煤液化装置的核心部分,油煤浆和氢气在高温、高压以及催化剂的作用下进行反应生成液化油,同时为下游分馏系统提供反应产物。
本文介绍了神华煤直接液化反应系统运行过程中出现的问题,并对问题进行了分析研究和优化改造,取得了一定的经济效果。
1.1流程简介神华煤直接液化反应部分流程如图1所示,自煤浆制备部分来的油煤浆经油煤浆进料泵升压,送入油煤浆加热炉升温,经过升温升压的油煤浆进入反应器内反应,为保证油煤浆在加热炉内的流速以及反应所需氢气,油煤浆加热炉前后分别设计炉前炉后混氢。
煤液化技术研究现状分析与展望
煤液化技术研究现状分析与展望作者:陈鹏翔来源:《中小企业管理与科技·上旬刊》2014年第07期摘要:本文通过对我国煤炭工业的分析,从煤液化技术发展概况、煤液化反应机理、煤液化工艺方法、煤液化经典技术和煤液化技术新进展五个方面对煤液化技术研究现状进行了分析与展望。
关键词:煤炭工业煤液化煤液化技术煤间接液化法1 概述作为洁净煤技术开发和应用的重点,煤液化技术使当今中国引起了越来越多的关注。
究其原因在于,首先,煤液化的两种实现手段,无论是煤直接液化技术或煤间接液化技术,均具有较高的能效比,煤直接液化技术的能效比可以达到60%,而煤间接液化技术也可达到50-55%[1];其次,煤液化技术可用于生产烃类燃料、甲醇、二甲醚、合成蜡、氨等多种下游的石油和化工产品;再次,研究发现煤可以实现与生物质共液化[2],选用不同的废弃生物质如塑料、纸、木屑等与煤进行共液化实验,发现煤可在较低的温度下液化。
2 煤液化技术发展概况早在20世纪初期,德国就开始研究煤液化技术。
1973 年的世界石油危机之后,煤液化技术进入了发展迅速的活跃期。
这期间针对煤液化新工艺,德国、美国、日本等发达国家相继开发几十种,在不同程度上突破了工艺和技术。
3 煤液化反应机理3.1 直接液化机理通常情况下,煤加氢液化机理就是采取措施让煤受热分解,同时产生自由基碎片,然后进行加氢处理,进而在一定程度上进行裂解,同时使结构复杂的煤转化成低分子液态产物,以及少量的气态烃。
[3]3.2 直接液化过程在隔绝空气、高温400℃-450℃条件下,实现煤的热解。
在热解条件下,通过加氢气、催化剂,以及加压等,进而在一定程度上生成各种液化油。
3.3 间接液化过程 270℃-350℃下煤首先气化制成合成气(H2和CO),然后借助于催化剂的作用,在2.5MPa-3.0MPa下加压合成汽油。
煤间接液化的一般步骤是:①煤的气化;②合成气的转变;③粗合成气的转变;④合成反应;⑤合成气的加工。
煤液化反应器循环泵的运行及技术改进_王黎
煤液化反应器循环泵的运行及技术改进X王 黎(内蒙古伊泰集团有限公司,内蒙古鄂尔多斯 017000) 摘 要:某公司建成的煤直接液化中试装置是拥有自主知识产权的煤直接液化工艺试验基地,这套煤直接液化工艺的核心技术之一就是煤液化的悬浮床反应器,而使反应物料实现悬浮的动力来源于反应器底部的循环泵。
本文通过对反应器底部循环泵在中试装置运转三年过程中使用情况及技术改进的总结介绍,阐明了屏蔽泵在油煤浆系统中具有良好的使用效果和应用优势。
关键词:循环泵;油煤浆;运行;改进 中图分类号:T M621 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2013)11—0111—02 近年来,随着世界性石油价格的上涨及我国石油储量相对贫乏、油品需求量逐年上升等因素的影响,使得油品市场的供需矛盾日趋突出。
而我国的煤炭资源比较丰富,因此,充分利用煤炭资源优势,发展用煤来制油的高新技术产业,已经上升到了一定的战略高度。
它对优化我国能源结构,实现能源的多元化,降低石油进口的依存度,保证我国石油安全都具有重要的战略意义。
为了降低投资风险,提供煤直接液化工艺的技术研发平台,培训煤液化的操作员工,某公司建成了6t/天的煤直接液化中试装置,用以试验煤液化工艺的可行性,取得并验证工艺技术参数,并为商业化运行工厂提供技术支撑。
该套中试装置所采用的煤直接液化工艺原理是煤粉与催化剂、溶剂按一定比例配成油煤浆,在高温、高压和氢气环境中发生煤加氢液化反应,直接转化成液体油品的工艺过程。
它的核心技术之一是煤液化的悬浮床反应器,而使反应器中的反应物料实现悬浮的动力来源于反应器底部的循环泵,该泵是整个装置的核心设备,它对装置的正常运转起着决定性作用。
1 循环泵的概括介绍煤液化反应器循环泵共2台,分别用在煤液化第一反应器和煤液化第二反应器的下部,用P201和P202表示,为单级无密封离心泵(屏蔽泵)。
由日本NIKKISO(日机装)公司生产制造。
1.1 主要技术参数¹型号:HS214- 5.5C-21S7CSP(HS型表示水平、料浆型屏蔽泵,HS214型屏蔽泵介质的最小流量为20L/m in)º介质:油煤浆(其中固体含量25.3%;固体颗粒为200目的煤粉及0.7L m的催化剂)»介质密度:P201:822kg/m3;P202:783kg/m3¼介质粘度:P201:0.9(mm)2/S;P202:0.3 (mm)2/S½流量:8000L/h¾入口压力:P201:19.01M Pa;P202:18. 65M Pa¿介质温度:455~482℃À扬程:40mÁ泵轴功率:3.75kWb k电机功率:5.5kW;电压:380V1.2 结构型式及特点此屏蔽泵是由屏蔽电机、屏蔽套和泵头组成的一个模块系统,其中泵头部分由叶轮、泵体、泵盖、泵轴及滑动轴承等零件组成。
煤液化技术研究现状分析与展望
第 二是 煤 的溶解 产物 转化 为产 品油 阶。 合 成气 ( H 和C O) , 然 后借 助 于催 化 剂 的作 用 , 在2 . 5 MP a 一 第一 煤 的溶解 ; 6 . 3 煤 间接 液化 技 术 与煤 化工 技 术 的融合 趋 势 采 用 3 . 0 MP a下加 压 合成汽 油 。 煤 间接 液化 的一 般步 骤是 : ( 1 ) 煤 煤 间接液 化技 术会 产 生多种 中间产 品 ,与生 产燃 料相 比, 的气 化 ; ② 合 成 气 的转 变 ; ⑧ 粗 合 成 气 的转 变 ; ④ 合 成 反 部 分中间 产品生 产化 工产 品更具 优 势。 应: ⑧ 合成 气 的加 工 。 7 结 语 4 煤液 化 工艺 方法 在 生 产 过 程 中 ,直 接液 化 工 艺 通 常 情况 下 需 要在 高 4 . 1 直 接液化 技 术 分类 温 、 高 压 条件 下才 能进 行 , 并 且 需要选 择 合理 的煤 种 , 同 时 4 . 1 . 1 溶解 热解 液化 法。 利用 重质 溶剂 和轻质 溶 剂 对 这 样 产 出的油在 一定 程 度上含 芳 煤 热 解 抽提 , 可 制得 不 同 的油 类 , 分 别 对 应 于 低 灰 分 的 提 进行催 化 加氢 进行 液 化 , 烃 比较 高 。 取 物和 重质 油 为主 的油 类。
煤液化技术ห้องสมุดไป่ตู้ 究现状分析与展 望
陈朋 鸟 翔 ( 陕西国防 工业职业技术学院 )
摘要 : 本 文通 过 对我 国煤 炭 工业 的分析 , 从 煤 液 化 技 术 发展 概 况 、 煤, 得 到焦 油 , 通过 加氢 对 焦油进 行 处理 , 进一 步进 行裂 解 煤 液 化 反 应 机理 、 煤 液 化 工 艺 方法 、 煤 液 化 经 典 技 术 和 煤 液 化 技 术 新 和 提 质 。
煤化工气化设备检修中存在的问题及对策
煤化工气化设备检修中存在的问题及对策摘要:煤化工业是我国工业生产与工业领域的主力军,在社会经济发展进程中具有十分关键的价值意义,但是纵观实际情况可以发现,煤化工业的生产环境较为复杂、工作环境恶劣,同时工作运转时间相对较长,设备在实际应用的进程中经常会产生变形、断裂等问题,最终使得设备运转中出现故障,因此下文将会对煤化工气化设备检修相应内容展开分析。
关键词:煤化工业;气化设备;检修措施引言煤化工业设备在实际运转的进程之中,经常会产生故障方面的问题,这样一来不但会严重阻碍与影响相应的企业的正常生产,严重情况下还会造成工作人员的受伤与死亡。
并且,煤化工业生产技术繁琐复杂,因此,对于设备的整体要求十分严苛,这就需要工作人员定时对设备展开检查维护,还应该对实际工作中事故问题展开探索研究,下文笔者将会对煤化工期设备检修措施展开研究。
1、气化设备检修问题1.1动火作业动火作业指代的就是在防爆区之中展开焊接处理、切割施工亦或是借助砂轮进行临时性作业的情况。
在煤化工企业之中,因为气化设备长时间处于氧气环境下,再加上生产出的一部分产品自身也带有容易燃烧与容易爆炸的特点,因此生产进程中展开设备的检查维修也必将会面对着较多的风险问题,如若控制不到位,将极有可能产生危险事故[1]。
并且,检修工作者综合能力不达标的问题也是导致设备检修质量较差的原因这一,一部分检修工作者虽然具有操作证明,但是其不具备安全操作的思想与实际操作能力,容易产生不依据安全标准执行操作的状况。
最后,工作人员在动火之前没有对工作环境展开检查与研究,这样将会造成环境存有隐患问题。
1.2设备内检修气化设备内部在实际的检修进程中,通常会存有相应的安全风险隐患,首先,设备的内部通风状态较差,因此如若产生氧气设备故障问题,那么将十分有可能危及检修人员的生命安全。
其次,设备内部具备一定的有毒气体,如若不做好置换处理将导致中毒事故出现。
最后,工作人员进入至气化设备的内部展开检查维修,需要穿戴好专门的防护用具,如若没有依据规范要求穿戴防护设备或者防护产品质量较差,也将会产生中毒情况[2]。
煤直接液化油煤浆加热炉常见问题分析及防范措施
煤直接液化油煤浆加热炉常见问题分析及防范措施首先介紹了煤直接液化油煤浆加热炉的主要设计操作参数,分析了加热炉在日常运行中常见的问题以及处置措施,为生产操作提供了有效的指导意义。
标签:煤直接液化;加热炉;结焦;断料;偏流引言煤直接液化装置油煤浆加热炉F201是该装置反应工段的重要设备之一。
油煤浆加热炉在日常生产时以及开停工期间可能发生结焦、断料、偏流等问题,如果不提前进行风险辨识和进行有效处置,可能发生严重的生产安全事故。
所以有必要对油煤浆加热炉的常见问题进行分析和预防。
1 油煤浆加热炉主要设计操作参数煤直接液化油煤浆加热炉炉型为方箱式,采用相同的三台加热炉并联。
三台加热炉的燃烧烟气集中去废热锅炉和空气预热器。
介质中含有大量的固体颗粒,为防止冲蚀,限制管内流速,同时采用大半径弯管,炉管呈水平放置。
煤浆炉入口流量约为150-180t/h,入口温度155-175℃,压力19.5-20.3MPa,炉管总配氢25000-32000标立/小时,单只炉管配氢6000-7500标立/小时。
2 加热炉常见问题分析2.1 加热炉炉管结焦由于油煤浆加热炉的进料含有大约一半的固体含量,大的固体含量带来的问题是加热炉的结焦问题几乎不可避免。
2.1.1加热炉结焦的原因1)炉前配氢量小。
正常情况下单只炉管配氢6000-7500标立/小时,如果装置的供氢系统发生大的波动,导致加热炉的配氢量急剧减少,如果调整氢气分配不及时可能发生某支炉管的油煤浆反串至配氢管线内,造成配氢管线堵塞。
配氢量减小以后炉管内介质的扰动量减小,炉管结焦速度会明显增加;2)加热炉断料或者装置进料量低。
每台加热炉对应两台高压油煤浆进料泵,正常生产期间进料泵没有备用泵,如果装置的煤粉系统或者进料泵的冲洗油系统发生波动,可能发生加热炉单系列两台泵的停运。
加热炉短时间发生断料,如果处置不及时,可能发生结焦事件。
另外装置长时间的低负荷生产,造成路管内的流速偏低,固体介质的层流现象加剧,也会加快炉管结焦速度。
煤化工气化设备检修常见问题及解决对策
2019年01月建一个绝缘支架,在此基础上对管道进行安装套管,这种套管主要的材料是钢筋混凝土等。
套管的安装有效的对燃气管道起到保护作用,将燃气管道和外界环境进行一定的隔离作用,避免了管道受到外界环境的影响,发生侵蚀、破损断裂等问题。
而这些套管在实际的设计过程中也是有一定需求的,这些套管的直径需要根据实际应用的管道直径进行优化设计,其直径需要保证大于燃气管道直径的同时还不宜过于宽松,保证套管能有效套住管道的同时也不会因为过于宽松带来的管道不稳定。
另外,套管的长度需要和管道长度相互吻合,不宜过长或者过短。
另外在材料填充的过程中需要适当运用柔性的防腐防水材料,避免管道遭受腐蚀的同时也保证管道与套管之间的填充确保管道稳定。
2.2混凝土防护板防护所谓的混凝土防护板就是指利用混凝土防护板将燃气管道的回填土以及路面之间进行防护的一种技术。
这种混凝土防护板施工较为简单,实现方便快捷,应用十分广泛。
混凝土防护板主要作用于降低地面由上至下的压力,可以说就目前而言,混凝土防护板的安置效率是较高的,也有效的对浅埋施工的燃气管道进行了有效的保护。
但是相对的也是存在一些不足,需要采取更加稳定的方式进行防护。
当然,混凝土防护板的低廉和安全性是它受到追捧的一个重要原因。
2.3支撑墙防护在燃气管道浅埋施工的过程中,针对管道铺设运用支撑墙防护技术。
首先在需要铺设管道的路线上安置混凝土防护板,在此基础上利用砖块对混凝土防护板两边进行支撑,建立一个支撑墙。
将混凝土防护板和支撑墙周围进行有效的回填操作,同时夯实,确保稳定。
在支撑墙的建立下,将混凝土防护板的受力进行一定程度上的分担,减少混凝土防护板的受力,两者共同合作可以更有效的保护燃气管道的安全。
与此同时,有效的回填夯实和防护板对燃气管道来说属于双重防护,有效的隔断其他的物质和外界环境的侵害,更有效的确保了整个燃气管道的有效运行。
一般来说,支撑墙防护技术的应用有效的避免了燃气管道在浅埋的施工条件上受到来自地面建筑物等压力负荷,保证率管道安全运行,提高了管道运行寿命。
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隙处出现结焦情况。
焦、风力清焦和水力清焦。
3. 2 环形分布器法兰改造
3. 4 一反至二反管线清焦
此次检修对冲蚀的环形分布器法兰进行补焊恢复,因使用
此次检修对一反至二反管线进行了局部清焦。对一反至
第 16 期
刘玉滨: 煤液化反应器内部构件状况分析与应对措施
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二反管线的水平段用清焦设备结合真空吸污的方式进行清焦, 困难,因此建议反应器取消该法兰连接。
3. 6 扇形杯与中心管调整及改造
针对扇形杯与中 心 管 连 接 板 拉 断,导 致 部 分 扇 形 杯 变 形, 连接螺栓拉断等问题,本次检修期间对连接板进行扩孔改造并 对其进行更换,对连接螺栓进行更换,并增加平垫,另对开焊的 扇形通道板连接板进行补焊恢复。
煤液化反应器是煤直接液化反应中的关键设备,煤液化反 应器内部构件复 杂,一 旦 出 现 问 题,将 直 接 影 响 反 应 器 的 运 行 状况,继而影响煤液化装置的长周期运转。通过大修期间对反 应器进行拆检,对 其 内 部 构 件 的 状 况 进 行 分 析,并 对 其 进 行 相 应的清理及改造,为下一周期煤液化反应器的长周期运转提供 了保障,也为后期的反应器选型及设计提供了参考。
人孔塞与人孔筒壁处结焦,从而导致拆卸困难。于是用 Φ10mm 不锈钢直接焊接高压水枪枪头,塞进人孔塞与筒壁缝隙处进行 清焦,并对塞子内部吊耳重新焊补,后用 2 台 10 吨倒链,共耗时 2 天才将第二节人孔塞抽出。 2. 1. 2 进料三通及环形分布器
一反进料环形分布器只有一对法兰冲蚀呲开,环形分布器 远离进料三通的两节结焦严重。环形分布器内有结焦物堵塞, 并且在靠近器壁 一 周 处,分 配 盘 下 部 与 升 气 管 连 接 的 地 方,结 焦物较多。二反环形分布器有两节已基本被焦块堵死,有三对 法兰冲蚀严重。分配盘下部与升气管连接处有大量结焦物且 硬度较高,升气管堵塞比较多。
1 煤液化反应器介绍
煤液化装置的两台反应器属于全返混沸腾床热壁加氢反 应器,两台反应器 内 部 结 构[2] 一 样,是 适 应 煤 液 化 工 艺 生 产 而 专门设计制造的反应器,设备重量 2070 吨,是目前世界上最重 的加氢反应器。反应器由美国 AXENS 进行初步设计,中国石 化工程建设 公 司 详 细 设 计,由 中 国 第 一 重 型 机 械 集 团 公 司 制 造。反应器母材选用 21 /4 Cr - 1Mo - 1 /4V,内壁堆焊奥氏体不 锈钢( E309L + E347 ) 以 抵 抗 硫 化 氢 的 腐 蚀。焊 层 总 厚 度 7. 5mm。反应器下人孔内装有两节人孔塞,下部装有分配盘,上部 有扇形杯、扇形杯周围有升气管 ( 数量 36 个、规格 ¢ 168 × 3. 4) ,中间 位 置 是 直 径 为 762mm 的 中 心 管。分 配 盘 的 厚 度 为 350mm,重 40 多吨。分配盘由螺栓固定在器壁的支撑圈上,它 与凸台的连接用 76 个 M27 螺栓。在分配盘上开有 1059 个圆
了相应的应对措施,为下一周期煤液化反应器的长时间运转,煤液化装置的长周期运行提供了保障,同时也为煤液化二三线反应器的选
型及设计提供了参考。
关键词: 反应器 ; 内部构件 ; 改造 ; 应对措施
中图分类号: TQ545
文献标识码: A
文章编号: 1008 - 021X( 2016) 16 - 0096 - 04
3. 7 升气管修复及改造建议
对因风力清焦损坏的 5 个升气管焊接不锈钢板进行补强; ( 本文文献格式: 刘玉滨. 煤液化反应器内部构件状况分析与应
另外反应器扇形杯内 36 根升气管均采用了法兰连接形式,进 对措施[J]. 山东化工,2016,45( 16) : 96 - 99. )
入检查时,发现此 处 均 有 大 块 结 焦 物 附 着 在 法 兰 上,并 且 清 理
针对拆检过程中,反 应 器 顶 部 出 现 大 量 的 结 焦 物 的 情 况, 建议在反应器运 行 的 中 后 期,对 其 进 行 油 运 冲 洗,以 带 走 因 长 周期运转积累在 顶 部 的 结 焦 物,减 缓 顶 部 结 焦 的 趋 势,从 而 延 长反应器的运转周期。
4 结论
在泡罩进行水力清焦后,对确认不通畅的泡罩进行拆卸清 理,清焦完毕后对 其 进 行 恢 复,并 对 拆 卸 过 程 中 损 坏 的 泡 罩 和 升气管进行更换。建议对分配盘上部泡罩数量结构进行优化, 原反应器分配盘上部共计有 1059 个泡罩对应下部升气管,使进 入的油、气、煤浆能 均 匀 分 布,充 分 接 触,同 时 也 为 历 次 检 修 带 来了很大不便,由于其结构复杂、数量大,一个开工周期内会有 很大一部分结焦 堵 塞,拆 卸 和 清 理 困 难,建 议 在 不 影 响 反 应 深 度的条件下对其进行结构优化,并减少其数量。
檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨
一反环形分布器出现堵塞和法兰呲开现象,分析为前路的 F201 至反应器管道内残存焦片堵塞了环形分布器,压降增大后 导致法兰连接力不够以致呲开; 二反环形分布器结焦及法兰冲 蚀情况较一反严重的原因是从一反顶部出口管线到二反入口 管线水平段处积累了大量结焦物,此结焦物在检修期间无法彻 底清理,从而导致在开工运行期间大量结焦物进入二反入口环 形分布器内,造成 环 形 分 布 器 堵 塞,进 而 引 起 环 形 分 布 器 法 兰 呲开甚至发生冲蚀。具体情况如图 1 所示:
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山东化工 SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY
2016 年第 45 卷
煤液化反应器内部构件状况分析与应对措施
刘玉滨
( 中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯分公司,内蒙古 鄂尔多斯 017209)
摘要: 针对 2015 年大修期间,煤液化反应器拆检过程中内部构件的状况,详细分析了内部构件冲蚀、磨损、断裂、拆卸困难的原因,并提出
二反 分 配 盘 上 的 焦 块 不 多,最 大 的 焦 块 长 250mm,宽
90 mm。从分配盘上 看 中 心 管 及 器 壁,结 焦 物 较 少,比 较 干 净。 压差套管内有松散的结焦物。分配盘上的结焦物距离第一个 中心管人孔的距离为 700mm。二反共拆卸、安装泡罩 368 个, 焊接破损泡罩提升管 16 个,拔泡罩螺栓 4 个,有 10 个泡罩在拆 卸过程中直接连带升气管一起结死拔出。具体情况如图 3 所 示。
图 5 扇形杯与中心管连接板状况
3 采取的应对措施
年限较长,焊补后 法 兰 密 封 面 有 一 定 的 变 形,钢 对 钢 面 能 塞 进
针对本次反应器拆检过程中发现的问题,采取如下的应对 及改造措施[3],为下一周期反应器的平稳运行提供了保障。
0. 05mm 塞尺,故在法兰面间增加了一个 Φ360 × 390 × 2mm 的 石墨复合垫,用以补偿法兰的变形。建议新采购 4 对法兰留为
参考文献
[1] 蔡连波,林付德. 新型加氢反应器内构件的研究[J]. 炼油 技术与工程,2003( 10) : 29 - 33.
[2] 张树广,穆海涛,胡正海,等. 加氢裂化装置反应器内构件 的改造[J]. 石油炼制与化工,2000( 11) : 51 - 54.
[3] 曲建军,卞宗强. 重油加氢反应器内构件的改造[J]. 齐鲁 石油化工,2002( 1) : 59 - 61.
焊恢复法兰等相关措施对内部构件进行了恢复,从而为下一周
期反应器的平稳运行提供了保障。
2 煤液化反应器拆检过程中内部构件的状况分析
2. 1 反应器底部
2. 1. 1 人孔塞
图 1 环形分布器状况
本次拆检时,一反底部第一段人孔塞与第二段人孔塞拆卸 2. 1. 3 分配盘 泡罩
比较顺利,但是二 反 第 二 段 人 孔 塞 拆 卸 极 为 费 劲,后 发 现 由 于
此次一反顶部扇形杯内结焦严重与反应器的长周期运转 以及顶部冲洗油不畅通有很大关系。具体情况如图 4 所示。
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山东化工 SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY
2016 年第 45 卷
图 4 反应器顶部状况
2. 2. 2 扇形杯与中心管连接板
缩,但是由于一反 扇 形 杯 与 器 壁 的 间 隙 都 被 焦 块 堵 死 ,而 且 中
在一反扇形杯内部焦块清理结束后,发现扇形杯与中心管 心管底部法兰被固定在分配盘上,导致扇形杯无法收缩并且还
连接处有 5 块弧板出现断裂,14 条螺栓被剪断。经过分析,断 裂的原因为 在 反 应 器 停 工 降 温 的 过 程 中,扇 形 杯 与 中 心 管 收
承受着下拉的力,从而导致扇形杯与中心管连接板及螺栓被拉 断。
3. 1 人孔塞改造
备件。
针对此次塞子不好拆卸的原因,分析为陶瓷纤维纸在塞子 3. 3 反应器内部整体清焦
安装时破损严重,导致无法封堵隔离油焦。因此此次用玻璃丝
对反应器内部整体进行清焦,主要是对内部构件及器壁的
布在陶瓷纤维纸外部进行二次包裹加固,防止人孔塞与筒壁缝 清焦。由于结焦部位及焦块硬度的不同,清焦方法采用人工清
料进入到煤液化第二反应器( 以下简称二反) 内部继续进行反
应,另一部分通过扇形杯进入到中心管到达循环泵入口进行循
环。
2015 年 5 月装置大修期间,对煤液化反应器进行拆检,发
现内部构件出现 泡 罩 结 焦、环 形 分 布 器 堵 塞 冲 蚀、顶 部 升 气 管
堵塞、扇形杯与中心管连接板断裂等问题,并通过清理焦块,补
图 2 一反分配盘及泡罩状况
图 3 二反分配盘及泡罩状况
2. 2 反应器顶部
上的焦块最大的直径可达 1100mm,扇形杯内的结焦物距离升
2. 2. 1 冲洗油管线支架 扇形杯 升气管 一反顶部冲洗油支架上有少量焦块附着物,升气管上面有
大量焦块附着物,且有三根升气管已堵死。扇形杯内部升气管