煤制油換熱設(shè)備與壓力容器研制關(guān)鍵技術(shù)研究

焦智宇

摘要：現(xiàn)如今，我國綜合發(fā)展水平顯著提升，各行業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谀茉吹男枨笤絹碓蕉啵嫱七M(jìn)了我國煤化工項(xiàng)目規(guī)模的拓展。為了著重提升我國現(xiàn)如今的煤制油水平，需要從多個角度入手，結(jié)合煤制油產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展形式，全面分析與研究煤制油換熱設(shè)備與壓力容器研制等多方面的關(guān)鍵技術(shù)?；诖耍疚姆謩e探討了我國現(xiàn)如今所應(yīng)用的煤制油工藝及主要產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類型，并圍繞煤制油換熱設(shè)備與壓力容器等進(jìn)行有針對性的研究，以期能夠進(jìn)一步推進(jìn)我國煤制油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤制油;換熱設(shè)備;壓力容器;研制;關(guān)鍵技術(shù)

引言：在新時代發(fā)展進(jìn)程中，能源節(jié)約和充分利用對國家的發(fā)展有重要的意義和價值。我國當(dāng)前在能源方面主要體現(xiàn)為富煤、少油、有氣的特征，煤炭資源相對豐富，但是原油產(chǎn)量仍舊較低，而煤制油主要以煤炭作為原料，經(jīng)過化學(xué)加工方法進(jìn)一步生成油品和石油化工產(chǎn)品，所以本文針對煤制油換熱設(shè)備與壓力容器研制關(guān)鍵技術(shù)開展研究與分析有重要的意義和價值，更加符合了我國未來發(fā)展進(jìn)程以及能源發(fā)展戰(zhàn)略要求。

1 我國當(dāng)前的煤制油工藝和主要產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

在我國現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)中，煤炭整體儲量龐大，價格相對穩(wěn)定，始終在能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，而煤制油也更加體現(xiàn)于以煤炭作為原料，通過化學(xué)加工方法和手段生成油品，主要技術(shù)為煤直接液化和間接液化兩種方法。在煤制油工藝中，所生成的油品餾程相對較寬，可以在一定程度上等同于石油原油，但是也可以通過進(jìn)一步的精煉和餾分切割分離等技術(shù)生成汽油、潤滑油等成品油產(chǎn)品。此類產(chǎn)品，不論是直接產(chǎn)品還是通過再次加工之后的成品油都會被統(tǒng)稱為煤基油品。

煤制油的主要產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可以根據(jù)不同的技術(shù)類型進(jìn)行劃分，例如在煤直接液化工藝方法中可以生成汽油、柴油、液化氣等，而在間接液化工藝中主要以潤滑油、柴油、煤油等基礎(chǔ)油品為主，通過二次加工和化工反應(yīng)之后，產(chǎn)品能夠生成烯烴和化學(xué)品等多種類型。除此之外，也可以應(yīng)用煤油共煉技術(shù)生成油煤漿液，并通過加強(qiáng)改制等多種化學(xué)方法生成清潔油品。隨著當(dāng)前我國煤制油產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和技術(shù)水平的不斷提高，煤制油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越發(fā)豐富，相關(guān)工藝水平不斷增強(qiáng)，進(jìn)一步滿足了我國煤基油品等多方面的產(chǎn)品需求，促進(jìn)我國煤制油一體化以及煤制油產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和進(jìn)步。

2 煤制油換熱設(shè)備與壓力容器研制關(guān)鍵技術(shù)

2.1 煤制油換熱設(shè)備分析

當(dāng)前在我國煤炭間接液化項(xiàng)目中所采取的煤制油換熱設(shè)備主要為循環(huán)換熱分離器，此類換熱設(shè)備在應(yīng)用過程中是費(fèi)托合成單元的核心設(shè)備，其外殼主要為壓力容器，在費(fèi)托合成單元中始終發(fā)揮著重要的作用。但是不容忽視的是此類換熱設(shè)備和循環(huán)換熱分離器在應(yīng)用過程中仍然存在一定問題，導(dǎo)致現(xiàn)有設(shè)備運(yùn)行受到嚴(yán)重的影響[1]。例如循環(huán)換熱設(shè)備內(nèi)件實(shí)現(xiàn)技術(shù)改變之后，相關(guān)連接部位往往需要應(yīng)用單螺栓的連接方法，如在內(nèi)部角鋼以及中間箱體等位置安裝固定螺栓，但是在進(jìn)行換熱設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會導(dǎo)致設(shè)備入口始終處于封閉狀態(tài)，這也導(dǎo)致螺栓無法實(shí)現(xiàn)熱緊，甚至?xí)陂L期聯(lián)運(yùn)完成之后出現(xiàn)換熱分離器及換熱設(shè)備內(nèi)部部分螺絲松動或脫落等多方面問題。除此之外，部分換熱設(shè)備的反應(yīng)器壓力表所顯示的壓差與實(shí)際運(yùn)行結(jié)果存在一定的誤差，這也導(dǎo)致了相關(guān)人員無法及時準(zhǔn)確地了解反應(yīng)器內(nèi)部液位情況。

從以上問題可以得知，煤質(zhì)油換熱設(shè)備在應(yīng)用過程中需要切實(shí)提高運(yùn)行水平，針對此類問題進(jìn)行有針對性的解決，強(qiáng)化煤制油換熱設(shè)備研制關(guān)鍵技術(shù)水平的綜合性提升。首先針對換熱設(shè)備內(nèi)部螺栓固定方式或螺栓容易發(fā)生松動與脫落的問題，可以進(jìn)行有針對性的改造與技術(shù)升級，可以對內(nèi)件螺栓的固定方式進(jìn)行改造和加強(qiáng)。例如將螺栓的螺桿與螺帽進(jìn)行重新緊固，并在連接處位置采取點(diǎn)焊等方式確保螺栓的螺帽與螺桿能夠緊密相連，同樣也能避免此類內(nèi)件固定螺栓在后期應(yīng)用過程中受到多方因素的影響，繼而產(chǎn)生松動、脫落問題，減少煤制油換熱設(shè)備的故障發(fā)生幾率。其次，可以針對換熱設(shè)備的液位儀表進(jìn)行更改，針對反應(yīng)器壓力表與實(shí)際誤差相距較大的問題，可以應(yīng)用差壓式液位計準(zhǔn)確測量液位，有效代替壓力表式的液位儀，切實(shí)提高換熱設(shè)備反應(yīng)器測量過程中的精準(zhǔn)度，同時也能根據(jù)反應(yīng)器具體液位變化進(jìn)行全面的觀察與分析[2]。除此之外，可以對煤制油換熱設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行有效的改造，確保底部重要管線與閥門能夠充分發(fā)揮作用，保障管線的暢通。技術(shù)人員可以直接在換熱設(shè)備內(nèi)部位置增加溢流圍堰，要保障溢流圍堰與換熱設(shè)備內(nèi)表面之間的高度差，可以控制在100mm的情況，此種設(shè)計形式能夠有效減少螺栓以及換熱器運(yùn)行過程中其他雜物掉落后系統(tǒng)的幾率，但是在安裝溢流圍堰之后，難免會導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部液相流動出現(xiàn)積液或節(jié)流問題，因此可以在溢流圍堰設(shè)置中增加篩孔，確保篩孔的均勻條件，既保障了換熱器良好內(nèi)循環(huán)，也能使得設(shè)備內(nèi)部液相流動更加暢通有序。

2.2 煤制油壓力容器研制關(guān)鍵技術(shù)分析

在煤制油換熱設(shè)備和壓力容器應(yīng)用過程中，壓力容器始終發(fā)揮著重要的作用，不論是哪一種煤化工裝置，都需要應(yīng)用關(guān)鍵壓力容器，也正因如此，在對壓力容器進(jìn)行研制和分析選材時要全面提高綜合技術(shù)水平。據(jù)此，本文首先主要圍繞壓力容器的選材關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行論述，在我國煤化工裝置中所應(yīng)用的壓力容器可以根據(jù)溫度和壓力等不同的情形進(jìn)行分配，例如可以分為高溫或低溫容器，也可以按照壓力劃分為超高壓、高壓、中低壓及真空壓力容器等多種不同的類型，不同類型的壓力容器在選材方面有不同的側(cè)重點(diǎn)。在進(jìn)行壓力容器選材及研制過程中，首先需要考慮材料的最大厚度，在設(shè)計階段需要根據(jù)煤制油換熱設(shè)備與壓力容器的相關(guān)設(shè)計要素和設(shè)計水平與專利工藝等，全面分析與研討設(shè)備的具體參數(shù)和設(shè)備簡圖，確保相關(guān)工藝參數(shù)和耐腐蝕情況能夠與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相符;其次在最大厚度中要根據(jù)不同的壓力容器類型進(jìn)行確定，不同類型的材料都有最大厚度的限制，這也是我國很多鋼板廠和鍛件廠在材料供貨過程中所需要提供的最主要參數(shù)之一[3]。

在進(jìn)行煤制油壓力容器設(shè)計與研制時，可以針對不同的設(shè)計與研制階段進(jìn)行有針對性的研討。例如可以從報告研討階段，基礎(chǔ)設(shè)計階段、詳細(xì)設(shè)計階段等不同的層次進(jìn)行研制與設(shè)計水平的提高。其次，要把握設(shè)計和壓力容器研制過程中的關(guān)鍵性技術(shù)問題，例如疲勞設(shè)備設(shè)計問題、細(xì)高塔塔頂撓度問題以及設(shè)計裝配圖、主材標(biāo)準(zhǔn)和供貨狀態(tài)、防火涂料等基礎(chǔ)性問題等等，都是壓力容器研制的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。例如在針對疲勞設(shè)備設(shè)計問題進(jìn)行技術(shù)解決時，可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計和研制環(huán)節(jié)避免直接在壓力容器的筒體位置焊接零部件，減少焊縫的縫隙，避免造成局部應(yīng)力集中的問題;而在解決細(xì)高塔塔頂撓度問題中，可以根據(jù)高塔活動情況和設(shè)計地區(qū)所在經(jīng)緯度情況分別復(fù)測撓度，也可以增設(shè)防擾流裝置，嚴(yán)格開展高塔和裙座連接處焊縫的超聲檢測和磁粉檢測，避免存在縫隙問題，提高壓力容器研制關(guān)鍵技術(shù)水平。

總結(jié)：總而言之，近年來我國煉油化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)了飛速發(fā)展，特別是在煤油一體化發(fā)展領(lǐng)域中，煤制油的綜合水平顯著提升，煤機(jī)油品成為了我國交通運(yùn)輸領(lǐng)域中的燃料重要來源之一，同時也著力提高費(fèi)托合成技術(shù)水平，確保煤基油品的綜合質(zhì)量能夠需求要求相符合?；诖耍疚尼槍γ嘿|(zhì)油換熱設(shè)備與壓力容器研制關(guān)鍵技術(shù)開展有針對性的研究與分析，并結(jié)合具體的問題進(jìn)行深入探討，希望能夠?qū)ξ覈?dāng)前煤制油行業(yè)設(shè)備改造與技術(shù)水平優(yōu)化提供必要指導(dǎo)和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]林寧.煤制油項(xiàng)目循環(huán)換熱分離器內(nèi)件及設(shè)備改造[J].山西化工，2018，38（04）：154-155+172.

[2]譚立平，尹甜.煤化工裝置關(guān)鍵壓力容器的選材方法[J].化工機(jī)械，2017，44（02）：121-124+212.

[3]王澤洋，王龍延.煤基燃料油品特性與煤制油產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析[J].化工進(jìn)展，2019，38（07）：3079-3087.