煤直接液化反应器的开停工过程优化.pdf

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1、第53卷第4期化　工　设　备　与　管　道Vol.53No.42016年8月PROCESSEQUIPMENT&PIPINGAug.2016煤直接液化反应器的开停工过程优化张洪伟（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）摘要：结合煤直接液化反应器的实际运行状况，避免出现加氢反应器常见的损伤问题，通过控制开停工期间的升降温速度，设定升降压条件，进行恒温脱氢和中和碱洗操作，优化煤直接液化反应器的开停工过程，保证了反应器的安全稳定运行状态。关键词：煤直接液化；反应器；温度；压力；氢脆；腐蚀中图分

2、类号：TQ052；TH17文献标识码：A文章编号：1009-3281（2016）04-0044-003中国神华煤直接液化项目是世界首套百万吨级钢有着优良的耐高温性能及抗氢腐蚀性能。然而由于煤直接液化示范项目，神华煤直接液化工艺采用悬浮反应器长时间处于高温的操作条件下，会出现不同程床加氢反应器，煤粉、供氢溶剂、氢气、液硫在反度的回火脆化现象。为此，需要对反应器的升压过程应器内完成煤直接液化反应，反应器处于高温、高进行限制以防止在开工或停工过程中反应器筒体处压、临氢的操作条件下，具有加氢反应器的显著特征。于冷态时发生脆性断裂

3、的可能性。该反应器的设计参数为：运行压力18.0~19.0MPa，反应器第一次开工时，在任何阶段的升压过程运行温度440~460℃，设计压力20.36MPa，设计温中，反应器器壁最低温度在达到38℃以前，其操作度482℃，运行介质为氢气、煤浆、硫化氢等，反压力不得超过设计压力的1/4（5.1MPa），当器壁最应器总重2100t，两台串联运行。反应器壳体采用低温度在达到38℃以后，其操作压力才允许逐渐升2.25Cr1Mo0.25V钢锻件，相比普通Cr-Mo钢，加V高到正常操作压力，控制升压速率为2.0MPa/h。后的钢具有

4、更高的强度和抗高温蠕变能力，并可将运反应器操作一个周期后再次开工，要严格遵守行温度从450℃提高到482℃，同时少量的V对碳反应器器壁最低温度在达到95℃以前，其操作压力化物稳定性也有影响，还进一步改善了钢的抗氢致破不得超过设计压力1/4（5.1MPa）的操作原则。在开[1]坏能力，并使回火脆性能量降低。为抵抗高温硫化停工期间反应器升降压速度≤2.0MPa/h。氢腐蚀及煤粉的磨损，在反应器壳体内壁表面堆焊2反应器升降温操作（TP309L+TP347L）不锈钢，内构件采用347型不锈钢制造。煤直接液化反应器是目前世界最大的

5、加氢反正常开工时，首先以≤15℃/h的速率提高反应器，其设计运行条件苛刻，保证该反应器的平稳运应器器壁温度至最低加压温度（首次开工为38℃，行，避免出现加氢反应器常见的氢腐蚀、氢脆、堆焊再次开工为95℃），此时反应器的压力允许升至5.0层剥离等问题，是煤直接液化工艺工业化进程中的重MPa以上，随着压力进一步提高，反应器的温度逐要环节。针对开停工过程中容易造成加氢反应器损伤渐升至正常操作温度，在此期间控制升温速率≤25的问题，神华煤直接液化工艺已经形成一套安全可靠℃/h。的反应器开停工步骤和处理方法，保证了煤直接液化为避免

6、产生温差应力，应严格控制反应器相邻反应器的安全稳定运行。两个表面热偶之间的温度差。如两表面热电偶之间距1反应器升降压操作收稿日期：2016-04-18作者简介：张洪伟（1979—），男，回族，河北沧州人，高级技师。用于制造煤直接液化反应器的2.25Cr1Mo0.25V从事生产管理工作。2016年8月张洪伟.煤直接液化反应器的开停工过程优化·45·1/2离M＜2.5（R×T），其最大温差不宜＞28℃。在停车期间FeS与空气中的水份发生反应生成连多式中M——两表面热偶间距离，mm；硫酸H2SxO6（x=3、4、5），并可能导

7、致堆焊层金属[3]R——反应器半径，R=2740mm；产生沿晶型应力腐蚀开裂。目前避免停工期间连多T——反应器壁厚，T=334mm。硫酸腐蚀的有效方法是：1/2计算得出2.5（R×T）=2391mm，实际反应器（1）反应系统停工后用干燥氮气吹扫，保持微表面相邻热偶间距离为2300mm，小于计算值，因正压状态，使系统与空气隔绝；此反应器升温应遵守两热偶间温差≤28℃的规定。（2）采用碱性液体清洗反应器内表面，中和反反应器处于290℃以上时，最大降温速率为应系统各部位产生的连多硫酸。25℃/h，此后反应器降温速率≤15℃/h

8、。因煤直接液化反应器存在结焦与沉积的可能，每次检修都需要进人检查并清理结焦物，因此第一3反应器恒温脱氢操作种方式不适用于煤直接液化反应器的连多硫酸防护；煤直接液化反应器长期处于高温高压临氢的状目前采取第二种防护方式，在反应器降至常温常压态下运行，氢气分子会渗透入反应器器壁；当反应器后，引入配置好的碱洗溶液对反应系统存