煤制油換熱設備與壓力容器研制關鍵技術研究

焦智宇

摘要：現如今，我國綜合發展水平顯著提升，各行業領域對于能源的需求越來越多，全面推進了我國煤化工項目規模的拓展。為了著重提升我國現如今的煤制油水平，需要從多個角度入手，結合煤制油產業的主要發展形式，全面分析與研究煤制油換熱設備與壓力容器研制等多方面的關鍵技術?；诖?，本文分別探討了我國現如今所應用的煤制油工藝及主要產品結構類型，并圍繞煤制油換熱設備與壓力容器等進行有針對性的研究，以期能夠進一步推進我國煤制油產業的發展。

關鍵詞：煤制油;換熱設備;壓力容器;研制;關鍵技術

引言：在新時代發展進程中，能源節約和充分利用對國家的發展有重要的意義和價值。我國當前在能源方面主要體現為富煤、少油、有氣的特征，煤炭資源相對豐富，但是原油產量仍舊較低，而煤制油主要以煤炭作為原料，經過化學加工方法進一步生成油品和石油化工產品，所以本文針對煤制油換熱設備與壓力容器研制關鍵技術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展進程以及能源發展戰略要求。

1 我國當前的煤制油工藝和主要產品結構

在我國現有能源結構中，煤炭整體儲量龐大，價格相對穩定，始終在能源結構中占據主導地位，而煤制油也更加體現于以煤炭作為原料，通過化學加工方法和手段生成油品，主要技術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，但是也可以通過進一步的精煉和餾分切割分離等技術生成汽油、潤滑油等成品油產品。此類產品，不論是直接產品還是通過再次加工之后的成品油都會被統稱為煤基油品。

煤制油的主要產品結構可以根據不同的技術類型進行劃分，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、煤油等基礎油品為主，通過二次加工和化工反應之后，產品能夠生成烯烴和化學品等多種類型。除此之外，也可以應用煤油共煉技術生成油煤漿液，并通過加強改制等多種化學方法生成清潔油品。隨著當前我國煤制油產業的飛速發展和技術水平的不斷提高，煤制油產品結構越發豐富，相關工藝水平不斷增強，進一步滿足了我國煤基油品等多方面的產品需求，促進我國煤制油一體化以及煤制油產業的飛速發展和進步。

2 煤制油換熱設備與壓力容器研制關鍵技術

2.1 煤制油換熱設備分析

當前在我國煤炭間接液化項目中所采取的煤制油換熱設備主要為循環換熱分離器，此類換熱設備在應用過程中是費托合成單元的核心設備，其外殼主要為壓力容器，在費托合成單元中始終發揮著重要的作用。但是不容忽視的是此類換熱設備和循環換熱分離器在應用過程中仍然存在一定問題，導致現有設備運行受到嚴重的影響[1]。例如循環換熱設備內件實現技術改變之后，相關連接部位往往需要應用單螺栓的連接方法，如在內部角鋼以及中間箱體等位置安裝固定螺栓，但是在進行換熱設備運轉過程中會導致設備入口始終處于封閉狀態，這也導致螺栓無法實現熱緊，甚至會在長期聯運完成之后出現換熱分離器及換熱設備內部部分螺絲松動或脫落等多方面問題。除此之外，部分換熱設備的反應器壓力表所顯示的壓差與實際運行結果存在一定的誤差，這也導致了相關人員無法及時準確地了解反應器內部液位情況。

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

2.2 煤制油壓力容器研制關鍵技術分析

在煤制油換熱設備和壓力容器應用過程中，壓力容器始終發揮著重要的作用，不論是哪一種煤化工裝置，都需要應用關鍵壓力容器，也正因如此，在對壓力容器進行研制和分析選材時要全面提高綜合技術水平。據此，本文首先主要圍繞壓力容器的選材關鍵技術進行論述，在我國煤化工裝置中所應用的壓力容器可以根據溫度和壓力等不同的情形進行分配，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重點。在進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，在設計階段需要根據煤制油換熱設備與壓力容器的相關設計要素和設計水平與專利工藝等，全面分析與研討設備的具體參數和設備簡圖，確保相關工藝參數和耐腐蝕情況能夠與設計標準相符;其次在最大厚度中要根據不同的壓力容器類型進行確定，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之一[3]。

在進行煤制油壓力容器設計與研制時，可以針對不同的設計與研制階段進行有針對性的研討。例如可以從報告研討階段，基礎設計階段、詳細設計階段等不同的層次進行研制與設計水平的提高。其次，要把握設計和壓力容器研制過程中的關鍵性技術問題，例如疲勞設備設計問題、細高塔塔頂撓度問題以及設計裝配圖、主材標準和供貨狀態、防火涂料等基礎性問題等等，都是壓力容器研制的關鍵技術問題之一。例如在針對疲勞設備設計問題進行技術解決時，可以在結構設計和研制環節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，避免造成局部應力集中的問題;而在解決細高塔塔頂撓度問題中，可以根據高塔活動情況和設計地區所在經緯度情況分別復測撓度，也可以增設防擾流裝置，嚴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鍵技術水平。

總結：總而言之，近年來我國煉油化工企業實現了飛速發展，特別是在煤油一體化發展領域中，煤制油的綜合水平顯著提升，煤機油品成為了我國交通運輸領域中的燃料重要來源之一，同時也著力提高費托合成技術水平，確保煤基油品的綜合質量能夠需求要求相符合?；诖?，本文針對煤質油換熱設備與壓力容器研制關鍵技術開展有針對性的研究與分析，并結合具體的問題進行深入探討，希望能夠對我國當前煤制油行業設備改造與技術水平優化提供必要指導和參考。

參考文獻：

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

[2]譚立平，尹甜.煤化工裝置關鍵壓力容器的選材方法[J].化工機械，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業發展分析[J].化工進展，2019，38（07）：3079-3087.