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石油焦气化装置存在的问题及解决方法

[日期:2018-06-14] 来源:《中氮肥》2018年第3期  作者: [字体: ]

 

 

(宁波中金石化有限公司,浙江 宁波315203

 

     [摘  要]由于国内以石油焦为原料的气化装置较少,可借鉴经验较少,宁波中金石化有限公司的石油焦气化装置原始开车过程中出现了停车后工艺烧嘴内部残留大量煤粉和蒸发热水塔液位调节阀选型错误致使双阀无法互备等问题,对装置的安全运行产生了一定的影响。对问题进行原因分析,发现上述问题是由于设计上考虑不周所致,采取相应的处理措施后,问题得以解决。

[关键词]石油焦气化装置;工艺烧嘴;煤浆;煤粉;蒸发热水塔;液位调节阀;双阀互备;设计

[中图分类号]TQ546  [文献标志码]B  [文章编号]1004-9932201803-0025-02

 

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近年来,石油焦作为一种含碳量较高的能源受到重视,特别是石化行业,通过对石油焦的转化获得H2以延伸产业链。宁波中金石化有限公司气化装置以石油焦为原料,设计投煤量为836 t/d(干基),采用国内具有自主知识产权的华东理工大学、兖矿集团有限公司、中国天辰工程有限公司共同开发的多喷嘴对置式水煤浆加压气化工艺,将氧气与石油焦通过工艺烧嘴混合后在气化炉内进行气固相非催化反应,生成以COH2为主要成分的水煤气,供下游装置使用。由于国内以石油焦为原料的气化装置较少,可借鉴经验较少,我公司石油焦气化装置原始开车和运行过程中出现了一些问题,如:数次停车拆除工艺烧嘴的过程中均发现工艺烧嘴内部残留大量的煤粉,蒸发热水塔液位调节阀双阀无法互备等,对气化装置的安全运行产生了一定的影响。通过对装置内部进行自查,发现这些影响装置安全运行的重大隐患是由于设计上考虑不周所致,采取相应的处理措施后,问题得以解决。现简介如下。

1  工艺烧嘴内部残存煤粉

我公司石油焦气化装置于2015524日一次投料成功,528日计划停车,529日拆除工艺烧嘴对其进行检查时发现如下问题:由于运行时间较短,工艺烧嘴断面状况尚好,无明显烧蚀痕迹,但工艺烧嘴主氧通道有残留的黑色痕迹,其他几支烧嘴也有类似现象,有的烧嘴内部出现一层黑色颗粒层,用手划过有较为直观的痕迹,进一步确认为主氧通道内残存有煤粉。

对于氧气管线内煤粉残存的原因,起初分析认为可能是由于停车过程中或者停车后烧嘴小流量保护氮气流量过低所致,而后来的深入分析发现,停车状态下只要工艺烧嘴内部压力高于气化炉内压力,就不会出现煤浆窜入工艺烧嘴内部的情况。经检查,高压氮气储罐压力完全可以满足停车状态下氮气吹扫工艺烧嘴氧气通道的要求,氮气吹扫时间也满足停车顺控时序的要求,停车后小流量氮气保护阀前的手动阀也处于打开状态。但在后续的几次停车拆检工艺烧嘴的工作中还是发现氧气管线内部有煤粉存在,而且还发现有水渍痕迹。烧嘴物料中只有煤浆是含有水分的介质,由此判断,系统停车吹扫过程中有煤浆进入了氧气管线内,由于气化炉内温度较高,工艺烧嘴内部的液态水逐渐蒸发,继而残留下水渍;而如果是停车以后煤浆窜入到氧气管线内部,则不会出现水渍痕迹,因为在停车状态下煤浆是很难进入到工艺烧嘴内部的,除非是氧气管线的压力低于气化炉内部的压力,且即使出现这种情况,煤浆进入烧嘴内部也不会出现水渍痕迹。

正常生产过程中,当气化炉出现故障时,系统会执行停车吹扫程序,正常的吹扫程序是先打开氧气管线的吹扫阀,然后打开煤浆管线的吹扫阀,以防止煤浆窜入氧气管线内。然而,由入烧嘴物料流程示意图(图1)可以看到,吹扫氧气管线的高压氮气管线上设置有限流孔板,限流孔板的主要作用就是限流减压,当系统执行停车吹扫程序时,打开氧气管线上的氮气吹扫阀延时几秒再打开煤浆管线上的氮气吹扫阀,而由于吹扫氧气管线的高压氮气管线上设有限流孔板,吹扫过程中氧气管线的压力将始终低于煤浆管线的压力,从而导致煤浆管线内的煤浆进入氧气管线内;又由于停车以后拆除工艺烧嘴还需要一段时间,氧气管线内煤浆中的水分逐渐蒸发,因而烧嘴拆除后会看见残留的水渍。

更多内容详见《中氮肥》2018年第3

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