費托反應器分布器301內件清理淺析

摘要：針對國家能源集團寧夏煤業有限責任公司400萬t/a煤制油裝置在運行過程中發現氣體分布器壓差過大的問題，本文進行了全面分析并在檢修過程中采取了對策，檢修后氣體分布器壓差大幅降低，系統運行負荷明顯提高。最后，總結檢修過程中存在的問題，提出了應對的策略，為下次檢修提供寶貴的參考。

關鍵詞：費托合成;氣體分布器;內構件;堵塞

引言

國家能源集團寧夏煤業有限責任公司煤制油分公司400萬t/a裝置費托合成裝置采用高溫漿態床F-T合成工藝（即HTSFTP?工藝），由中科合成油工程有限公司設計，包括8臺高溫漿態床反應器和配套的工藝技術、鐵基漿態床FT系列催化劑。[1，2]費托合成反應器是煤制油項目的核心裝置，內構件較多，包括換熱管、分離器、蠟過濾管、氣體分布器等等。[3]

氣體分布器主要作用是均勻分布氣體并產生盡可能小的氣泡。漿態床反應器中氣相分布直接影響催化劑分散，催化劑分布不均勻會導致反應器局部超溫，因此氣體分布器是漿態床反應器重要的內構件之一。氣體分布器的設計既要滿足氣體的均勻分布，也要減少對催化劑的磨損;避免開車初期或停車期間，因原料氣供氣不足或氣體流量降低導致反應器漿液倒灌進入氣體分布器中，堵塞氣體分布器。[4，5]本文就裝置運行期間費托反應器分布器301內件遇到的問題，分析原因，并給出相應的處理措施，避免發生類似的問題。

一、費托反應器分布器發現的主要問題

漿態床費托合成反應器直徑9.6米，分布器為管式分布器，底部氣體分布器共12圈1625件，其中第12圈為最外側懸空環管，共259件分布器。本次拆檢分布器為第1到第11圈共計1366件分布器，運行過程中分布器壓差約110Kpa，初步判斷分布器內件存在堵塞現象。檢修發現存在以下問題：

（1）分布器運行過程中有20余件脫落，分布器連接絲扣損壞;

（2）第1圈到第3圈分布器堵塞較為嚴重，第4圈至第11圈分布器檢查較為干凈，堵塞較少;

（3）分布器環管切割開窗檢查，發現第1圈到第3圈分布器環管堵塞較為嚴重，第4圈及以外環管內有少量渣蠟，但未堵實。

二、費托反應器分布器堵塞原因分析

費托合成反應器氣體分布器為多級管式氣體分布器結構，見圖1。分布器設置有主進氣管與多個支管，呈現均勻排布，支管上設置一定數量的噴嘴，噴嘴向下開口，氣體向下噴出后再向上進入床層與催化劑接觸。但是在運行過程中，由于各種原因進氣量經常發生波動，裝置發生非計劃停車或停車過程中，進氣量大幅減少或突然中斷，如果渣蠟沖洗不干凈，容易進入環管和分布頭造成堵塞，造成分布器壓差增大。

三、費托反應器分布器檢修對策

針對檢修發現的問題，對癥下藥，主要采取以下對策：

（1）拆除1366件分布器進行檢查疏通，試通后按照規格不同進行分類擺放;

（2）通過分布器環管開窗檢查位置，對分布器環管進行高壓清洗，驗收合格后回裝開窗蓋板;

（3）回裝已試通合格的分布器。

檢修后，分布器壓降減少，主要參數見表1。由表1可以看出，通過檢修，系統總壓力降由0.82MPa降低至0.50MPa，氣體分布器壓降由112.2kPa降低到80.5kPa，大幅降低。為避免催化劑堵塞氣體分布管，操作過程中應緩慢調整進氣量，在停車過程中一定要把漿液徹底排凈后再停止通氣。

四、結論

（1）工業費托合成反應器氣體分布器數量多，第1圈到第3圈分布器易堵塞，是檢修的重點和難點。氣體分布器堵塞是造成氣體分布器壓差過大的主要原因。

（2）本次檢修發現分布器連接處絲扣在拆卸過程中易發生螺紋損壞，導致部分損壞螺紋的分布器安裝不牢固，運行過程中可能會引起分布器脫落，今后應對損壞的螺紋進行更換，并上報一部分備件更換;

（3）反應器底部分布器拆檢工作量大，進度滯后。且雇傭外委單位人員混雜，人員流動性大，加班積極性不高，督促施工單位加快進度，給出時間節點及考核措施。

（4）質量管控難度大。拆卸及安裝人員技術能力薄弱，且責任心不強。今后檢修需安排專人盯守，嚴把過程質量驗收關，發現安裝質量問題及時反饋，以便提前做出調整。

參考文獻

[1]相宏偉，楊勇，李永旺.從基礎到工業化[J].中國科學：化學， 2014（12）：1876-1892.

[2]陳建剛，相宏偉，李永旺，等.費托合成液體燃料關鍵技術研究進展[J].化工學報， 2003（4）：516-523.

[3]郭中山，王峰，楊占奇，等. 400萬t/a煤基費托合成裝置運行和優化[J].煤炭學報，2020， 45（4）：1259-1266.

[4]孫啟文.煤炭間接液化[M].北京：化學工業出版社，2012.

[5]門卓武，矯衛東，謝瞬敏，等.一種新型漿態床反應器氣體進料分布器：中國， CN201728094U[P]. 2011.

[6]王晉生， 郝栩， 劉東勛，等. 用于費-托合成的氣-液-固三相懸浮床反應器及其應用： CN， CN101396647 A[P].

作者簡介：鄧海軍（1984.02-）， 性別：男，民族：回族， 籍貫：寧夏銀川，學歷：本科，職稱：助理工程師，研究方向或從事工作：煤化工。