費托合成裝置中壓飽和蒸汽過熱方案選擇

李順平

摘 要：費托合成裝置是煤炭間接液化項目的關鍵裝置之一，在正常運行過程中產生2.8MPa中壓飽和蒸汽。本文結合間接液化項目的特點，進行飽和蒸汽的過熱方案分析，提出合理的選擇方案。

關鍵詞：費托中壓飽和蒸汽 方案 分析 選擇

中圖分類號：TQ529.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（b）-0081-02

神華寧煤400萬t/年煤炭間接液化項目是以煤炭為原料，先在氣化爐內不完全燃燒產生CO和H2，然后經過變換、低溫甲醇洗裝置凈化獲得含量約為98%的CO和H2有效氣體。這些氣體進入費托反應器漿態床中，從反應器出來的有石腦油、蠟和重質油。反應過程放熱，依靠反應器內置盤管發生2.8MPa飽和蒸汽而取熱。除了以上主要生產裝置外，煤炭間接液化項目還有甲醇裝置、動力鍋爐、循環水場及空分等。

費托合成裝置共有8臺反應器，在正常生產過程中，隨著漿態床放熱反應的進行，每小時約產生2335t壓力為2.82.8MPa、溫度234℃中壓飽和蒸汽。如此大量蒸汽的利用，無論是從節能減排方面，還是從降低運行成本上考慮，都具有十分重要的意義。費托裝置本身需要的中壓飽和蒸汽量很少，但整個裝置內約有13臺左右轉動設備，如透平及泵，需要蒸汽作動力。那么如何過熱這部分中壓蒸汽作為蒸汽透平使用的方案就是一個十分迫切的問題了。

1 方案說明

1.1 方案一

將費托所產的中壓飽和蒸汽全部送到變換裝置，利用變換裝置的余熱來過熱這部分蒸汽，然后通過中壓過熱蒸汽管網送到各用戶使用。

然而本項目是世界上最大的煤制油裝置，屬于超大型煤化工項目，占地面積大，從整個項目的平面布置圖來看，費托合成與變換裝置相距較遠，至少1km，蒸汽管道連接的距離超過1.6km，見項目平面布置示意圖圖1。

1.2 方案二

將費托合成裝置副產的中壓飽和蒸汽分為兩部分進行過熱，一部分送往變換裝置過熱，過熱后送往上游（除費托以外的其他工藝裝置）2.2MPa、230℃過熱蒸汽管網，另一部分送往動力鍋爐，過熱后送回費托2.3MPa、340℃過熱蒸汽管網，供費托及油品其他裝置透平使用。

2 方案分析

2.1 方案一

方案一是利用變換裝置余熱對間接液化項目所有中壓飽和蒸汽進行過熱，在該方案下，計算結果如表1所示。

方案一中，要將費托所有飽和蒸汽送往變換裝置，依據25m/s的流速，使用兩根48寸的管道輸送，過熱后返回費托的蒸汽需要一根48寸的管線。其余過熱蒸汽送往余熱發電和循環水場作為透平驅動使用。考慮到飽和蒸汽去變換及從變換返回，費托界區外管道距離超過3km，中壓力損失超過0.75MPa/g。而到達費托蒸汽透平處蒸汽最大壓力僅為2.06MPa，估算蒸汽來回在管道上的壓力損失折算成電力就達到21MW。另外，過熱蒸汽品質的好壞與變換裝置的運行關系很大，進而影響到費托裝置透平及壓縮機的正常運行。

2.2 方案二

方案二是將飽和蒸汽分為兩部分，在動力鍋爐過熱一部分，其余送往變換裝置過熱。

方案二同方案一相比，費托自用蒸汽是在動力站鍋爐進行過熱，相對變換來說蒸汽來源穩定，管道輸送距離短。從能量利用上，方案二輸送熱損失少，同時利用動力鍋爐余熱來過熱，屬于節能措施。

3 方案存在的問題

按照工藝流程順序，變換裝置在費托合成上游，第一次開車時，先開變換，此時費托裝置還沒有開始，而且變換裝置所產的余熱也需要移走。所以在這種情況下，需要考慮從項目蒸汽管網利用減溫減壓器提供合適蒸汽使用，在費托裝置正常后停止即可。

4 結語

綜上所述，在考慮費托飽和中壓蒸汽過熱方案時，要根據裝置的布置以及是否節能。另外，不同的方案還對投資有一定的關系。所以采用方案二是比較合理的。

參考文獻

[1] 王懷義.石油化工管道安裝設計便查手冊[M].北京：中國石化出版社，2007.