从煤制油工艺探析金属密封耐磨球阀的选型及应用

2022-09-11

0 引言

在我国, 由于能源表现出煤多油少的总特征, 导致我国在发展社会主义市场经济中出现了不少的阻碍。在我国, 已探明的煤炭总储量达到了一千二百万亿吨, 已探明的石油总储量为三十多亿吨, 仅为煤炭总储量的四百万分之一。而当今社会经济发展的一个显著特点就是以石油能源使用为主的工业化时代, 我国每年原油的开采水平仅为1.5亿吨左右, 而我国原油消耗量每年在3亿吨左右, 出现了巨大的差距。可见, 我国煤多油少的局面必然会对我国社会经济的发展带来一定程度的阻碍。因此, 为了有效解决我国原油生产和消耗之间的差距, 我国化工企业就有必要进行煤制油工艺的发展, 进而缓解这种石油能源供不应求的局面。而在煤制油工艺中, 对金属密封耐磨球阀选择和应用又有其特定的标准和要求。基于此, 本文从分析煤制油工艺、金属密封耐磨球阀的作用和类型出发, 探讨我国煤制油工艺对金属密封耐磨球阀的类型和应用的要求。

1 煤制油工艺

煤制油工艺是通过化学技术加工煤炭, 使之生产出油类产品的技术。煤制油工艺之所以可行, 是因为煤炭和石油都是化石燃料, 都是由碳、氢、氧等化学元素构成, 在一定程度上来说, 煤炭和石油只是碳、氢等化学元素不同结合、组合形态而已。因此, 煤制油通过化学加工过程, 完全可以实现。当前煤制油工艺在我国和国际上的发展概况主要由直接液化技术和间接技术为主导。而国内国家政府的调控对煤制油工艺则有着很大的影响力。

煤制油工艺目前发展的良好状况, 不得不归功于党中央、国务院以及发改委的有力、高效地政策调控。从2006年到2011年这五年期间, 国家发改委通过政策指导和调控, 一方面在抑制煤制油小型项目的发展, 一方面又在鼓励煤制油工艺的发展。这不仅有利于我国煤制油高效健康的发展, 实现产业规模的突破, 还抑制了煤制油产业的盲目发展, 避免了产能过剩而造成的资源浪费, 保证了我国煤制油产业的科学可持续发展, 从而促进了我国社会主义市场经济能源需求的平衡发展[1]。

2 球阀

球阀, 顾名思义, 是以球体为主要关闭开关, 利用驱动装置驱动球体而实现开和关的阀门。按照使用的球阀结构, 可以分为固定式球阀和浮动式球阀。固定式球阀之所以成为固定式球阀, 原因则在于球体是和转轴一体, 这种类型的球阀的优点就是在球阀进行开和关时, 不受压力的影响而使球体向阀门移动的效果。因而, 固定式球阀主要应用于高压、大孔径设备中。固定球阀在进行工作时, 阀前流体压力在球体上产生的作用力全部传递给轴承, 不会使球体向阀座移动, 因而阀座不会承受过大的压力, 所以, 固定球阀的转矩小、阀座变形小、密封性能稳定、使用寿命长, 因而能适用于高压、大孔径场合。浮动式球阀, 主要包括驱动装置、阀杆、阀座、球体、阀体等几个部分, 这种类型的球体由于没有转轴连接, 只是受阀座支撑, 与阀杆连接, 当受到流体较大的作用力时, 会向阀门出口浮动, 从而实现密封阀门的效果。但是浮动式球阀的使用场合有限, 这是因为随着阀门孔径的增大, 球体直径也会随着增大, 导致球体的重量增加, 并且由于流体所产生的作用力不均匀, 使得浮动式球体会出现密封效果不好的情况。因此, 浮动式球阀只适合阀门孔径不超过20厘米的场合[2]。

在煤制油技术中, 球形阀门的使用又有一定的特殊性, 主要体现在, 煤炭原料和石油产品都具有一定的腐蚀性、冲蚀性、气蚀性等, 使得球阀在使用过程中也会出现摩擦, 造成球阀一定的损失。因此, 在煤制油过程中, 选择一个合适的球阀就有了充分的必要。

3 煤制油工艺中金属密封耐磨球阀的选型及应用

目前, 我国煤制油工艺主要有两种类型, 一种是直接液化技术, 另一种则是间接液化技术, 这两种类型的主要区别就在于煤制油工序的差别。煤制油直接液化技术主要是通过在煤液化中直接加氢来完成液化, 而煤制油间接液化技术主要是把煤气化, 再净化, 之后再高温、高压、催化剂作用下生产油类产品。因此, 这两种类型的煤制油工艺就要求使用不同类型的球阀。煤制油直接液化技术工序便捷、反映条件比较温和, 主要是气体和液体等, 因而在选用球阀时, 应该选用固定球阀, 进而增强其密封性。而煤制油间接液化的对煤种的要求不高, 对任何一种煤种都可以液化, 而且合成条件要求不高, 煤制油转化效率也比较高。但是, 煤制油间接液化技术却存在着投资大、加工过程、工序复杂等不利因素, 而且间接液化比直接液化多出了两个问题, 即腐蚀问题和摩擦问题。因而, 在选用球阀方面, 可以根据实际情况采用浮动球阀或者是固定球阀。可见, 无论是煤制油直接液化技术还是煤制油间接液化技术, 在煤制油工艺中, 对球阀的要求是密封性要好、耐磨性要好。这主要是因为, 在煤制油过程中会产生大量的气体和液体, 尤其是在液化过程中, 为了保证液体的质量和炼制效率, 必须要加强煤制油设备的密封性。而强调耐磨性主要是因为, 在煤制油工艺中, 在煤炭经过化学反应之后, 会产生大量的介质, 即煤渣。煤渣的大量存在, 在对球阀产生摩擦后, 并使球阀的密封性降低, 因此, 在强调球阀的作用时, 耐密性也就成为了必须考虑的因素之一, 也就成为选择球阀的标准之一。而球阀之所以选择金属性质的, 这主要是因为金属具有耐磨性, 质量可靠, 可以长久地使用。此外, 金属的质地坚硬, 可以有效地防止腐蚀的发生。所以, 在煤制油工艺中, 金属密封球阀就成为了球阀应用的主要选择[3]。

针对煤制油工艺的流程, 即间接液化技术和直接液化技术, 因为二者的工艺程序不同, 因此, 在选择阀门时, 就会出现不同的侧重。在间接液化技术中, 由于先要把煤炭气化之后再净化, 得到的是气体 (氢气和一氧化碳) , 因此, 在选择金属密封耐磨球阀时, 就应该选用能保证密封达到理想效果的固定式球阀。之后在反应处理和液化过程中, 由于对反应处理的密封效果要求不高, 因此可以选用浮动式球阀, 而液化过程是产品成油的最后阶段, 为了保存效果和控制效果, 通常会选用孔径较大的阀门, 这就使得这一阶段必须选择固定式球阀。而在直接液化技术中, 由于是直接加氢完成液化, 因此, 在这一过程中, 就必须使用固定式球阀。

现阶段, 针对化学工业中所使用的球阀相关处理保护技术, 主要是表面硬化处理技术, 包括热喷涂技术、表面镀铬技术、超音速喷涂技术等。采用这些表面处理技术, 可以增加球阀的表面的耐磨性, 提高球阀的密封性, 而且, 在煤制油过程中, 还存在腐蚀现象, 因此, 采用球阀表面保护技术, 也有利于防止球阀的腐蚀。而更为重要的一点是, 金属密封耐磨球阀的选择, 可以增强整个液化设备的使用寿命, 在一定程度上提高生产的质量和效益。

4 结语

综上所述, 我们可以看到, 煤制油工艺有效地缓解了我国煤多油少的局面, 而金属密封耐磨球阀完全可以满足煤制油工艺的各种要求和标准。在煤制油这种环境比较苛刻的工艺中, 只有选择适当的、使用高质量材料的金属密封耐磨球阀, 才能保证煤制油工艺稳定健康的发展。也只有选择适当的、高质量的金属密封耐磨球阀, 才能提高煤制油工艺的水平和质量, 从而保证煤制油工艺持续为缓解我国能源紧张的不利局面作出贡献, 使我国社会经济发展畅通无阻, 更上一层楼。

摘要：煤制油工艺是基于我国煤多油少的实际情况而发展应用的一项化学工艺技术。在国外, 煤制油工艺也受到了一定的关注。但是, 在煤制油工艺中对金属密封耐磨球阀的选型及应用也是有其特殊的标准和条件。因此, 本文从煤制油工艺、金属密封耐磨球阀的作用和类型出发, 探讨煤制油工艺对金属密封耐磨球阀的选型及应用。希望对我国煤制油产业在选择和应用金属密封耐磨球阀有一定的借鉴意义。

关键词：煤制油工艺,金属密封球阀,耐磨阀门