井中高溫高壓反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，尤其涉及一種井中高溫高壓反應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 長(zhǎng)期W來(lái)，在化工工業(yè)體系中隨著例如溫度、壓力、易燃?xì)怏w環(huán)境等反應(yīng)條件的增 加，使得工程裝置的安全保障條件大幅提高，對(duì)裝置制造、安全、環(huán)境保護(hù)均提出了十分苛 刻的條件，從而大大提高了工程造價(jià)與安全、環(huán)保成本。
[0003] 在化石能源中重質(zhì)原料的輕質(zhì)化、潔凈化工程中，無(wú)論是煤直接液化，還是重油加 氨改質(zhì)、煤油共煉，反應(yīng)過(guò)程均需在高溫高壓、氨氣環(huán)境中進(jìn)行，無(wú)論對(duì)上述哪種工藝條件 都十分苛刻。即使是常規(guī)的油品加氨精制工藝，也需在臨氨狀態(tài)，工作溫度35(TC-47(TC， 工作壓力8MPa-20MPa下完成。
[0004] 而苛刻反應(yīng)條件使得裝置的工業(yè)制造成為了一個(gè)巨大的工程。例如一個(gè)百萬(wàn)噸 級(jí)煤、重油的加氨反應(yīng)裝置，采用新型抗氨耐熱2. 25CrMoV鋼，單臺(tái)反應(yīng)器的質(zhì)量重達(dá)數(shù)千 噸，不但給鋼材冶煉、鍛造、熱處理和組裝焊接、制造提出了高強(qiáng)度的技術(shù)、工藝要求，也對(duì) 交通運(yùn)輸與制造成本帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，限制了煤的加氨輕質(zhì)化、潔凈化工程的發(fā)展。
[0005]CN1935943A公開(kāi)了一種煤加氨反應(yīng)裝置及其工業(yè)應(yīng)用，所述煤加氨反應(yīng)裝置由氣 流床和鼓泡床W及煤漿循環(huán)泉和換熱器組成，氣流床及鼓泡床共含于同一圓筒形內(nèi)襯耐火 材料的殼體中，氣流床在上，鼓泡床在下。煤漿可多次進(jìn)入反應(yīng)器，能夠防止沉淀發(fā)生，通過(guò) 噴嘴自身的交叉射流和對(duì)置敷設(shè)噴嘴而形成的撞擊流能很好的實(shí)現(xiàn)漿體霧化和霧滴與肥 的混合。然而，對(duì)于年產(chǎn)500萬(wàn)噸油品的送種反應(yīng)裝置，其反應(yīng)器內(nèi)直徑為6500mm，氣流床 高48m，鼓泡床高40m，共計(jì)總高98m。
[0006]CN102234520AXN102417826A公開(kāi)了大長(zhǎng)徑比的煤、重油加氨管式反應(yīng)器，并設(shè)置 多次注入氨氣裝置，減少了反應(yīng)過(guò)程中的氨氣過(guò)剩量，提高了氨氣和反應(yīng)器的利用率。此類(lèi) 反應(yīng)器在中、小型試驗(yàn)裝置體現(xiàn)了裝置的簡(jiǎn)潔特點(diǎn)；但對(duì)于大型工業(yè)裝置，100萬(wàn)噸/年輕 質(zhì)油的裝置具有內(nèi)徑〇 500mm的反應(yīng)管，長(zhǎng)度將超過(guò)2000m，控制閥口將超過(guò)數(shù)百臺(tái)，僅安 全問(wèn)題就無(wú)法解決。
[0007] 由此可見(jiàn)，上述設(shè)置于地面的重油加氨、煤直接液化技術(shù)與煤油共煉加氨改質(zhì)等 使用的大型高溫高壓反應(yīng)器，為提高裝置的安全防護(hù)性與環(huán)境保護(hù)，造成反應(yīng)器壁厚大、噸 位重、制造難度大，使裝置的防護(hù)成本遠(yuǎn)大于裝置的功能成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提出一種井中高溫高壓反應(yīng)裝置，能夠提高高溫高壓容器的安全 防護(hù)與環(huán)境保護(hù)效果，降低高溫高壓容器的安全防護(hù)與環(huán)境保護(hù)的工程成本。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種井中高溫高壓反應(yīng)裝置，包括；高溫高壓容器 和安置所述高溫高壓容器的地下井筒結(jié)構(gòu)，所述地下井筒結(jié)構(gòu)為所述高溫高壓容器提供安 置空間和泄壓安全空間。
[0010] 進(jìn)一步的，所述地下井筒結(jié)構(gòu)為設(shè)置于地面W下的復(fù)合殼體，具體包括表層井身 結(jié)構(gòu)、井型井體結(jié)構(gòu)、井型套管結(jié)構(gòu)和固井膠接結(jié)構(gòu)，所述井型井體結(jié)構(gòu)通過(guò)在所述表層井 身結(jié)構(gòu)內(nèi)鉆井而獲得，所述表層井身結(jié)構(gòu)為所述井型井體結(jié)構(gòu)提供穩(wěn)定的地層粧座，所述 井型套管結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述井型井體結(jié)構(gòu)內(nèi)，通過(guò)所述固井膠接結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合，形成井中復(fù) 合殼體結(jié)構(gòu)。
[0011] 進(jìn)一步的，所述表層井身結(jié)構(gòu)包括表層鉆井井體結(jié)構(gòu)、表層套管結(jié)構(gòu)和表層固井 結(jié)構(gòu)，所述表層鉆井井體結(jié)構(gòu)從地面到地層巖石層進(jìn)行設(shè)置，所述表層套管結(jié)構(gòu)設(shè)置在所 述表層鉆井井體結(jié)構(gòu)內(nèi)，通過(guò)所述表層固井結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合。
[0012]進(jìn)一步的，所述表層鉆井井體結(jié)構(gòu)為垂直井身結(jié)構(gòu)，井斜《0.3°，井徑《2. 5m， 井深《300m。
[0013] 進(jìn)一步的，所述表層套管結(jié)構(gòu)由油井用套管管件W正反螺紋扣連接形式組成，伸 入所述表層鉆井井體結(jié)構(gòu)的底部W上《30m的位置。
[0014] 進(jìn)一步的，所述表層固井結(jié)構(gòu)為通過(guò)油井水泥漿進(jìn)行固井、油井水泥漿返出地面 后再候凝而成的水泥石，所述水泥石膠接所述表層套管結(jié)構(gòu)和地層，形成表層復(fù)合井身結(jié) 構(gòu)。
[0015] 進(jìn)一步的，所述井型井體結(jié)構(gòu)為垂直井身結(jié)構(gòu)，井斜《1°，鉆井井眼井徑 《1. 5m,鉆井井深《2500m,鉆井井徑擴(kuò)大率《1. 15X鉆頭直徑。
[0016]進(jìn)一步的，所述井型井體結(jié)構(gòu)為傾斜井身結(jié)構(gòu)，井斜《30°或>60°，鉆井井眼 井徑《1.0m,鉆井井深《2000m,鉆井井徑擴(kuò)大率《1. 15X鉆頭直徑。
[0017] 進(jìn)一步的，所述井型井體結(jié)構(gòu)為水平井身結(jié)構(gòu)，鉆井井眼井徑《1.Om，井型井體結(jié) 構(gòu)的垂直井深《1000m，水平段長(zhǎng)度《1000m，鉆井井徑擴(kuò)大率《1. 10X鉆頭直徑。
[0018] 進(jìn)一步的，所述井型套管結(jié)構(gòu)由油井用套管管件W正反螺紋扣連接形式組成，伸 入所述井型井體結(jié)構(gòu)的底部W上20~50m的位置。
[0019] 進(jìn)一步的，所述固井膠接結(jié)構(gòu)為通過(guò)聚合物加砂高溫水泥漿進(jìn)行固井、聚合物加 砂高溫水泥漿返出地面后再候凝24~72小時(shí)而成的聚合物加砂水泥石，所述聚合物加砂 水泥石膠接所述井型套管結(jié)構(gòu)和地層，形成井中復(fù)合殼體結(jié)構(gòu)。
[0020] 進(jìn)一步的，所述固井膠接結(jié)構(gòu)的井底水泥塞塞體厚度> 30m，所述井型套管結(jié)構(gòu)和 地層間的水泥石為全井交接。
[002。 進(jìn)一步的，所述井中復(fù)合殼體結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度> 50MPa，瞬間抗溫能力> 500。 抗沖擊強(qiáng)度>lOOMPa。
[0022] 進(jìn)一步的，所述井中復(fù)合殼體結(jié)構(gòu)的有效容積至少為所述高溫高壓容器內(nèi)有效容 積的5倍。
[0023] 進(jìn)一步的，所述高溫高壓容器為懸浮床反應(yīng)器或固定床反應(yīng)器。
[0024] 進(jìn)一步的，所述高溫高壓容器為氣相、液相或流體型高溫高壓容器。
[00巧]進(jìn)一步的，所述高溫高壓容器為隔熱管式反應(yīng)器或隔熱環(huán)空管式反應(yīng)器。
[0026] 進(jìn)一步的，所述隔熱管式反應(yīng)器包括至少一個(gè)由一個(gè)單體隔熱管件或多個(gè)單體隔 熱管件連接組成的單體隔熱管式反應(yīng)器，單體隔熱管式反應(yīng)器通過(guò)地面流量控制組件和/ 或管線(xiàn)W串聯(lián)或并聯(lián)或者兩者結(jié)合的方式與其他一個(gè)或多個(gè)同樣的單體隔熱管式反應(yīng)器 連接而組成隔熱管式反應(yīng)器，所述單體隔熱管件具有一個(gè)或多個(gè)并排的內(nèi)管和套在所述一 個(gè)或多個(gè)并排的內(nèi)管外的封閉外管，所述封閉外管的兩端面與所有內(nèi)管的側(cè)壁相接w在內(nèi) 外管之間形成隔熱密封層。
[0027] 進(jìn)一步的，所述隔熱環(huán)空管式反應(yīng)器包括至少一個(gè)由單體隔熱環(huán)空管外管柱和置 于所述單體隔熱環(huán)空管外管柱的內(nèi)管內(nèi)的環(huán)空導(dǎo)流管構(gòu)成的單體隔熱環(huán)空管式反應(yīng)器，所 述單體隔熱環(huán)空管外管柱由一個(gè)單體隔熱管件或多個(gè)單體隔熱管件連接組成，所述單體隔 熱環(huán)空管式反應(yīng)器通過(guò)地面流量控制組件和/或管線(xiàn)W串聯(lián)或并聯(lián)或者兩者結(jié)合的方式 與其他一個(gè)或多個(gè)同樣的單體隔熱環(huán)空管式反應(yīng)器連接而組成隔熱環(huán)空管式反應(yīng)器，所述 單體隔熱管件具有一個(gè)或多個(gè)并排的底部封閉的內(nèi)管和套在所述一個(gè)或多個(gè)并排的底部 封閉的內(nèi)管外的封閉外管，所述封閉外管的兩端面與所有內(nèi)管的側(cè)壁相接W在內(nèi)外管之間 形成隔熱密封層。
[0028] 進(jìn)一步的，所述地下井筒結(jié)構(gòu)為單一地下井筒結(jié)構(gòu)。
[0029] 進(jìn)一步的，所述地下井筒結(jié)構(gòu)為多個(gè)地下井筒結(jié)構(gòu)，并采用從式排列式、反H點(diǎn)、 反五點(diǎn)或反走點(diǎn)的布井方式，井距> 5.Om。
[0030] 進(jìn)一步的，所述多個(gè)地下井筒結(jié)構(gòu)通過(guò)地面控制閥組及隔熱管線(xiàn)串、并聯(lián)連接。
[0031] 基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明在地下井筒結(jié)構(gòu)中安置高溫高壓容器，由地下井筒結(jié) 構(gòu)為高溫高壓容器提供安置空間和泄壓安全空間，相比于地面上的高溫高壓容器，本發(fā)明 的地下井筒結(jié)構(gòu)除了可W節(jié)省高溫高壓容器在地面上的占用空間之外，本身就可W實(shí)現(xiàn)對(duì) 高溫高壓容器良好的安全防護(hù)和環(huán)境保護(hù)，使得高溫高壓容器在破壞時(shí)難W對(duì)人員和環(huán)境 造成惡劣影響，因此極大地改善了高溫