李明明++于偉然++王明蘭

摘 要：甲醇精餾常壓塔冷卻器常出現(xiàn)內(nèi)漏現(xiàn)象，使常壓塔塔頂采出的精甲醇水分超標(biāo)，從工藝、設(shè)備、工作環(huán)境等角度分析設(shè)備內(nèi)漏原因。關(guān)鍵詞：甲醇精餾；常壓塔冷卻器；內(nèi)漏；原因分析；優(yōu)化建議

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.007

新能鳳凰能源有限公司有一、二期兩套相同的精餾裝置，每套裝置的年處理能力是36萬噸甲醇。精餾裝置采用的是三塔精餾，用合成裝置產(chǎn)的濃度94%粗甲醇生產(chǎn)符合GB338-2011標(biāo)準(zhǔn)的精甲醇。

1 工藝流程

新能鳳凰公司采用三塔精餾工藝在預(yù)精餾塔頂部除去二甲醚粗醇中的CO2 等不凝性氣體；在加壓精餾塔和常精餾壓塔中除去水和高沸點(diǎn)雜質(zhì)，在其塔頂?shù)玫骄状?，在塔?2和14塔板上采出雜醇油；預(yù)精餾塔后的甲醇進(jìn)入加壓精餾塔，加壓精餾塔頂部甲醇?xì)庵苯舆M(jìn)入常壓精餾塔底部作為其再沸器的熱源，從而減少蒸汽消耗和冷卻水消耗，能耗比雙塔流程低10 ～20%。常壓塔塔頂氣相甲醇經(jīng)冷卻器冷卻后進(jìn)入回流槽，一部分作為回流回到塔頂，一部分作為產(chǎn)品采出。

2 設(shè)備內(nèi)漏狀況

我公司一、二期精餾裝置的常壓塔冷卻器分別為兩家設(shè)備制造廠生產(chǎn)，一期常壓塔冷卻器為江蘇某設(shè)備制造廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)，一期常壓塔冷卻器為沈陽某設(shè)備制造廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)。設(shè)備結(jié)構(gòu)類似，都是雙程列管式換熱器。換熱器是臥式列管換熱器，氣相甲醇走殼程，循環(huán)水走管程，是雙程換熱器，下進(jìn)上出。

從檢修查漏情況看，漏點(diǎn)主要集中在氣相甲醇進(jìn)口上部，漏點(diǎn)分為兩種，一種是列管斷裂，一種是管板與列管間的焊縫有漏點(diǎn)。一期常壓塔換熱器E5208兩側(cè)管板上的結(jié)垢較輕，管板腐蝕也較輕，循環(huán)水折流側(cè)管板污泥、填料及其他臟東西較多。二期常壓塔冷卻器E5208東西側(cè)管板較一期結(jié)垢明顯，折流側(cè)管板較進(jìn)回水側(cè)管板結(jié)垢明顯，循環(huán)水折流側(cè)管板污泥、填料及其他臟東西較多；二期常壓塔換熱器循環(huán)水折流側(cè)管板的腐蝕程度非常明顯，是管板中腐蝕最為嚴(yán)重的。

二期常壓塔冷卻器檢修頻率遠(yuǎn)高于一期常壓塔冷卻器的檢修頻率。一期常壓塔冷卻器平均每年檢修1次，二期常壓塔冷卻器平均每年檢修2.5次。二期常壓塔冷卻器因管板腐蝕嚴(yán)重，檢修周期在不斷縮短。

3 原因分析

3.1 設(shè)備方面

兩個(gè)換熱器材質(zhì)不同：一期常壓塔冷卻器E5208的管板及波紋管材質(zhì)均為0Cr18Ni19；二期E5208的管板材質(zhì)為16MnⅡ/0Cr18Ni19，波紋管材質(zhì)為0Cr18Ni19。二期管板材質(zhì)是復(fù)合材質(zhì)，增加了管板和列管之間的焊接難度，降低了焊接質(zhì)量，且在循環(huán)水的環(huán)境中更加容易被腐蝕。二期常壓塔冷卻器屬于明顯選材不當(dāng)。設(shè)備制造時(shí)產(chǎn)生的缺陷。列管與管板焊接質(zhì)量不好，或者是漲接時(shí)處理不當(dāng)，也易產(chǎn)生在焊縫或漲接處泄漏。

3.2 工藝方面

換熱器的上部列管，尤其是氣相甲醇進(jìn)口側(cè)，該區(qū)域內(nèi)是氣相甲醇變?yōu)橐后w甲醇的集中區(qū)域，相變對列管產(chǎn)生沖擊，列管發(fā)生振動；汽液混合流動也會對列管有沖擊，也容易使列管發(fā)生振動；會造成管管板與列管間振動產(chǎn)生縫隙，嚴(yán)重時(shí)造成列管斷裂。通常循環(huán)水溫度在32℃以下，氣相甲醇溫度在65℃，氣相甲醇入口處是循環(huán)回水側(cè)，有20至30℃左右的溫差，對列管產(chǎn)生熱應(yīng)力，雖然影響較小，但也會有影響。頻繁開停車或者負(fù)荷的加減也易對設(shè)備產(chǎn)生影響，尤其是殼程壓力的變化。

3.3 工作環(huán)境

一期精餾裝置使用循環(huán)水是二循的水，二期精餾裝置使用的是三循的水。二循和三循水質(zhì)較為接近：

2016年4月20日至2016年7月31使用南水北調(diào)水，2016年8月1日改為巖馬水庫水。設(shè)備圖紙上針對水壓試驗(yàn)用水的要求：水壓試驗(yàn)用水中氯離子含量應(yīng)小于25mg/l。在拆檢過程中在發(fā)現(xiàn)在循環(huán)水折流封頭側(cè)的管板上污泥、填料、薄膜等雜質(zhì)集聚較多。

氯離子對不銹鋼及一般鋼材都有腐蝕性。管板上結(jié)垢及污泥等的聚集會在管束表面形成電化學(xué)腐蝕。二期換熱器管板是復(fù)合材質(zhì)，比一期換熱器的純不銹鋼材質(zhì)更容易形成電化學(xué)腐蝕。事實(shí)上也證明二期換熱器污泥聚集側(cè)管束腐蝕最嚴(yán)重。

4 優(yōu)化建議

（1）我公司已對腐蝕較為嚴(yán)重的二期常壓塔換熱器進(jìn)行采購，作為備用設(shè)備。對新設(shè)備要求列管和管板全部為不銹鋼材質(zhì)，確保材質(zhì)沒問題；要求制造商對氣相甲醇相變對列管的沖擊在設(shè)計(jì)制造過程中要進(jìn)行優(yōu)化；選擇信譽(yù)實(shí)力較為強(qiáng)勁的工作對換熱器進(jìn)行制造，確保制造質(zhì)量的可靠。（2）工藝操作上要要穩(wěn)定負(fù)荷，盡量避免負(fù)荷的大幅波動；減少系統(tǒng)的開停車次數(shù)；開車初期要對常壓塔系統(tǒng)進(jìn)行充分排氣防止超壓；正常運(yùn)行和停車時(shí)要避免出現(xiàn)負(fù)壓。（3）改善循環(huán)水品質(zhì)，例如降低循環(huán)水中污泥等的量，以及避免在換熱器中循環(huán)水折流側(cè)污泥的聚集。有條件的話經(jīng)常拆開折流側(cè)人孔進(jìn)行沖洗。

作者簡介：李明明（1987-），男，山東滕州人，本科，助理工程師，研究方向：煤化工。