孔秋福，張亞杰

（新疆心連心能源化工有限公司，新疆昌吉 832200）

1 過濾器基本概況

新疆心連心公司低溫甲醇洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)4臺(tái)過濾器，硫化氫濃縮塔（T3）底出液口設(shè)置兩臺(tái)S3102A/B，一開一備；熱再生塔底（T4）出液口設(shè)置貧2臺(tái)S3101A/B，一開一備。因熱再生塔進(jìn)料加熱器E3110出現(xiàn)換熱效率下降，2019年中修，把一臺(tái)富甲醇過濾器從硫化氫濃縮塔（T3）底部出液口移至氮?dú)鈿馓崴═7）底部出液口作為S3103使用。S3103在2020年中修后投用。一臺(tái)富甲醇過濾器移走后，原位置用管道連接，作為近路使用。

2 低溫甲醇洗系統(tǒng)雜質(zhì)的產(chǎn)生及堵塞情況

2.1 低溫甲醇洗系統(tǒng)雜質(zhì)產(chǎn)生的原因

2.1.1 低溫甲醇洗腐蝕

在甲醇洗系統(tǒng)中有水的情況下，甲醇中溶解的H2S、CO2將使其呈酸性，與之相接觸的管道、設(shè)備均處在酸性環(huán)境中，極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，生成硫化亞鐵。因此低溫甲醇洗系統(tǒng)中的水含量要求控制在0.5%以下，但工藝運(yùn)行經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水含量超標(biāo)的現(xiàn)象，特別是開停車階段，超標(biāo)嚴(yán)重時(shí)可達(dá)3%～5%，因此系統(tǒng)不可避免地存在電化學(xué)腐蝕。

低溫甲醇洗在運(yùn)行一段時(shí)間后，由于腐蝕系統(tǒng)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定量的硫化亞鐵等，在停車檢修前，雖對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行水洗可將大部分硫化物沖洗掉，但不可避免地會(huì)有一定的硫化物殘留在系統(tǒng)中；當(dāng)打開設(shè)備時(shí)，將有空氣進(jìn)入，硫化亞鐵與水遇空氣會(huì)發(fā)生強(qiáng)放熱反應(yīng)，進(jìn)一步對(duì)設(shè)備造成腐蝕。

2.1.2 外部雜質(zhì)帶入

氣化水洗后產(chǎn)生的殘余煤灰，會(huì)隨工藝氣帶入到后系統(tǒng)，現(xiàn)場取樣證明：變換系統(tǒng)由于催化劑和煤氣過濾器床層阻攔，煤灰雜質(zhì)較少；未變換系統(tǒng)沒有煤氣過濾器和變換爐，帶灰較多。

變換洗氨水設(shè)計(jì)3t/h，2018年中修因洗氨塔腐蝕，停用。未變換洗氨水設(shè)計(jì)2t，聯(lián)醇開車后未投用，2020年中修后，分析E3110泄漏原因時(shí)，發(fā)現(xiàn)變換氣和未變換氣往低溫甲醇洗帶煤灰，2020年10月投用未變換氣洗氨水1.9t，投用變換氣洗氨水2.5t。對(duì)比2020年度中修期間檢查的變換洗氨塔塔盤情況，可知變換洗氨塔塔盤較干凈，未變換洗氨塔塔盤發(fā)黑。將低溫甲醇洗系統(tǒng)進(jìn)口未變換氣、變換氣通入純凈甲醇溶液瓶后發(fā)現(xiàn)變換氣雜質(zhì)少，液體干凈；未變換氣雜質(zhì)漂浮較多，液體發(fā)黑。

對(duì)未變換氣雜質(zhì)進(jìn)行元素分析結(jié)果，如表1所示。

表1 變換氣雜質(zhì)分析

元素分析結(jié)果顯示，清理出的雜質(zhì)中，碳元素占比一半以上，其次為鐵、硫等，說明未變換氣攜帶大量碳雜質(zhì)進(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng)。

2.2 低溫甲醇洗系統(tǒng)運(yùn)行過程堵塞情況

（1）P3105進(jìn)口過濾器，2020年7月3日、8月7日、8月12日，2020年9月中修開車后頻繁堵塞；

（2）P3108進(jìn)口過濾器，2020年中修前，啟泵前過濾器偶爾堵塞，啟備泵正常運(yùn)行，2020年中修后兩臺(tái)泵都堵塞不能正常運(yùn)行；

（3）富甲醇過濾器S3102，每年拆開清洗一次；

（4）貧甲醇過濾器S3101：

調(diào)結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造項(xiàng)目采用未變換氣，設(shè)計(jì)上沒有煤氣過濾器和變換爐阻擋煤灰等雜質(zhì)。2019年12月調(diào)結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造項(xiàng)目開車后，S3101B（2.5μm）使用10～15d在線沖洗一次，過于頻繁，E3110換熱效率快速下降。尤其是2020年6月，洗滌塔段間冷卻器E3105處高點(diǎn)排氣投用后，系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)一步加大，S3101A/B需每3d在線沖洗一次，更為頻繁，E3110冷端溫差增加尤為明顯，中修對(duì)E3110化學(xué)清洗，造成E3110泄漏問題。

（5）中修開車后，9月27日至10月12日，貧甲醇過濾器S3101流量70m3/h以上。第一階段，投用5h后，壓差迅速升至140kPa，采用在線沖洗方式，即灌入蒸汽凝液、加入氮?dú)鈹_動(dòng)、排水，如此操作發(fā)現(xiàn)排水對(duì)比中修以前不是很臟，但投用后壓差迅速上漲，人員操作頻繁但沒有效果。第二階段，壓差達(dá)到140kPa后，拆開過濾器，采用敲打和鋼刷刷洗的方法把濾芯不銹鋼纖維氈夾層中的固體雜質(zhì)清理出來一部分，然后放入檸檬酸清洗液中浸泡4h以上，再用蒸汽凝液沖洗干凈，吹干后回裝備用。如此操作后，S3101的使用周期逐漸加長；12月對(duì)各過濾器濾芯進(jìn)行混裝，使得濾芯運(yùn)行時(shí)間進(jìn)一步 延長。

2.3 低溫甲醇洗固體雜質(zhì)產(chǎn)生及堵塞部位分析

通過中修期間對(duì)E3110管殼程的沖洗水判斷，E3110管程較臟，固體不容顆粒較多。具體如圖1～圖2所示。

圖1 第一遍沖洗水圖

圖2 取樣圖

對(duì)硫化物濃度最高的碳鋼部位：T4塔、V3106、P3106出口管道、P3108出口管道進(jìn)行測厚，通過數(shù)據(jù)對(duì)比分析，表明低溫甲醇洗硫化物濃度最高的碳鋼部位均未有明顯腐蝕。

2.4 結(jié)論

低溫甲醇洗系統(tǒng)固體雜質(zhì)主要來源于熱再生之前的系統(tǒng)，在E10管程沉積，降低換熱效率，只有日常運(yùn)行管理把過濾器使用好，才能把固體雜質(zhì)進(jìn)入換熱器前過濾下來，才能保證換熱器的換熱效率不下降，同時(shí)也能消除垢下腐蝕和清洗腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。

3 低溫甲醇洗過濾器的運(yùn)行情況

3.1 甲醇過濾器運(yùn)行

甲醇過濾器運(yùn)行壓差指標(biāo)為≤150kPa，實(shí)際運(yùn)行中壓差達(dá)到140kPa時(shí)，進(jìn)行清洗。2015年原始開車至聯(lián)醇項(xiàng)目開車前（2019年12月），富甲醇過濾器S3102（50μm）運(yùn)行壓差比較穩(wěn)定，每年拆開清洗一次；2015年原始開車后，貧甲醇過濾器S3101新增一套2.5μm濾芯運(yùn)行使用，10μm濾芯備用。S3101運(yùn)行初期（2016年），采用拆開過濾器，取出濾芯，加入FeS清洗劑浸泡，然后用“銀貓”水槍把生活水加壓0.7MPa，把濾芯清洗干凈，然后吹干備用。后來為減輕工作量，同時(shí)也根據(jù)過濾器的設(shè)計(jì)，采用在線沖洗的方式，即過濾器從系統(tǒng)切出后，加滿蒸汽凝液，然后通入氮?dú)鈹_動(dòng)30min，然后排水，如此重復(fù)操作直至排出清水，然后氮?dú)獯蹈蓚溆谩?015年原始開車至調(diào)結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造項(xiàng)目開車運(yùn)行情況，如表2所示。

表2 開車運(yùn)行情況

3.2 2019年12月甲醇項(xiàng)目開車至今

（1）2019年12月至2020年9月中修調(diào)結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造項(xiàng)目投產(chǎn)后，富甲醇過濾器壓差變化，未進(jìn)行清洗。貧甲醇過濾器在線沖洗，沖洗頻次逐漸升高，沖洗效果變差，E3110換熱效果下降明顯。

（2）2020年9月中修后至10月30日E3110更換前。中修開車過程P3108、P3105進(jìn)口過濾器嚴(yán)重堵塞，貧甲醇兩臺(tái)過濾器一直輪流清洗，失去過濾作用。開車后堵塞情況仍然存在，改變清洗方式、投用變換系統(tǒng)、未變換系統(tǒng)洗氨水、加大清洗力度后逐漸消除。

（3）第三階段2020年11月至今。在第二階段的基礎(chǔ)上，采取濾芯混裝的措施，目前運(yùn)行穩(wěn)定，泵進(jìn)口過濾器堵塞問題消除，過濾器使用周期延長。

3.3 系統(tǒng)濁度變化

目前衡量低溫甲醇洗系統(tǒng)的干凈程度采用濁度檢測的方法，每周一中班在T3107、V3104取樣分析。目前行業(yè)內(nèi)對(duì)低溫甲醇洗系統(tǒng)濁度沒有明確標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)比行業(yè)內(nèi)其他廠家也都不做濁度分析，工業(yè)甲醇生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)濁度也沒有規(guī)定，只有盡可能去降低。

4 過濾器下步運(yùn)行控制措施

4.1 過濾精度的控制

行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有的資料表明，低溫甲醇洗中的固體顆粒直徑在2μm～10μm，對(duì)標(biāo)行業(yè)內(nèi)其他廠家使用2.5μm濾芯后換熱器運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比證明，2.5μm濾芯可以保證低溫甲醇洗的穩(wěn)定運(yùn)行。

從新疆公司目前E10運(yùn)行情況分析，調(diào)結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造項(xiàng)目開車后E10冷端溫差急劇升高，采取措施后，E10冷端溫差無明顯變化，證明目前過濾器運(yùn)行控制措施有效，2.5μm濾芯完全可以滿足低溫甲醇洗的運(yùn)行使用。

4.2 濾芯清洗方法的控制

不再在線沖洗，采用拆開清洗的方法，5h內(nèi)完成過濾器的切換、濾芯更換、置換、備用、投用，減少與空氣接觸時(shí)間并徹底清洗干凈濾芯。

4.3 濾芯混裝，控制濁度

低溫甲醇洗系統(tǒng)濁度行業(yè)內(nèi)沒有參考依據(jù)，對(duì)比日常飲用水檢測國家標(biāo)準(zhǔn)，要求濁度小于1NTU，當(dāng)水源與凈水技術(shù)條件限制時(shí)小于3NTU。根據(jù)低溫甲醇洗的運(yùn)行情況，在E3110冷端溫差穩(wěn)定的條件下，要求T3107甲醇濁度小于3NTU，當(dāng)濁度高于3NTU時(shí)，S3102中增加10μm濾芯數(shù)量，減少50μm濾芯數(shù)量；要求T3104甲醇濁度小于1NTU，當(dāng)濁度高于1NTU時(shí)，S3103中增加10μm、2.5μm濾芯數(shù)量，減少50μm濾芯數(shù)量。