二甲醚精餾塔的改造

隋成國

（新疆廣匯新能源有限公司，新疆伊吾 839300）

新疆廣匯新能源有限公司年產(chǎn)1200kt甲醇／800kt二甲醚項(xiàng)目中的二甲醚采用丹麥托普索公司的工藝技術(shù)，設(shè)備安裝過程中二甲醚精餾塔部分塔板受液盤及降液位置出現(xiàn)錯(cuò)誤，施工圖紙也存在一些問題，下面就解決這些問題介紹我們的改造措施。

1 二甲醚精餾塔安裝及施工圖紙存在的問題

1.1 二甲醚精餾塔作用

二甲醚合成工藝主要由二甲醚合成、二甲醚精餾及甲醇水分離三部分組成。來自罐區(qū)2.2MPa、20℃的精甲醇經(jīng)過換熱后進(jìn)入二甲醚合成塔反應(yīng)，生成含有甲醇、水和二甲醚的氣體混合物，進(jìn)入二甲醚精餾塔，將其中的二甲醚分離出來，得到產(chǎn)品，余下的甲醇水進(jìn)入廢水塔繼續(xù)精餾，使甲醇和水進(jìn)行分離。其中，二甲醚精餾塔的作用就是通過精餾分離得到二甲醚產(chǎn)品。

1.2 二甲醚精餾塔結(jié)構(gòu)

二甲醚精餾塔由46層塔盤組成，溢流形式為單溢流。為了減少輕組分對二甲醚產(chǎn)品的影響，在40和41層塔盤之間設(shè)置了產(chǎn)品液相采出口B3，二甲醚精餾塔筒體自下而上分別為Q345R、16MnR＋0Cr18Ni9、Q345R三種材質(zhì)，塔盤材質(zhì)均為06Cr19Ni10，見圖1。

圖1 精餾塔結(jié)構(gòu)及材質(zhì)示意

1.3 安裝中出現(xiàn)的失誤及對工藝的影響

由管口方位圖（圖2）可以看出，奇數(shù)層塔盤降液位置在90°，偶數(shù)層塔盤降液位置在270°。但是在安裝過程中，由于安裝單位的失誤，導(dǎo)致1～24層塔盤降液位置發(fā)生了顛倒，致使奇數(shù)層降液位置在270°，偶數(shù)層降液位置在90°，而25～46層塔盤降液位置與施工圖紙一致，這樣，24與25層塔盤降液位置相同，使25層液體直接落至23層塔盤，從而使24層塔盤無法進(jìn)行氣液接觸傳質(zhì)，直接影響塔的傳質(zhì)和操作彈性（圖3）。

圖2 精餾塔管口方位示意

1.4 施工圖紙存在的問題及對工藝的影響

由塔內(nèi)件施工零件圖可以看出，第40和41層塔盤之間的二甲醚產(chǎn)品集液收集裝置位于270°，而產(chǎn)品液相采出口B3在管口方位圖上顯示在60°位置，位于41層塔盤降液區(qū)域，這就導(dǎo)致在工藝操作中，二甲醚產(chǎn)品集液收集裝置內(nèi)的產(chǎn)品根本無法通過B3管口采出，使工藝設(shè)計(jì)中為了減少輕組分對二甲醚產(chǎn)品的影響而設(shè)置的采出口B3（圖3上部云線標(biāo)注）徹底失去作用。

2 二甲醚精餾塔改造可供選擇方案

方案一 改變管口B3位置，取消第24層塔盤

圖3 精餾塔塔板示意圖

當(dāng)時(shí)該塔已經(jīng)吊裝完畢，整個(gè)塔盤安裝都是在空中進(jìn)行的。本著改動最小的原則，我們技術(shù)人員考慮將B3采出口移至二甲醚產(chǎn)品集液收集裝置所在區(qū)域，即180～360°范圍內(nèi)，同時(shí)將24層塔盤拆除，保證25層塔盤降液到23層，從而避免1～24層塔盤重新調(diào)整降液位置。

方案二 改變B3位置，1～24層塔盤調(diào)整到施工圖紙要求位置

該方案B3采出口位置調(diào)整與方案一一致。為了保證每層塔盤的氣液傳質(zhì)作用和不降低塔的操作彈性，將1～24層塔盤恢復(fù)到施工圖紙要求的位置。

3 改造方案可行性分析

我們當(dāng)時(shí)對2種方案從設(shè)備安全，施工難易和工藝角度三方面進(jìn)行了認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)均存在不理想的地方，下面逐一解析。

（1）方案一分析

該方案雖然改動最小，但是從設(shè)備安全考慮，將B3接口移至另一區(qū)域，要在設(shè)備上重新開DN300的口，該塔設(shè)計(jì)壓力為1.5MPa，直徑為φ2 300mm，這樣會降低設(shè)備強(qiáng)度。另外，重新開口后，B3接管材質(zhì)為Q345，還需進(jìn)行熱處理，這些操作均需在空中作業(yè)，施工難度比較大。從工藝角度考慮，取消24層塔盤，會使塔的操作彈性受到影響，也不利于產(chǎn)品質(zhì)量的保證，故不可取。

（2）方案二分析

該方案將1～24層塔盤降液位置恢復(fù)到施工圖紙要求位置，保證每層塔盤的氣液傳質(zhì)作用和效率，使塔的整體操作彈性不受影響，但是從設(shè)備安全和施工難度方面考慮，對于B3管口位置移動的可行性均與方案一分析相同，故也不可取。

4 最終改造方案的確定

由前面兩種改造方案綜合分析，可以看出在設(shè)備上重新開口移動B3接管位置是不可行的，取消第24層塔盤影響塔操作彈性也是不允許和不科學(xué)的，基于這兩方面的考慮，我們技術(shù)人員經(jīng)過研究分析，采取了如下改造措施。

（1）將40和41層塔盤之間的二甲醚產(chǎn)品集液收集裝置改到B3側(cè)，那么，41層塔盤降液位置也就相應(yīng)調(diào)整到原二甲醚產(chǎn)品集液收集裝置位置，即二甲醚產(chǎn)品集液收集裝置調(diào)整到90°位置，41層塔盤降液調(diào)整到270°位置。

（2）由于兩者位置調(diào)整導(dǎo)致25～46層塔板的降液溢流操作無法正常進(jìn)行，故保留安裝失誤造成的1～24層塔盤位置不動，相應(yīng)調(diào)整25～46層塔板降液位置，使奇數(shù)層位于270°，偶數(shù)層位于90°，從而保證整個(gè)塔的降液溢流和操作彈性。

（3）由于整個(gè)塔的塔板降液位置都發(fā)生了改變，塔頂回流液的落點(diǎn)也要改變，我們將A4在塔內(nèi)壁處焊接管線引至變更后的46層塔盤受液盤區(qū)域。

5 改造后二甲醚精餾塔的工藝性能分析

經(jīng)過前面所做的三項(xiàng)改造，塔的結(jié)構(gòu)示意見圖3，我們從是否影響塔體強(qiáng)度與能否達(dá)到原塔的工藝性能要求等方面進(jìn)行了分析，如下。

（1）塔體未重新開孔，保證了塔體強(qiáng)度。

（2）塔盤的溢流方向由原來的從塔頂46層塔盤自左向右開始折流變?yōu)楝F(xiàn)在的自右向左開始折流，不影響每層塔板的氣液接觸傳質(zhì)效果，使所有46層塔盤均能正常發(fā)揮傳質(zhì)作用，完全保證了塔板效率和整塔操作彈性。