甲醇制100kt／a二甲醚項(xiàng)目建設(shè)及開車總結(jié)

李 峰，趙紹民，陸瑞平

（重慶中能化工有限公司，重慶萬盛 400805）

重慶中能化工有限公司，是東方希望集團(tuán)下屬一家化工企業(yè)，地處重慶市萬盛經(jīng)開區(qū)煤電化產(chǎn)業(yè)園區(qū)（綦江區(qū)關(guān)壩鎮(zhèn)雙壩村）。2011年8月24日二甲醚項(xiàng)目球罐土建開工，標(biāo)志著二甲醚項(xiàng)目現(xiàn)場工程正式開始，2011年12月25日設(shè)備、管道、電氣和儀表安裝結(jié)束，共用4個(gè)月時(shí)間。2011年12月26日系統(tǒng)開始吹掃，2012年1月8日催化劑升溫，9日23：00出合格二甲醚，14日產(chǎn)量達(dá)到設(shè)計(jì)值，各消耗指標(biāo)均在設(shè)計(jì)值內(nèi)，標(biāo)志著此項(xiàng)目成功投產(chǎn)達(dá)標(biāo)。

1 項(xiàng)目背景及意義

重慶中能化工有限公司與同屬于東方希望集團(tuán)的重慶萬盛煤化有限責(zé)任公司（簡稱“萬盛化工”）相鄰。重慶萬盛煤化有限責(zé)任公司年產(chǎn)300kt甲醇，于2010年12月投產(chǎn)，投產(chǎn)后由于甲醇市場一直低迷，甲醇價(jià)格不高，為了增加利潤點(diǎn)，必須提高產(chǎn)品的附加值，公司經(jīng)過外出考察和結(jié)合自身現(xiàn)狀考慮，決定新成立一家化工公司——重慶中能化工有限公司，生產(chǎn)二甲醚，規(guī)模為年產(chǎn)100kt，新公司以萬盛化工的甲醇為原料，利用管道將甲醇送到中能公司，既降低了原料運(yùn)輸成本，又解決了萬盛化工甲醇產(chǎn)品銷售問題，從而達(dá)到 “雙贏”的目的，共同渡過目前市場上甲醇產(chǎn)品不景氣的難關(guān)。

2 河南天一公司二甲醚技術(shù)的特點(diǎn)

公司人員考察了占市場份額最大的三家二甲醚專利商（西南某公司、成都某公司、河南天一化工科技有限公司）及使用廠家，經(jīng)過工藝、占地面積、消耗及投資方面對比，最終選擇了河南天一化工科技有限公司的專利技術(shù)，由湖南化工醫(yī)藥設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。該技術(shù)有以下特點(diǎn)。

（1）生產(chǎn)裝置占地面積最小，只有450m2，比其他兩家公司少150～190m2。

（2）生產(chǎn)裝置投資費(fèi)用最低，相比另外兩家節(jié)省500～700萬元，我公司甲醇制100kt／a二甲醚項(xiàng)目總投資3 000萬。

（3）反應(yīng)器出來的反應(yīng)氣經(jīng)換熱后直接進(jìn)精餾塔精餾，無需全部冷凝再經(jīng)泵加壓后加熱送精餾塔，流程短，阻力小，主要消耗指標(biāo)蒸汽明顯降低，噸醚耗蒸汽量僅為0.75t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他兩家公司的消耗。

（4）采用高換熱效果的蒸發(fā)式水冷器，其他兩家公司采用傳統(tǒng)的水冷器。蒸發(fā)式水冷器循環(huán)水量小，換熱效果好，從而節(jié)約水。

（5）整個(gè)生產(chǎn)裝置采用無框架結(jié)構(gòu)，減少了投資費(fèi)用，也縮短了建設(shè)工期。

（6）采用均溫型反應(yīng)器，溫度易控制，熱點(diǎn)溫度不易出現(xiàn) “飛溫”現(xiàn)象，操作簡單。

3 施工圖存在的問題及解決方法

該項(xiàng)目施工圖于2011年8月20日出版完畢，在施工過程中發(fā)現(xiàn)以下問題。

（1）二甲醚回流槽基礎(chǔ)過高。為了減少占地面積，設(shè)計(jì)院將二甲醚回流槽放在北側(cè)蒸發(fā)式水冷器平臺下，但未考慮平臺梁的高度。按基礎(chǔ)設(shè)計(jì)高度做，回流槽放在基礎(chǔ)上，回流槽頂部的管道無法安裝。發(fā)現(xiàn)此問題后，技術(shù)人員計(jì)算頂部管道需要的安裝高度，在基礎(chǔ)未做完的情況下及時(shí)下了設(shè)計(jì)變更單，將基礎(chǔ)頂部標(biāo)高降低了450mm，之后管道順利安裝。

（2）32＃管廊基礎(chǔ)位置不合理。32＃管廊基礎(chǔ)位于充裝站，原設(shè)計(jì)緊挨道路旁，跨度15m，位置在道路轉(zhuǎn)彎半徑內(nèi)，會阻礙充裝車輛轉(zhuǎn)彎行駛。技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)問題后，同時(shí)考慮車輛行駛和整體美觀性，將32＃管廊基礎(chǔ)位置向西平移3m，跨度由15m增加到18m。考慮到安全性，管架由蜂窩梁結(jié)構(gòu)改為花架梁。

（3）汽化塔和精餾塔溫度熱偶方位不合理。原設(shè)計(jì)溫度熱偶方位與人孔平臺方位不一致，這將導(dǎo)致今后儀表人員維護(hù)熱偶時(shí)必須臨時(shí)搭腳手架，既增加工作量，又不安全。儀表人員發(fā)現(xiàn)后要求人孔平臺向熱偶方位移動，施工單位同意隨后更改，此問題得以解決。

（4）放空總管過小。設(shè)計(jì)時(shí)放空總管直徑僅為DN100，而精餾塔和汽化塔安全閥出口管徑就遠(yuǎn)大于DN100，總管比支管小，因此不合理。經(jīng)我公司技術(shù)人員計(jì)算，將放空總管直徑改為DN200。

（5）中壓氮?dú)夤芪丛O(shè)計(jì)。系統(tǒng)僅設(shè)計(jì)了低壓氮?dú)猓?.45MPa），供系統(tǒng)置換和升溫用，而系統(tǒng)檢修后，無法用合適壓力的氣體進(jìn)行查漏。我公司根據(jù)原有系統(tǒng)中氣體和壓力狀況綜合考慮，最終選用了2.5MPa中壓氮?dú)獠槁?，管徑DN40。

（6）罐區(qū)冷卻水池位置不合理。按原藍(lán)圖，冷卻水池在斜坡上，整體不美觀，施工更不方便，因此，我公司將冷卻水池位置改在圍堰外的另一空地處。

（7）地下槽泵出口管線設(shè)計(jì)不合理。設(shè)備和管道檢修時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)甲醇溶液都排入地下槽，而藍(lán)圖中將這些甲醇溶液當(dāng)廢液送往污水處理站。針對此情況，我公司下了設(shè)計(jì)變更單，在地下槽泵出口閥前增加一根DN80的管線至甲醇緩沖罐，讓地下槽甲醇溶液送往系統(tǒng)，循環(huán)利用。

針對以上設(shè)計(jì)問題，我公司均及時(shí)更改處理，從而沒有影響生產(chǎn)。

4 試、開車過程中出現(xiàn)的問題及解決方法

（1）地下槽泵打不上量。地下槽泵為離心式自吸泵，試泵時(shí)，若地下槽液位為100%，啟動泵，泵運(yùn)行正常（出口壓力、電流均正常）；當(dāng)液位降至89%時(shí)，泵就打不上液，出口壓力表顯示為0，操作工和檢修工試了幾次情況都一樣，并將此情況向技術(shù)人員反映。技術(shù)人員到現(xiàn)場確認(rèn)后，分析是泵夾氣造成的，并根據(jù)每當(dāng)液位降至89%時(shí)泵就夾氣的情況，判斷槽中液下管道可能過短或管道上有孔，于是讓檢修工將槽內(nèi)管道抽出檢查，驗(yàn)證了分析，管道上有兩個(gè)直徑約6mm的圓孔。讓檢修工將孔焊住，再試泵，泵沒再出現(xiàn)夾氣現(xiàn)象。

（2）反應(yīng)器溫度熱偶墊片壞，導(dǎo)致停車。二甲醚開車出產(chǎn)品的第二天早晨，操作工發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器平臺上有大量 “白煙”冒出，并伴有醚香味，于是判斷二甲醚泄漏，停車泄壓處理。待壓力全泄完后上去檢查，發(fā)現(xiàn)是溫度熱偶墊片壞，分析原因是，墊片材料選用不當(dāng)，二甲醚反應(yīng)器溫度高達(dá)380℃，而墊片材料選的是聚四氟乙烯，此材料只適用于200℃以下溫度環(huán)境。隨后將兩個(gè)熱偶的墊片都更改為柔性石墨墊，開車后沒有再泄漏。

（3）第二次開車時(shí)，反應(yīng)器床層溫度升不起來。從上午11：00開始升溫，到下午5：10床層溫度只有200℃，再往上提非常緩慢，顯然有問題。操作工檢查了閥門、蒸汽壓力、溫度等，一切正常，于是將問題反映給技術(shù)人員，技術(shù)人員聽完情況后，帶領(lǐng)操作工將最遠(yuǎn)端的蒸汽導(dǎo)淋閥打開排了下水，又將升溫加熱器上部排氣閥打開排惰性氣體，排完后，床層溫度迅速上升。出現(xiàn)這種情況最主要原因是升溫加熱器上部積聚大量來自于蒸汽中的惰性氣體，占據(jù)了空間，從而減少了換熱面積，降低了換熱效果。

（4）甲醇泵壞。甲醇泵為屏蔽泵，一開一備。在開泵過程中將一臺泵損壞，拆開檢查發(fā)現(xiàn)，后軸套嚴(yán)重磨損并因高溫而變色，返回廠家維修。原因是泵出口開得過小，二甲醚在泵葉輪不斷做功的情況下溫度升高而迅速汽化，造成泵夾氣，進(jìn)一步引起泵的流量降低，造成電機(jī)腔內(nèi)介質(zhì)的循環(huán)量不足，摩擦件的冷卻潤滑作用缺失，從而最終造成摩擦件發(fā)生嚴(yán)重磨損及溫度上升，造成材質(zhì)變色。

（5）二甲醚回流泵極易夾氣。第二次開車時(shí)，兩臺回流泵極易夾氣，操作工一直在現(xiàn)場倒兩臺泵，控制回流罐液位，甚至同時(shí)開兩臺泵，但還是夾氣。想想第一次開車時(shí)，這兩臺泵很少夾氣，于是查找兩次開車時(shí)工況有何不同。最終分析找出原因：第一次開車時(shí)回流罐壓力為0.7MPa，第二次為0.25MPa，壓力越低，二甲醚越易汽化，因此，第二次開回流泵時(shí)，泵易夾氣。找到原因后，讓操作工將回流罐壓力提至0.6MPa，之后沒再夾氣。

（6）床層垮溫兩次。兩次催化劑床層垮溫至140℃左右，表現(xiàn)出的現(xiàn)象極相似，并且垮溫速度極快。最初大家擔(dān)心汽化塔頂部的絲網(wǎng)分離器可能有問題，技術(shù)人員查看圖紙并結(jié)合當(dāng)初檢查情況，判斷絲網(wǎng)沒有問題。技術(shù)人員細(xì)心對比各種參數(shù)，發(fā)現(xiàn)兩次垮溫時(shí)汽化塔頂部溫度都在140.0℃以上，高于正常指標(biāo)135℃，于是分析可能是頂部溫度過高，引起飽和甲醇?xì)怏w中含有的水蒸氣過高，水蒸氣帶入反應(yīng)器引起垮溫。原因初步分析出后，繼續(xù)開車，讓操作工嚴(yán)格控制汽化塔頂部溫度在指標(biāo)135℃內(nèi)，于是生產(chǎn)正常，再沒出現(xiàn)垮溫現(xiàn)象。

5 系統(tǒng)運(yùn)行情況

問題解決后，系統(tǒng)運(yùn)行壓力0.8MPa，催化劑初期熱點(diǎn)溫度370℃（初期溫度偏高），二甲醚采出量14t／h，各塔液位穩(wěn)定，操作人員逐漸熟練操作，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

6 結(jié) 語

此項(xiàng)目從立項(xiàng)到投產(chǎn)出現(xiàn)了各種困難，項(xiàng)目組成員都迎刃而解。項(xiàng)目組在此項(xiàng)目建設(shè)過程中也積累了大量寶貴經(jīng)驗(yàn)，為集團(tuán)下一個(gè)項(xiàng)目奠定了牢實(shí)基礎(chǔ)。下一步我們將對項(xiàng)目中不合理的地方進(jìn)一步改造，讓此項(xiàng)目更加節(jié)能、環(huán)保、合理。