加壓塔再沸器對(duì)裝置長周期穩(wěn)定運(yùn)行的影響

(四川瀘天化綠源醇業(yè)有限責(zé)任公司，四川瀘州，646300)

1 概況

四川瀘天化綠源醇業(yè)有限責(zé)任公司醇醚車間甲醇精餾工藝是天津大學(xué)化學(xué)工程研究所設(shè)計(jì)的大型甲醇精餾系統(tǒng)，工藝流程為“3+1”型，即預(yù)塔，加壓塔、常壓塔加回收塔；設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1630t/d，加壓塔主要作用是除去粗甲醇中的水以及高沸點(diǎn)雜質(zhì)(乙醇，丙醇，丁醇等)，是產(chǎn)品精甲醇的采出塔，而加壓塔再沸器(以下簡稱C0405)是加壓塔系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，加壓塔再沸器為碳鋼材質(zhì)的立式管殼列管換熱器，有列管4247根，換熱面積982.8m2，管程走液相甲醇，殼程通0.35MPa低壓蒸汽，通過加熱液相甲醇得到精餾必須的上升甲醇蒸汽流。自2005年12月投產(chǎn)以來，已運(yùn)行10多年。

2 C0405的運(yùn)行狀況

2.1 設(shè)計(jì)條件

表1 C0405設(shè)計(jì)條件

2.2 運(yùn)行情況

裝置自投產(chǎn)以來C0405運(yùn)行狀況較為穩(wěn)定，操作溫度、壓力等指標(biāo)均在設(shè)計(jì)指標(biāo)范圍內(nèi)，一直到2014年9月C0405運(yùn)行都正常，其蒸汽冷凝液含醇一般在1-3ppm之間，在運(yùn)行期間嚴(yán)格按照壓力容器檢測規(guī)程進(jìn)行年度檢驗(yàn)和全面檢驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)缺陷。

2017年4月1日6:00精餾裝置開車過程中發(fā)現(xiàn)C0405蒸汽冷凝液醇味較重，分析C0405蒸汽冷凝液含醇31200mg/l，確認(rèn)泄漏且漏量較大，立即停車組織搶修，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)C0405A 1根列管漏，C0405B 2根列管漏。

2017年4月11日3:30精餾裝置開車暖管、排液過程中發(fā)現(xiàn)C0405蒸汽冷凝液含醇，分析含醇2396.18mg/l，確認(rèn)列管漏，立即停車搶修，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)C0405A 1根列管漏。

2017年4月23日汽提塔出口工藝?yán)淠汉?5.72mg/l，進(jìn)口工藝?yán)淠汉?.14mg/l,初步懷疑C0405漏，分析C0405蒸汽冷凝液含醇4634.34mg/l,確認(rèn)漏并停精餾搶修，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)C0405B 4根列管漏。

2017年5月中旬發(fā)現(xiàn)C0405蒸汽冷凝液含醇量波動(dòng)較大，觀察運(yùn)行，懷疑C0405漏，但漏量不大，至23日分析含醇365.27mg/l, 停精餾搶修，經(jīng)檢查確認(rèn)C0405A 1根漏，C0405B 4根漏。

2017年6月20日檢查發(fā)現(xiàn)C0405B一根漏。

圖1 2017年5月25日C0405B堵管后的情況

3 C0405現(xiàn)狀對(duì)裝置長周期穩(wěn)定運(yùn)行的影響

3.1 C0405泄漏對(duì)系統(tǒng)的影響

C0405列管內(nèi)漏后，精餾系統(tǒng)必須要停車消缺，以最近幾次消缺時(shí)間分析，消缺時(shí)間最快都在24小時(shí)以上，而精餾作為甲醇生產(chǎn)的最后一道工序；停車勢必會(huì)造成合成工序生產(chǎn)的粗甲醇大量累積，而中間罐區(qū)粗甲醇儲(chǔ)槽F0408只有5000m3的儲(chǔ)存能力，若C0405發(fā)生泄漏時(shí)F0408處于較高液位，裝置就會(huì)被迫減負(fù)荷運(yùn)行甚至停車以避免脹庫。而低負(fù)荷運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致能耗升高，不利于裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 C0405泄漏對(duì)裝置安全、環(huán)保運(yùn)行的影響

C0405列管內(nèi)漏后，因甲醇側(cè)操作壓力高于蒸汽側(cè)，致使蒸汽冷凝液帶醇，本系統(tǒng)是將蒸汽冷凝液回收至脫鹽水箱作為裝置鍋爐系統(tǒng)的上水，而這樣一來就會(huì)造成整個(gè)蒸汽系統(tǒng)被污染。蒸汽作為透平機(jī)組的動(dòng)力源，也會(huì)對(duì)設(shè)備造成一定的影響。污染了的蒸汽進(jìn)入到汽提塔也會(huì)造成汽提塔出來的工藝?yán)淠汉汲瑯?biāo)，而工藝?yán)淠阂话闶峭馀呕蜃鳛檠h(huán)水回收利用，若此時(shí)的工藝?yán)淠菏峭馀诺谋厝粫?huì)造成環(huán)境污染，若此時(shí)的工藝?yán)淠菏亲鳛檠h(huán)水回收利用，甲醇進(jìn)入到循環(huán)水系統(tǒng)就會(huì)造成循環(huán)水水質(zhì)惡化，進(jìn)而影響到整個(gè)裝置換熱設(shè)備的換熱效率，對(duì)裝置的安全、環(huán)保運(yùn)行有著較大的隱患。

3.3 C0405泄漏堵管后對(duì)設(shè)備熱負(fù)荷的影響

經(jīng)過4次堵管后，C0405累計(jì)堵管14根，占換熱總數(shù)的0.33%，從實(shí)際運(yùn)行效果看，換熱效果沒有太大影響。但從2017年4月1日至2017年5月23日，不到兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi)已發(fā)生了4次泄漏，若照此泄漏，堵管頻率發(fā)展下去，勢必會(huì)嚴(yán)重影響到裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4 C0405泄漏后的停車損失

C0405列管泄漏后，必須要停車進(jìn)行處理，以最近幾次搶修時(shí)間進(jìn)行分析，時(shí)間都在24小時(shí)以上。精餾以60t/h進(jìn)料計(jì)，一天減少精甲醇產(chǎn)量1150噸。而且在開、停車過程中會(huì)消耗大量的物料。所以每次泄漏停車搶修都意味著較大的成本損失。

4 原因分析及應(yīng)對(duì)措施

4.1 設(shè)備方面

自2005年12月投產(chǎn)以來，C0405已運(yùn)行了10多年，設(shè)備本身就存在一定程度的腐蝕，加上2016年9月煤氣開車產(chǎn)出含有多種未知物的粗甲醇，這樣就加劇了C0405的腐蝕程度，以最近幾次檢查情況分析，C0405管板狀態(tài)較好，但列管腐蝕十分嚴(yán)重。2017年11月裝置大修已將C0405A/B進(jìn)行了更換，更換后運(yùn)行至今狀況良好。

4.2 工藝方面

在精餾過程中要加入適量的NaOH溶液，控制預(yù)處理后粗甲醇呈弱堿性(pH值=7—9),其目的是為了促使胺類及羥基化合物的分解，以及防止粗甲醇中有機(jī)酸對(duì)設(shè)備的腐蝕，尤其是溫度較高的塔底再沸器。2017年3月甲醇裝置開車以后，C0405連續(xù)發(fā)生泄漏，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)精餾預(yù)后pH值在指標(biāo)范圍內(nèi)，但加壓塔底pH值卻在5左右，偏低，這也加劇了C0405列管的腐蝕，后經(jīng)調(diào)整取樣點(diǎn)，調(diào)整NaOH加入量，將加壓塔底pH值提到了正常指標(biāo)范圍內(nèi)。調(diào)整后C0405的泄漏頻率由10天左右一次，降低到30天左右一次，效果明顯?，F(xiàn)要求操作人員加強(qiáng)裝置運(yùn)行監(jiān)控，確保加壓塔底pH值在指標(biāo)范圍內(nèi)，一旦超標(biāo)，及時(shí)調(diào)整。

表2 C0405泄漏間隔周期

5 結(jié)束語

經(jīng)過對(duì)加壓塔再沸器泄漏原因進(jìn)行分析，制定出了應(yīng)對(duì)措施，通過措施的落實(shí)到位，裝置目前的運(yùn)行狀況良好，有效地保證裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。