常壓塔進料管線腐蝕問題分析及在線更換工藝處置措施

劉 超

(北洋國家精餾技術(shù)工程發(fā)現(xiàn)有限公司，天津 300450)

1 精餾系統(tǒng)工藝流程簡單介紹

30萬t/a焦爐氣制甲醇裝置工藝采用純氧蒸汽轉(zhuǎn)化和低壓合成甲醇技術(shù)，具有工藝可靠，產(chǎn)品質(zhì)量好，能耗低，“三廢”排放少等優(yōu)點，精餾裝置采用三塔精餾和轉(zhuǎn)化氣低壓熱能利用的節(jié)能工藝，不僅提高甲醇收率，而且使廢水直接達標排放。轉(zhuǎn)化裝置過來的轉(zhuǎn)化氣先進入加壓塔再沸器給加壓塔再沸器提供熱源，轉(zhuǎn)化氣從加壓塔再沸器出來后經(jīng)過加壓塔氣液分離器進行氣液分離，氣相轉(zhuǎn)化氣進入預塔再沸器給預塔再沸器提供熱源，轉(zhuǎn)化氣從預塔再沸器出來后進入預塔氣液分離器進行氣液分離后，氣相轉(zhuǎn)化氣送回轉(zhuǎn)化裝置，預塔、加壓塔氣液分離器液相送到轉(zhuǎn)化工段汽提塔，常壓塔再沸器熱源為加壓塔塔頂甲醇蒸汽，精餾系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)化系統(tǒng)轉(zhuǎn)化氣升溫的同時也起到為轉(zhuǎn)化氣降溫的作用，精餾裝置整體節(jié)能效果明顯。

2 常壓塔進料管線腐蝕問題及原因分析

甲醇裝置在生產(chǎn)運行過程中，發(fā)現(xiàn)常壓塔進料管線逐步出現(xiàn)了4處漏點，對精餾系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行造成了影響，為了查出常壓塔進料管線出現(xiàn)漏點問題，對常壓塔進料管線進行了測厚，測厚記錄如表1。

表1 加壓塔液位調(diào)節(jié)閥閥后管路測厚記錄

原因分析，從管道測厚可以看出，常壓塔進料管線整體已經(jīng)出現(xiàn)不同程度減薄，加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥后第一個彎頭處減薄最為嚴重彎頭背面1.8mm，這是因為加壓塔塔釜壓力約為0.55MPa，溫度約127℃，常壓塔壓力≤0.015MPa，進料溫度約為90℃，通過加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥減壓后含醇液體部分汽化，對閥后第一個彎頭沖刷腐蝕最為嚴重。精餾裝置指標中預后醇pH值設(shè)計指標為7～9，通過對以往精餾裝置預后醇pH值分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，從2017年1月1日至2017年6月30日預后醇pH值不在指標內(nèi)的共226次，其中pH值小于7的為213次，最小值為6.18。pH值大于9的為13次，最大值為11。從2018年3月4日至2018年4月19日預后醇pH值不在指標內(nèi)的共25次，其中pH值小于7的為23次，最小值為5.84。pH值大于9的2次，最大值為9.81。預后醇pH值控制低于指標，精餾系統(tǒng)內(nèi)含醇液體顯酸性，造成常壓塔進料管線酸腐蝕嚴重，由于加壓塔釜液溫度高，加壓塔釜液通過加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥后，粗甲醇液體減壓后部分汽化，形成汽液混合物，這樣會加劇了對常壓塔進料管道的沖刷腐蝕。

3 更換常壓塔進料管線

由于常壓塔進料管線腐蝕最嚴重的已經(jīng)只有1.8mm了，運行存在很大的安全隱患，為了消除安全隱患必須更換此段管道。由于精餾系統(tǒng)再沸器熱量是由轉(zhuǎn)化氣提供的，精餾系統(tǒng)停車，轉(zhuǎn)化系統(tǒng)轉(zhuǎn)化氣在精餾系統(tǒng)得不到降溫，轉(zhuǎn)化系統(tǒng)將無法維持正常運行，這樣轉(zhuǎn)化系統(tǒng)也需停車，這樣檢修更換常壓塔進料管線就會造成很大的經(jīng)濟損失。為了避免甲醇裝置整體停車造成的經(jīng)濟損失，經(jīng)研究決定甲醇裝置在整體不停車情況下在線更換常壓塔進料管線。經(jīng)研究確定更換管道為加壓塔液位調(diào)節(jié)閥后至常壓塔入口管線上部進料截止閥前，這樣通過對加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥后及常壓塔進料管線上部進料截止閥前分別加盲板，對此段管線處置合格后即可更換。整個精餾系統(tǒng)，預塔正常進料，加壓塔塔釜液位通過調(diào)節(jié)加壓塔回流流量進行控制，加壓塔回流槽液位通過調(diào)節(jié)采出到粗甲醇槽流量調(diào)節(jié)閥進行控制，常壓塔不進料不采出，保持塔內(nèi)自循環(huán)，維持常壓塔塔釜液位和回流槽液位。

4 在線更換常壓塔入口管線甲醇裝置工藝處置

(1)因為在檢修過程中，合成工段正常運行，精餾工段無法正常采出精甲醇產(chǎn)品，為了保證檢修期間粗甲醇儲槽儲量在安全容量范圍內(nèi)，在更換前將粗甲醇儲量降低至200m3以下。

(3)精餾工段慢慢減少粗甲醇進料量，視情況改兩塔采出至粗甲醇儲槽。

(4)將常壓塔塔釜液位調(diào)整到約85%，常壓塔回流槽液位調(diào)整到約65%。以盡量保持常壓塔塔釜及回流槽較高液位為原則。

(5)加壓塔保持進料，逐漸關(guān)小加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥門，用加壓塔回流流量調(diào)節(jié)閥控制加壓塔塔釜液位，用加壓塔回流槽采出閥調(diào)節(jié)加壓塔回流槽液位(此時采出已改至粗甲醇槽)，視情況打開加壓塔壓力調(diào)節(jié)閥，控制好加壓塔塔釜液位，直至加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥門全關(guān)。然后全關(guān)加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥前切斷閥門，關(guān)閉常壓塔進料閥門，常壓塔保持好液位進行全回流操作，控制好常壓塔塔頂和塔釜壓力及常壓塔塔釜和回流槽液位，若常壓塔液位過低時，可通過常壓塔塔釜導淋向塔釜補充脫鹽水來保持常壓塔塔釜液位在指標內(nèi)。

(6)中間罐區(qū)粗甲醇儲槽、事故槽儲存能力共2000m3,現(xiàn)庫存粗甲醇約252m3,安全儲存量按75%計算儲存量為2000m3×75%-252m3=1248 m3×0.834t/m3=1040t。按照焦爐氣55000m3/h負荷計算，產(chǎn)粗甲醇約31t/h，可維持時間為約1040t/31t/h=33h。要預留出檢修結(jié)束精餾系統(tǒng)調(diào)整指標時間2～4h。檢修時間約為33h-4h=29h。

(7)為了盡量減少精餾系統(tǒng)熱負荷，慢慢將轉(zhuǎn)化爐出口溫度降至870℃左右，降低轉(zhuǎn)化氣溫度。

(8)視精餾中間罐區(qū)剩余儲量與檢修情況調(diào)整焦爐氣負荷，保證粗甲醇量在安全儲量范圍內(nèi)。

5 管道置換

(1)待此段管道切除系統(tǒng)后，打開加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥及閥前導淋，將此段管道內(nèi)粗甲醇液體排至地下槽。

(2)斷開加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥旁路閥閥后法蘭，增加盲板；斷開加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥前切閥閥后法蘭，增加盲板；分別斷開常壓塔進料閥閥前法蘭，增加盲板。

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(3)關(guān)閉精餾中間地下槽導淋管相連導淋閥門，關(guān)閉導淋總管進地下槽閥門，在導淋管另一端接通脫鹽水，打開閥門，打開加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥閥前導淋，通脫鹽水置換更換管道，直至斷開法蘭處甲醇檢測儀檢測甲醇含量低于50mg/m3。

(4)置換合格后關(guān)閉進脫鹽水導淋閥，斷開加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥后切閥閥后法蘭。

6 工藝恢復

(1)待檢修結(jié)束后，拆除加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥旁路閥閥后盲板，拆除加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥前切閥閥后盲板，拆除常壓塔進料閥盲板。

(2)打開常壓塔進料閥門，緩慢打開加壓塔塔釜液位調(diào)節(jié)閥向常壓塔進料，常壓塔采出至粗甲醇儲槽，調(diào)整釜液含醇量至指標內(nèi)。

(3)加大精餾系統(tǒng)負荷，調(diào)整系統(tǒng)各指標至合格。

(4)精餾系統(tǒng)指標調(diào)整正常后，通知化驗分析產(chǎn)品采出，合格后改采出至精甲醇計量槽。

(5)凈化車間根據(jù)焦化供焦爐氣量增加焦爐氣負荷。

(6)其他車間配合增加負荷，甲醇裝置轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。

7 注意事項

(1)根據(jù)檢修情況調(diào)整焦爐氣負荷，保證粗甲醇儲量在安全范圍內(nèi)，且要預留出精餾系統(tǒng)調(diào)整合格產(chǎn)品時間。

(2)檢修動火前，一定要對管道置換合格，與生產(chǎn)系統(tǒng)加盲板隔開或拆法蘭斷開。

(3)凈化車間與合成車間要相互協(xié)調(diào)配合好，防止各自系統(tǒng)超溫超壓。

(4)注意常壓塔塔釜及回流槽液位情況，保持一定液位。

(5)注意控制好加壓塔塔釜液位及常壓塔壓力。

(6)凈化、精餾崗位主操一定要認真學習此方案，熟知檢修中的工藝處置。

8 結(jié)束語

(1)通過對預后醇pH值分析，結(jié)合精餾系統(tǒng)實際運行情況，找到了常壓塔入口管線腐蝕減薄的原因，酸腐蝕加上氣化沖刷。

(2)通過甲醇裝置不停車更換常壓塔進料管線，避免了甲醇裝置整體停車造成的經(jīng)濟損失。