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1200kt甲醇／800kt二甲醚項目中的二甲醚采用丹麥托普索公司的工藝技術，設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錯誤，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2.2MPa、20℃的精甲醇經過換熱后進入二甲醚合成塔反應，生成含有甲醇、水和二甲醚的氣體混合物，進入二甲醚精餾塔，將其中的二甲醚分離出來，得到產品，余下的甲醇水進入廢水塔繼續精餾，使甲醇和水進行分離。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品。

1.2 二甲醚精餾塔結構

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品的影響，在40和41層塔盤之間設置了產品液相采出口B3，二甲醚精餾塔筒體自下而上分別為Q345R、16MnR＋0Cr18Ni9、Q345R三種材質，塔盤材質均為06Cr19Ni10，見圖1。

圖1 精餾塔結構及材質示意

1.3 安裝中出現的失誤及對工藝的影響

由管口方位圖（圖2）可以看出，奇數層塔盤降液位置在90°，偶數層塔盤降液位置在270°。但是在安裝過程中，由于安裝單位的失誤，導致1～24層塔盤降液位置發生了顛倒，致使奇數層降液位置在270°，偶數層降液位置在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層塔盤無法進行氣液接觸傳質，直接影響塔的傳質和操作彈性（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

由塔內件施工零件圖可以看出，第40和41層塔盤之間的二甲醚產品集液收集裝置位于270°，而產品液相采出口B3在管口方位圖上顯示在60°位置，位于41層塔盤降液區域，這就導致在工藝操作中，二甲醚產品集液收集裝置內的產品根本無法通過B3管口采出，使工藝設計中為了減少輕組分對二甲醚產品的影響而設置的采出口B3（圖3上部云線標注）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

當時該塔已經吊裝完畢，整個塔盤安裝都是在空中進行的。本著改動最小的原則，我們技術人員考慮將B3采出口移至二甲醚產品集液收集裝置所在區域，即180～360°范圍內，同時將24層塔盤拆除，保證25層塔盤降液到23層，從而避免1～24層塔盤重新調整降液位置。

方案二 改變B3位置，1～24層塔盤調整到施工圖紙要求位置

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

3 改造方案可行性分析

我們當時對2種方案從設備安全，施工難易和工藝角度三方面進行了認真分析，發現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，但是從設備安全考慮，將B3接口移至另一區域，要在設備上重新開DN300的口，該塔設計壓力為1.5MPa，直徑為φ2 300mm，這樣會降低設備強度。另外，重新開口后，B3接管材質為Q345，還需進行熱處理，這些操作均需在空中作業，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，也不利于產品質量的保證，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到施工圖紙要求位置，保證每層塔盤的氣液傳質作用和效率，使塔的整體操作彈性不受影響，但是從設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的，基于這兩方面的考慮，我們技術人員經過研究分析，采取了如下改造措施。

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

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

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

5 改造后二甲醚精餾塔的工藝性能分析

經過前面所做的三項改造，塔的結構示意見圖3，我們從是否影響塔體強度與能否達到原塔的工藝性能要求等方面進行了分析，如下。

（1）塔體未重新開孔，保證了塔體強度。

（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為現在的自右向左開始折流，不影響每層塔板的氣液接觸傳質效果，使所有46層塔盤均能正常發揮傳質作用，完全保證了塔板效率和整塔操作彈性。