甲醇精餾常壓塔冷卻器內漏原因分析及優化建議

李明明++于偉然++王明蘭

摘 要：甲醇精餾常壓塔冷卻器常出現內漏現象，使常壓塔塔頂采出的精甲醇水分超標，從工藝、設備、工作環境等角度分析設備內漏原因。關鍵詞：甲醇精餾；常壓塔冷卻器；內漏；原因分析；優化建議

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.007

新能鳳凰能源有限公司有一、二期兩套相同的精餾裝置，每套裝置的年處理能力是36萬噸甲醇。精餾裝置采用的是三塔精餾，用合成裝置產的濃度94%粗甲醇生產符合GB338-2011標準的精甲醇。

1 工藝流程

新能鳳凰公司采用三塔精餾工藝在預精餾塔頂部除去二甲醚粗醇中的CO2 等不凝性氣體；在加壓精餾塔和常精餾壓塔中除去水和高沸點雜質，在其塔頂得到精甲醇，在塔的12和14塔板上采出雜醇油；預精餾塔后的甲醇進入加壓精餾塔，加壓精餾塔頂部甲醇氣直接進入常壓精餾塔底部作為其再沸器的熱源，從而減少蒸汽消耗和冷卻水消耗，能耗比雙塔流程低10 ～20%。常壓塔塔頂氣相甲醇經冷卻器冷卻后進入回流槽，一部分作為回流回到塔頂，一部分作為產品采出。

2 設備內漏狀況

我公司一、二期精餾裝置的常壓塔冷卻器分別為兩家設備制造廠生產，一期常壓塔冷卻器為江蘇某設備制造廠設計生產，一期常壓塔冷卻器為沈陽某設備制造廠設計生產。設備結構類似，都是雙程列管式換熱器。換熱器是臥式列管換熱器，氣相甲醇走殼程，循環水走管程，是雙程換熱器，下進上出。

從檢修查漏情況看，漏點主要集中在氣相甲醇進口上部，漏點分為兩種，一種是列管斷裂，一種是管板與列管間的焊縫有漏點。一期常壓塔換熱器E5208兩側管板上的結垢較輕，管板腐蝕也較輕，循環水折流側管板污泥、填料及其他臟東西較多。二期常壓塔冷卻器E5208東西側管板較一期結垢明顯，折流側管板較進回水側管板結垢明顯，循環水折流側管板污泥、填料及其他臟東西較多；二期常壓塔換熱器循環水折流側管板的腐蝕程度非常明顯，是管板中腐蝕最為嚴重的。

二期常壓塔冷卻器檢修頻率遠高于一期常壓塔冷卻器的檢修頻率。一期常壓塔冷卻器平均每年檢修1次，二期常壓塔冷卻器平均每年檢修2.5次。二期常壓塔冷卻器因管板腐蝕嚴重，檢修周期在不斷縮短。

3 原因分析

3.1 設備方面

兩個換熱器材質不同：一期常壓塔冷卻器E5208的管板及波紋管材質均為0Cr18Ni19；二期E5208的管板材質為16MnⅡ/0Cr18Ni19，波紋管材質為0Cr18Ni19。二期管板材質是復合材質，增加了管板和列管之間的焊接難度，降低了焊接質量，且在循環水的環境中更加容易被腐蝕。二期常壓塔冷卻器屬于明顯選材不當。設備制造時產生的缺陷。列管與管板焊接質量不好，或者是漲接時處理不當，也易產生在焊縫或漲接處泄漏。

3.2 工藝方面

換熱器的上部列管，尤其是氣相甲醇進口側，該區域內是氣相甲醇變為液體甲醇的集中區域，相變對列管產生沖擊，列管發生振動；汽液混合流動也會對列管有沖擊，也容易使列管發生振動；會造成管管板與列管間振動產生縫隙，嚴重時造成列管斷裂。通常循環水溫度在32℃以下，氣相甲醇溫度在65℃，氣相甲醇入口處是循環回水側，有20至30℃左右的溫差，對列管產生熱應力，雖然影響較小，但也會有影響。頻繁開停車或者負荷的加減也易對設備產生影響，尤其是殼程壓力的變化。

3.3 工作環境

一期精餾裝置使用循環水是二循的水，二期精餾裝置使用的是三循的水。二循和三循水質較為接近：

2016年4月20日至2016年7月31使用南水北調水，2016年8月1日改為巖馬水庫水。設備圖紙上針對水壓試驗用水的要求：水壓試驗用水中氯離子含量應小于25mg/l。在拆檢過程中在發現在循環水折流封頭側的管板上污泥、填料、薄膜等雜質集聚較多。

氯離子對不銹鋼及一般鋼材都有腐蝕性。管板上結垢及污泥等的聚集會在管束表面形成電化學腐蝕。二期換熱器管板是復合材質，比一期換熱器的純不銹鋼材質更容易形成電化學腐蝕。事實上也證明二期換熱器污泥聚集側管束腐蝕最嚴重。

4 優化建議

（1）我公司已對腐蝕較為嚴重的二期常壓塔換熱器進行采購，作為備用設備。對新設備要求列管和管板全部為不銹鋼材質，確保材質沒問題；要求制造商對氣相甲醇相變對列管的沖擊在設計制造過程中要進行優化；選擇信譽實力較為強勁的工作對換熱器進行制造，確保制造質量的可靠。（2）工藝操作上要要穩定負荷，盡量避免負荷的大幅波動；減少系統的開停車次數；開車初期要對常壓塔系統進行充分排氣防止超壓；正常運行和停車時要避免出現負壓。（3）改善循環水品質，例如降低循環水中污泥等的量，以及避免在換熱器中循環水折流側污泥的聚集。有條件的話經常拆開折流側人孔進行沖洗。

作者簡介：李明明（1987-），男，山東滕州人，本科，助理工程師，研究方向：煤化工。