甲醇精馏再沸器内漏现象及处理

袁志峰，雷 达

（中国石油宁夏石化公司化肥一厂，宁夏银川 750026）

甲醇精馏再沸器内漏现象及处理

袁志峰，雷 达

（中国石油宁夏石化公司化肥一厂，宁夏银川 750026）

针对甲醇精馏再沸器内漏现象及其危害，从工艺、设备两个方面进行分析探讨，并提出相应的改进措施。

甲醇精馏；再沸器；内漏；原因分析；改进措施

宁夏石化公司年产50 kt联醇装置以天然气为原料，采用低压法合成粗甲醇，经两塔精馏获得精甲醇产品。粗甲醇中的成分为甲醇、水以及溶解于甲醇中的CO2和合成反应过程中生成的高级醇、丙酮等有机杂质。粗甲醇依次经过预精馏塔、主精馏塔处理，获得精甲醇产品。其中，预精馏塔的作用是脱除CO2、甲酸甲酯、乙酸乙酯、二甲醚等轻组分杂质，这些组分通过水封槽排至高位进行放空；主精馏塔主要是除去粗甲醇中的杂醇油和水分以及其他重组分，以获得纯度较高的精甲醇。该装置自开车以来，甲醇精馏再沸器内漏严重且频繁（3～5个月就会出现一次），使蒸汽消耗增加，有时还会因冷凝液进入精馏塔内，造成塔压升高，影响装置的长周期运行及产品质量。

1 再沸器概况及内漏情况

1.1 设备概况

宁夏石化公司甲醇精馏有两台再沸器，分别为预塔再沸器（4119-E8）和主塔再沸器（4119-E11），两台再沸器均为立式热虹吸式。自2006年装置建成后，两台换热器在用期间，每5个月左右就发生一次泄漏。两台换热器的材质均为20＃钢，其主要工艺参数见表1。

表1 再沸器工艺参数一览表

1.2 内漏现象及危害

预塔、主塔再沸器内漏后，与正常工况相比，主要的变化与表现有以下几点：①预塔再沸器疏水阀阀位偏小情况下，塔温偏高（见表2）；②相同负荷下，预塔进主塔物料流量比正常运行时高（见图1）；③经主塔精馏分离后，排水量较大，两台泵输送量相同的情况下，塔底液位偏高；④甲醇成品水含量偏高（见表3）。

表2 预塔塔温情况

表3 成品甲醇水含量情况

图1 主塔进料量的变化

再沸器内漏后，大量的蒸汽及冷凝液进入精馏塔，破坏了整个甲醇精馏系统的平衡：①预塔再沸器内漏后，由于大量蒸汽进入预塔，再沸器疏水量减少，而预塔温度偏高，表现为进料量增加；②整个甲醇溶液中水含量增加，主塔精馏负荷增加，（重组分）水含量增加，塔温上涨，成品水含量超标。

1.3 拆检情况

再沸器停车试漏及全面拆检都会发现，换热器管束存在泄漏，且漏点主要集中在上下封头管板（见图2）。在对管板和管束堵漏的过程中，看到这些泄漏的管束存在不同程度的减薄和断裂现象，壳程入口处也有明显的冲刷腐蚀。

2 原因分析

据内漏现象，并结合实际生产运行情况和有关理论，经认真分析后，认为内漏的原因主要是换热管在运行时受热不均而产生较大的热应力及介质冲刷腐蚀造成的。

2.1 设备方面

从设备方面分析，主要有以下几点原因：①再沸器管程入口无挡板，使塔底液直接冲蚀管束与管板的焊道部位，造成管束与管板之间出现缝隙，产生泄漏；②再沸器换热管材质为20＃钢，抗腐蚀能力较差，没有采取必要的防腐措施；③再沸器在制作、管束焊接过程中，温度场分布不均产生热应力及残余应力等，再加上焊接时焊接质量不过关，这些都可能成为（内漏的）隐患。

图2 换热器拆检管板的实际情况

2.2 工艺方面

从工艺方面分析，主要有以下几点因素：①再沸器蒸汽用量调节阀在再沸器后面，其实为液位调节阀，排放的主要是蒸汽冷凝液，这样，把蒸汽就充分利用了，而长期处于气液混合介质进入再沸器的状态，加大了对再沸器的冲刷腐蚀；②有时由于工况波动和开、停车等情况，易造成塔底液位经常控制过低或波动较大，塔底液流经再沸器列管上部时，就变成了过热蒸汽，使列管换热不均匀，产生的热应力较大；③精馏系统运行中若不加碱，精馏塔底液呈弱碱性，会使泡沫层增厚，结垢严重，管束换热不均匀而产生较大的热应力。

3 改进措施（见图3、4）

（1）在下封头内侧（塔底液入口处）水平方向加一挡板（见图4），以避免塔底液对管束与管板焊道的直接冲蚀。

（2）对再沸器管程进行镍磷镀等预膜防腐处理，这比选用不锈钢材质更经济、实用。

（3）在管束焊接时，要严肃工艺纪律，保证焊接质量，最好采用对称施焊，以减小热应力。

（4）将再沸器温度调节改为蒸汽流量调节，调节阀设置在入换热器蒸汽管线上（见图4），这样就避免了再沸器上管板长时间在液击状态下工作。

（5）尽量维持冷凝液系统的稳定运行，据合成、精馏温度有预见性地进行调节，避免负荷大幅度波动。

（6）严格控制碱液的加入量，控制两个塔釜液的p H值在7～9之间。

图3 改进前的实际情况

图4 改进后的实际情况

［1］张子锋，张凡军主编．甲醇生产技术［M］．北京：化学工业出版社，2007．

［2］廖巧丽，米镇涛主编．化学工艺学［M］．北京：化学工业出版社，2001．

［3］《化工百科全书》编辑委员会．化工百科全书［M］．北京：化学工业出版社，1999．

Methanol Distillation Reboiler Internal Leakage and the Countermeasures

YUAN Zhi-feng,LEI Da
（The First Fertilizer Branch of Petrochina Ningxia Petrochemical Company，Yinchuan Ningxia 750026，China）

Analyze and explore methanol distillation reboiler internal leakage and its harm from two aspects：technical process and equipment，and the countermeasures are proposed．

methanol distillation；reboiler；internal leakage；reason；improving measures

TQ223．12＋1

B

1003-6490（2014）01-0082-03

2013-04-02

袁志峰（1984－），男，青海民和人，工程师，从事合成氨、尿素、甲醇生产运行管理工作。