二甲醚精馏塔的改造

2011-03-05隋成国

化工设计通讯 2011年6期

关键词：二甲醚精馏塔传质

隋成国

（新疆广汇新能源有限公司，新疆伊吾 839300）

新疆广汇新能源有限公司年产1200kt甲醇／800kt二甲醚项目中的二甲醚采用丹麦托普索公司的工艺技术，设备安装过程中二甲醚精馏塔部分塔板受液盘及降液位置出现错误，施工图纸也存在一些问题，下面就解决这些问题介绍我们的改造措施。

1 二甲醚精馏塔安装及施工图纸存在的问题

1.1 二甲醚精馏塔作用

二甲醚合成工艺主要由二甲醚合成、二甲醚精馏及甲醇水分离三部分组成。来自罐区2.2MPa、20℃的精甲醇经过换热后进入二甲醚合成塔反应，生成含有甲醇、水和二甲醚的气体混合物，进入二甲醚精馏塔，将其中的二甲醚分离出来，得到产品，余下的甲醇水进入废水塔继续精馏，使甲醇和水进行分离。其中，二甲醚精馏塔的作用就是通过精馏分离得到二甲醚产品。

1.2 二甲醚精馏塔结构

二甲醚精馏塔由46层塔盘组成，溢流形式为单溢流。为了减少轻组分对二甲醚产品的影响，在40和41层塔盘之间设置了产品液相采出口B3，二甲醚精馏塔筒体自下而上分别为Q345R、16MnR＋0Cr18Ni9、Q345R三种材质，塔盘材质均为06Cr19Ni10，见图1。

图1 精馏塔结构及材质示意

1.3 安装中出现的失误及对工艺的影响

由管口方位图（图2）可以看出，奇数层塔盘降液位置在90°，偶数层塔盘降液位置在270°。但是在安装过程中，由于安装单位的失误，导致1～24层塔盘降液位置发生了颠倒，致使奇数层降液位置在270°，偶数层降液位置在90°，而25～46层塔盘降液位置与施工图纸一致，这样，24与25层塔盘降液位置相同，使25层液体直接落至23层塔盘，从而使24层塔盘无法进行气液接触传质，直接影响塔的传质和操作弹性（图3）。

图2 精馏塔管口方位示意

1.4 施工图纸存在的问题及对工艺的影响

由塔内件施工零件图可以看出，第40和41层塔盘之间的二甲醚产品集液收集装置位于270°，而产品液相采出口B3在管口方位图上显示在60°位置，位于41层塔盘降液区域，这就导致在工艺操作中，二甲醚产品集液收集装置内的产品根本无法通过B3管口采出，使工艺设计中为了减少轻组分对二甲醚产品的影响而设置的采出口B3（图3上部云线标注）彻底失去作用。

2 二甲醚精馏塔改造可供选择方案

方案一改变管口B3位置，取消第24层塔盘

图3 精馏塔塔板示意图

当时该塔已经吊装完毕，整个塔盘安装都是在空中进行的。本着改动最小的原则，我们技术人员考虑将B3采出口移至二甲醚产品集液收集装置所在区域，即180～360°范围内，同时将24层塔盘拆除，保证25层塔盘降液到23层，从而避免1～24层塔盘重新调整降液位置。

方案二改变B3位置，1～24层塔盘调整到施工图纸要求位置

该方案B3采出口位置调整与方案一一致。为了保证每层塔盘的气液传质作用和不降低塔的操作弹性，将1～24层塔盘恢复到施工图纸要求的位置。

3 改造方案可行性分析

我们当时对2种方案从设备安全，施工难易和工艺角度三方面进行了认真分析，发现均存在不理想的地方，下面逐一解析。

（1）方案一分析

该方案虽然改动最小，但是从设备安全考虑，将B3接口移至另一区域，要在设备上重新开DN300的口，该塔设计压力为1.5MPa，直径为φ2 300mm，这样会降低设备强度。另外，重新开口后，B3接管材质为Q345，还需进行热处理，这些操作均需在空中作业，施工难度比较大。从工艺角度考虑，取消24层塔盘，会使塔的操作弹性受到影响，也不利于产品质量的保证，故不可取。

（2）方案二分析

该方案将1～24层塔盘降液位置恢复到施工图纸要求位置，保证每层塔盘的气液传质作用和效率，使塔的整体操作弹性不受影响，但是从设备安全和施工难度方面考虑，对于B3管口位置移动的可行性均与方案一分析相同，故也不可取。