甲醇制100kt／a二甲醚项目建设及开车总结

2012-04-11赵绍民陆瑞平

化工设计通讯 2012年5期

李峰，赵绍民，陆瑞平

（重庆中能化工有限公司，重庆万盛 400805）

重庆中能化工有限公司，是东方希望集团下属一家化工企业，地处重庆市万盛经开区煤电化产业园区（綦江区关坝镇双坝村）。2011年8月24日二甲醚项目球罐土建开工，标志着二甲醚项目现场工程正式开始，2011年12月25日设备、管道、电气和仪表安装结束，共用4个月时间。2011年12月26日系统开始吹扫，2012年1月8日催化剂升温，9日23：00出合格二甲醚，14日产量达到设计值，各消耗指标均在设计值内，标志着此项目成功投产达标。

1 项目背景及意义

重庆中能化工有限公司与同属于东方希望集团的重庆万盛煤化有限责任公司（简称“万盛化工”）相邻。重庆万盛煤化有限责任公司年产300kt甲醇，于2010年12月投产，投产后由于甲醇市场一直低迷，甲醇价格不高，为了增加利润点，必须提高产品的附加值，公司经过外出考察和结合自身现状考虑，决定新成立一家化工公司——重庆中能化工有限公司，生产二甲醚，规模为年产100kt，新公司以万盛化工的甲醇为原料，利用管道将甲醇送到中能公司，既降低了原料运输成本，又解决了万盛化工甲醇产品销售问题，从而达到 “双赢”的目的，共同渡过目前市场上甲醇产品不景气的难关。

2 河南天一公司二甲醚技术的特点

公司人员考察了占市场份额最大的三家二甲醚专利商（西南某公司、成都某公司、河南天一化工科技有限公司）及使用厂家，经过工艺、占地面积、消耗及投资方面对比，最终选择了河南天一化工科技有限公司的专利技术，由湖南化工医药设计院设计。该技术有以下特点。

（1）生产装置占地面积最小，只有450m2，比其他两家公司少150～190m2。

（2）生产装置投资费用最低，相比另外两家节省500～700万元，我公司甲醇制100kt／a二甲醚项目总投资3 000万。

（3）反应器出来的反应气经换热后直接进精馏塔精馏，无需全部冷凝再经泵加压后加热送精馏塔，流程短，阻力小，主要消耗指标蒸汽明显降低，吨醚耗蒸汽量仅为0.75t，远远低于其他两家公司的消耗。

（4）采用高换热效果的蒸发式水冷器，其他两家公司采用传统的水冷器。蒸发式水冷器循环水量小，换热效果好，从而节约水。

（5）整个生产装置采用无框架结构，减少了投资费用，也缩短了建设工期。

（6）采用均温型反应器，温度易控制，热点温度不易出现 “飞温”现象，操作简单。

3 施工图存在的问题及解决方法

该项目施工图于2011年8月20日出版完毕，在施工过程中发现以下问题。

（1）二甲醚回流槽基础过高。为了减少占地面积，设计院将二甲醚回流槽放在北侧蒸发式水冷器平台下，但未考虑平台梁的高度。按基础设计高度做，回流槽放在基础上，回流槽顶部的管道无法安装。发现此问题后，技术人员计算顶部管道需要的安装高度，在基础未做完的情况下及时下了设计变更单，将基础顶部标高降低了450mm，之后管道顺利安装。

（2）32＃管廊基础位置不合理。32＃管廊基础位于充装站，原设计紧挨道路旁，跨度15m，位置在道路转弯半径内，会阻碍充装车辆转弯行驶。技术人员发现问题后，同时考虑车辆行驶和整体美观性，将32＃管廊基础位置向西平移3m，跨度由15m增加到18m。考虑到安全性，管架由蜂窝梁结构改为花架梁。

（3）汽化塔和精馏塔温度热偶方位不合理。原设计温度热偶方位与人孔平台方位不一致，这将导致今后仪表人员维护热偶时必须临时搭脚手架，既增加工作量，又不安全。仪表人员发现后要求人孔平台向热偶方位移动，施工单位同意随后更改，此问题得以解决。

（4）放空总管过小。设计时放空总管直径仅为DN100，而精馏塔和汽化塔安全阀出口管径就远大于DN100，总管比支管小，因此不合理。经我公司技术人员计算，将放空总管直径改为DN200。

（5）中压氮气管未设计。系统仅设计了低压氮气（0.45MPa），供系统置换和升温用，而系统检修后，无法用合适压力的气体进行查漏。我公司根据原有系统中气体和压力状况综合考虑，最终选用了2.5MPa中压氮气查漏，管径DN40。

（6）罐区冷却水池位置不合理。按原蓝图，冷却水池在斜坡上，整体不美观，施工更不方便，因此，我公司将冷却水池位置改在围堰外的另一空地处。

（7）地下槽泵出口管线设计不合理。设备和管道检修时，系统内甲醇溶液都排入地下槽，而蓝图中将这些甲醇溶液当废液送往污水处理站。针对此情况，我公司下了设计变更单，在地下槽泵出口阀前增加一根DN80的管线至甲醇缓冲罐，让地下槽甲醇溶液送往系统，循环利用。

针对以上设计问题，我公司均及时更改处理，从而没有影响生产。

4 试、开车过程中出现的问题及解决方法

（1）地下槽泵打不上量。地下槽泵为离心式自吸泵，试泵时，若地下槽液位为100%，启动泵，泵运行正常（出口压力、电流均正常）；当液位降至89%时，泵就打不上液，出口压力表显示为0，操作工和检修工试了几次情况都一样，并将此情况向技术人员反映。技术人员到现场确认后，分析是泵夹气造成的，并根据每当液位降至89%时泵就夹气的情况，判断槽中液下管道可能过短或管道上有孔，于是让检修工将槽内管道抽出检查，验证了分析，管道上有两个直径约6mm的圆孔。让检修工将孔焊住，再试泵，泵没再出现夹气现象。

（2）反应器温度热偶垫片坏，导致停车。二甲醚开车出产品的第二天早晨，操作工发现反应器平台上有大量 “白烟”冒出，并伴有醚香味，于是判断二甲醚泄漏，停车泄压处理。待压力全泄完后上去检查，发现是温度热偶垫片坏，分析原因是，垫片材料选用不当，二甲醚反应器温度高达380℃，而垫片材料选的是聚四氟乙烯，此材料只适用于200℃以下温度环境。随后将两个热偶的垫片都更改为柔性石墨垫，开车后没有再泄漏。

（3）第二次开车时，反应器床层温度升不起来。从上午11：00开始升温，到下午5：10床层温度只有200℃，再往上提非常缓慢，显然有问题。操作工检查了阀门、蒸汽压力、温度等，一切正常，于是将问题反映给技术人员，技术人员听完情况后，带领操作工将最远端的蒸汽导淋阀打开排了下水，又将升温加热器上部排气阀打开排惰性气体，排完后，床层温度迅速上升。出现这种情况最主要原因是升温加热器上部积聚大量来自于蒸汽中的惰性气体，占据了空间，从而减少了换热面积，降低了换热效果。

（4）甲醇泵坏。甲醇泵为屏蔽泵，一开一备。在开泵过程中将一台泵损坏，拆开检查发现，后轴套严重磨损并因高温而变色，返回厂家维修。原因是泵出口开得过小，二甲醚在泵叶轮不断做功的情况下温度升高而迅速汽化，造成泵夹气，进一步引起泵的流量降低，造成电机腔内介质的循环量不足，摩擦件的冷却润滑作用缺失，从而最终造成摩擦件发生严重磨损及温度上升，造成材质变色。

（5）二甲醚回流泵极易夹气。第二次开车时，两台回流泵极易夹气，操作工一直在现场倒两台泵，控制回流罐液位，甚至同时开两台泵，但还是夹气。想想第一次开车时，这两台泵很少夹气，于是查找两次开车时工况有何不同。最终分析找出原因：第一次开车时回流罐压力为0.7MPa，第二次为0.25MPa，压力越低，二甲醚越易汽化，因此，第二次开回流泵时，泵易夹气。找到原因后，让操作工将回流罐压力提至0.6MPa，之后没再夹气。

（6）床层垮温两次。两次催化剂床层垮温至140℃左右，表现出的现象极相似，并且垮温速度极快。最初大家担心汽化塔顶部的丝网分离器可能有问题，技术人员查看图纸并结合当初检查情况，判断丝网没有问题。技术人员细心对比各种参数，发现两次垮温时汽化塔顶部温度都在140.0℃以上，高于正常指标135℃，于是分析可能是顶部温度过高，引起饱和甲醇气体中含有的水蒸气过高，水蒸气带入反应器引起垮温。原因初步分析出后，继续开车，让操作工严格控制汽化塔顶部温度在指标135℃内，于是生产正常，再没出现垮温现象。