常压塔进料管线腐蚀问题分析及在线更换工艺处置措施

刘 超

(北洋国家精馏技术工程发现有限公司，天津 300450)

1 精馏系统工艺流程简单介绍

30万t/a焦炉气制甲醇装置工艺采用纯氧蒸汽转化和低压合成甲醇技术，具有工艺可靠，产品质量好，能耗低，“三废”排放少等优点，精馏装置采用三塔精馏和转化气低压热能利用的节能工艺，不仅提高甲醇收率，而且使废水直接达标排放。转化装置过来的转化气先进入加压塔再沸器给加压塔再沸器提供热源，转化气从加压塔再沸器出来后经过加压塔气液分离器进行气液分离，气相转化气进入预塔再沸器给预塔再沸器提供热源，转化气从预塔再沸器出来后进入预塔气液分离器进行气液分离后，气相转化气送回转化装置，预塔、加压塔气液分离器液相送到转化工段汽提塔，常压塔再沸器热源为加压塔塔顶甲醇蒸汽，精馏系统利用转化系统转化气升温的同时也起到为转化气降温的作用，精馏装置整体节能效果明显。

2 常压塔进料管线腐蚀问题及原因分析

甲醇装置在生产运行过程中，发现常压塔进料管线逐步出现了4处漏点，对精馏系统安全稳定运行造成了影响，为了查出常压塔进料管线出现漏点问题，对常压塔进料管线进行了测厚，测厚记录如表1。

表1 加压塔液位调节阀阀后管路测厚记录

原因分析，从管道测厚可以看出，常压塔进料管线整体已经出现不同程度减薄，加压塔塔釜液位调节阀后第一个弯头处减薄最为严重弯头背面1.8mm，这是因为加压塔塔釜压力约为0.55MPa，温度约127℃，常压塔压力≤0.015MPa，进料温度约为90℃，通过加压塔塔釜液位调节阀减压后含醇液体部分汽化，对阀后第一个弯头冲刷腐蚀最为严重。精馏装置指标中预后醇pH值设计指标为7～9，通过对以往精馏装置预后醇pH值分析数据统计发现，从2017年1月1日至2017年6月30日预后醇pH值不在指标内的共226次，其中pH值小于7的为213次，最小值为6.18。pH值大于9的为13次，最大值为11。从2018年3月4日至2018年4月19日预后醇pH值不在指标内的共25次，其中pH值小于7的为23次，最小值为5.84。pH值大于9的2次，最大值为9.81。预后醇pH值控制低于指标，精馏系统内含醇液体显酸性，造成常压塔进料管线酸腐蚀严重，由于加压塔釜液温度高，加压塔釜液通过加压塔塔釜液位调节阀后，粗甲醇液体减压后部分汽化，形成汽液混合物，这样会加剧了对常压塔进料管道的冲刷腐蚀。

3 更换常压塔进料管线

由于常压塔进料管线腐蚀最严重的已经只有1.8mm了，运行存在很大的安全隐患，为了消除安全隐患必须更换此段管道。由于精馏系统再沸器热量是由转化气提供的，精馏系统停车，转化系统转化气在精馏系统得不到降温，转化系统将无法维持正常运行，这样转化系统也需停车，这样检修更换常压塔进料管线就会造成很大的经济损失。为了避免甲醇装置整体停车造成的经济损失，经研究决定甲醇装置在整体不停车情况下在线更换常压塔进料管线。经研究确定更换管道为加压塔液位调节阀后至常压塔入口管线上部进料截止阀前，这样通过对加压塔塔釜液位调节阀后及常压塔进料管线上部进料截止阀前分别加盲板，对此段管线处置合格后即可更换。整个精馏系统，预塔正常进料，加压塔塔釜液位通过调节加压塔回流流量进行控制，加压塔回流槽液位通过调节采出到粗甲醇槽流量调节阀进行控制，常压塔不进料不采出，保持塔内自循环，维持常压塔塔釜液位和回流槽液位。

4 在线更换常压塔入口管线甲醇装置工艺处置

(1)因为在检修过程中，合成工段正常运行，精馏工段无法正常采出精甲醇产品，为了保证检修期间粗甲醇储槽储量在安全容量范围内，在更换前将粗甲醇储量降低至200m3以下。

(3)精馏工段慢慢减少粗甲醇进料量，视情况改两塔采出至粗甲醇储槽。

(4)将常压塔塔釜液位调整到约85%，常压塔回流槽液位调整到约65%。以尽量保持常压塔塔釜及回流槽较高液位为原则。

(5)加压塔保持进料，逐渐关小加压塔塔釜液位调节阀门，用加压塔回流流量调节阀控制加压塔塔釜液位，用加压塔回流槽采出阀调节加压塔回流槽液位(此时采出已改至粗甲醇槽)，视情况打开加压塔压力调节阀，控制好加压塔塔釜液位，直至加压塔塔釜液位调节阀门全关。然后全关加压塔塔釜液位调节阀前切断阀门，关闭常压塔进料阀门，常压塔保持好液位进行全回流操作，控制好常压塔塔顶和塔釜压力及常压塔塔釜和回流槽液位，若常压塔液位过低时，可通过常压塔塔釜导淋向塔釜补充脱盐水来保持常压塔塔釜液位在指标内。

(6)中间罐区粗甲醇储槽、事故槽储存能力共2000m3,现库存粗甲醇约252m3,安全储存量按75%计算储存量为2000m3×75%-252m3=1248 m3×0.834t/m3=1040t。按照焦炉气55000m3/h负荷计算，产粗甲醇约31t/h，可维持时间为约1040t/31t/h=33h。要预留出检修结束精馏系统调整指标时间2～4h。检修时间约为33h-4h=29h。

(7)为了尽量减少精馏系统热负荷，慢慢将转化炉出口温度降至870℃左右，降低转化气温度。

(8)视精馏中间罐区剩余储量与检修情况调整焦炉气负荷，保证粗甲醇量在安全储量范围内。

5 管道置换

(1)待此段管道切除系统后，打开加压塔塔釜液位调节阀及阀前导淋，将此段管道内粗甲醇液体排至地下槽。

(2)断开加压塔塔釜液位调节阀旁路阀阀后法兰，增加盲板；断开加压塔塔釜液位调节阀前切阀阀后法兰，增加盲板；分别断开常压塔进料阀阀前法兰，增加盲板。

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(3)关闭精馏中间地下槽导淋管相连导淋阀门，关闭导淋总管进地下槽阀门，在导淋管另一端接通脱盐水，打开阀门，打开加压塔塔釜液位调节阀阀前导淋，通脱盐水置换更换管道，直至断开法兰处甲醇检测仪检测甲醇含量低于50mg/m3。

(4)置换合格后关闭进脱盐水导淋阀，断开加压塔塔釜液位调节阀后切阀阀后法兰。

6 工艺恢复

(1)待检修结束后，拆除加压塔塔釜液位调节阀旁路阀阀后盲板，拆除加压塔塔釜液位调节阀前切阀阀后盲板，拆除常压塔进料阀盲板。

(2)打开常压塔进料阀门，缓慢打开加压塔塔釜液位调节阀向常压塔进料，常压塔采出至粗甲醇储槽，调整釜液含醇量至指标内。

(3)加大精馏系统负荷，调整系统各指标至合格。

(4)精馏系统指标调整正常后，通知化验分析产品采出，合格后改采出至精甲醇计量槽。

(5)净化车间根据焦化供焦炉气量增加焦炉气负荷。

(6)其他车间配合增加负荷，甲醇装置转入正常生产。

7 注意事项

(1)根据检修情况调整焦炉气负荷，保证粗甲醇储量在安全范围内，且要预留出精馏系统调整合格产品时间。

(2)检修动火前，一定要对管道置换合格，与生产系统加盲板隔开或拆法兰断开。

(3)净化车间与合成车间要相互协调配合好，防止各自系统超温超压。

(4)注意常压塔塔釜及回流槽液位情况，保持一定液位。

(5)注意控制好加压塔塔釜液位及常压塔压力。

(6)净化、精馏岗位主操一定要认真学习此方案，熟知检修中的工艺处置。

8 结束语

(1)通过对预后醇pH值分析，结合精馏系统实际运行情况，找到了常压塔入口管线腐蚀减薄的原因，酸腐蚀加上气化冲刷。

(2)通过甲醇装置不停车更换常压塔进料管线，避免了甲醇装置整体停车造成的经济损失。