余汪炎 蓋偉偉 王榮陳

(新能鳳凰〔滕州〕能源有限公司山東滕州277527)

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變換汽提塔塔內(nèi)件更換鈦材總結(jié)

余汪炎 蓋偉偉 王榮陳

(新能鳳凰〔滕州〕能源有限公司山東滕州277527)

新能鳳凰(滕州)能源有限公司(以下簡稱新能鳳凰公司)720 kt/a煤制甲醇裝置位于山東省滕州市木石鎮(zhèn)化工園區(qū)內(nèi)，以對置式四噴嘴水煤漿加壓氣化裝置生產(chǎn)的水煤氣為原料，經(jīng)變換、低溫甲醇洗凈化合格后送入甲醇合成裝置。變換裝置分為2期，共配置2臺冷凝液汽提塔(1開 1備，第2臺汽提塔于2014年底投入使用)。

1 概況

1.1 工藝簡述

新能鳳凰公司汽提塔用來接受一期和二期變換水洗塔送來的高氨氮含量的低溫冷凝液，經(jīng)過0.3 MPa蒸汽汽提后，冷凝液由泵重新送入氣化裝置循環(huán)利用，汽提氣送入鍋爐摻燒。

由汽提塔送出的汽提氣壓力為0.13 MPa，溫度為85～90 ℃，其中含氨體積分數(shù)為17%，在此狀態(tài)下對管道的腐蝕，特別是上10層塔板以及出口彎頭的腐蝕程度相當嚴重。

1.2 設備簡述

汽提塔塔高21 m、直徑為1 800 mm，操作壓力為0.15～0.24 MPa，塔體材質(zhì)采用304L，設計使用壽命為8年。根據(jù)設計，冷凝液汽提塔塔底冷凝液的處理量<43.5 m3/h，擴能后冷凝液處理量達到了70 m3/h左右，是原設計負荷的160%，原塔處理能力明顯不足。

1.3 運行簡述

由于冷凝液負荷高，汽提氣成分復雜，對塔體腐蝕嚴重。隨著腐蝕的加劇，汽提塔處理能力下降后不能滿足正常生產(chǎn)需要，塔體基本處于報廢狀態(tài)，并且此塔屬于雙系統(tǒng)公用設備，正常生產(chǎn)運行時沒有停塔檢修的機會。

冷凝液汽提塔所處的操作環(huán)境惡劣，塔體及塔頂冷凝器、汽提氣管道腐蝕嚴重，在設備強制檢驗中發(fā)現(xiàn)該設備已經(jīng)達到報廢程度。按溫度判斷，塔頂冷凝器已無法發(fā)揮作用；塔底冷凝液泵進口過濾器中發(fā)現(xiàn)填料碎片，說明填料已經(jīng)腐蝕脫落；操作中經(jīng)常出現(xiàn)液泛現(xiàn)象，說明塔盤等內(nèi)件也有部分腐蝕脫落或堵塞現(xiàn)象，大大增加了操作難度。

2 項目分析

新能鳳凰公司自2009年12月24日投產(chǎn)至2013年5月，利用停車檢修時機檢修更換了該汽提塔塔盤3次、填料3次、塔頂冷凝器3次，具體檢修情況如下。

(1)2012年2月停車檢修期間，更換汽提塔出口管以及2只彎頭，更換填料及修復二層塔盤，更換塔頂冷凝器。

(2)2012年5月全廠停車檢修期間，更換了汽提塔塔盤6層、泡罩及上層支撐圈、部分填料。

(3)2012年9月，更換汽提塔出口管2只彎頭法蘭及直管，同時更換了塔頂冷凝器。

(4)2013年4月，按計劃停車檢修并進行設備強制檢驗。在這次檢驗中，塔體檢測不合格，多處塔體腐蝕減薄。為此更換了全部塔內(nèi)件(填料及20層塔盤及塔盤支撐)，更換了塔頂冷凝器并對塔體減薄處進行修補，還更換了變換界區(qū)內(nèi)的全部汽提氣管道。

(5)經(jīng)過1年多的長周期運行，現(xiàn)在根據(jù)工藝狀況可以判斷冷凝器管板腐蝕嚴重，塔頂出口汽提氣管有5處出現(xiàn)腐蝕漏，被迫帶壓堵漏堅持運行。

3 項目方案

原汽提塔直徑為1 800 mm，共20層，其工藝參數(shù)如表1所示。

表1 原汽提塔工藝參數(shù)

(1)方案A：根據(jù)原冷凝液汽提塔腐蝕狀況，在新塔的設計中，要求新塔的塔頂冷凝器采用鈦管(原先是304材質(zhì))，上10層塔盤以及塔頂冷凝器氣相過流側(cè)采用鈦材材質(zhì)，下10層塔盤采用316L材質(zhì)，塔體下半部分采用304L材質(zhì)，氣液交匯區(qū)采用316L材質(zhì)。另外，讓塔內(nèi)件生產(chǎn)廠家通過計算增加了塔盤的漏液量，提高了塔的處理能力。

(2)方案B：第2臺汽提塔于2014年底投入使用，參考舊塔的實際運行情況，新塔直接采用鈦材材質(zhì)。

4 運行情況

更換材質(zhì)后，汽提塔運行情況良好，與同期運行效果相比，耐腐蝕性明顯加強，且汽提效果能滿足工藝要求。更換材質(zhì)后，汽提塔塔內(nèi)件以及塔頂冷凝器的使用周期延長至1年左右，年節(jié)省維修資金10萬元以上。更換材質(zhì)后汽提塔運行數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 更換材質(zhì)后汽提塔運行數(shù)據(jù)

圖1 更換材質(zhì)前塔頂冷凝器和塔盤腐蝕情況

圖2 更換材質(zhì)后6個月塔頂冷凝器和塔盤腐蝕情況

汽提塔更換材質(zhì)后，由于腐蝕情況好轉(zhuǎn)，塔內(nèi)件完好，氣液分離能力較強，塔底冷凝液中氨氮含量降至100 mg/L以下。

更換材質(zhì)前、更換材質(zhì)后6個月塔頂冷凝器和塔盤腐蝕情況分別見圖1和圖2。

汽提塔材質(zhì)更換成鈦材后，抗腐蝕能力明顯增強，設備安全保障性顯著提高。

5 結(jié)語

新能鳳凰公司的此次創(chuàng)新在很大程度上滿足了產(chǎn)能擴大以及原有設備之間的矛盾，在不更換原有汽提塔塔體的基礎上，運用鈦材材質(zhì)提高了汽提塔對含高氨氮水汽的抗腐蝕性能，極大地延長了設備的運行周期。

2016- 05- 05)