趙兆甲（中煤蒙大新能源化工有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯017300）

0 引言

本工藝設(shè)計(jì)是基于乙烯和丙烯產(chǎn)品比例約為1（重量比），出裝置界區(qū)產(chǎn)品為輕烯烴混合氣，且乙烯和丙烯比例可以在適當(dāng)范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，正常工況下輕烯烴產(chǎn)品混合氣的主要組成28種之多。在輕烯烴混合氣去下游裝置以前，要去除混合氣中的催化劑和酸性物質(zhì)，在MTO裝置經(jīng)過(guò)急冷塔和水洗塔后去除混合氣中的催化劑和酸性物質(zhì)，使得急冷水和水洗水中含有大量的廢催化劑，且pH值較低，對(duì)儀表長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)行業(yè)挑戰(zhàn)。

以某單位180萬(wàn)噸甲醇制烯烴裝置為例，富含乙烯、丙烯的反應(yīng)氣進(jìn)入急冷塔下部，反應(yīng)氣自下而上與急冷塔頂急冷水逆流接觸，洗滌反應(yīng)氣中攜帶的少量催化劑，同時(shí)降低反應(yīng)氣的溫度，經(jīng)過(guò)急冷后的反應(yīng)氣經(jīng)急冷塔頂進(jìn)入水洗塔下部，反應(yīng)氣自下而上經(jīng)與水洗水逆流接觸，降低反應(yīng)氣的溫度，最后送至下游烯烴分離裝置。其中急冷水?dāng)y帶絕大部分廢催化劑，水洗水?dāng)y帶少部分廢催化劑，在用普通壓力（差壓）儀表測(cè)量急冷水和水洗水流量、壓力時(shí)，容易造成導(dǎo)壓管堵塞等問(wèn)題，溫度套管、節(jié)流元件、閥門(mén)閥座與閥芯等沖刷比較嚴(yán)重，影響工藝生產(chǎn)。

1 儀表閥門(mén)面臨的挑戰(zhàn)

由于工藝技術(shù)的特點(diǎn)和要求，儀表及閥門(mén)面臨如下挑戰(zhàn)：

（1）導(dǎo)壓管堵塞造成儀表指示波動(dòng)。由于在測(cè)量介質(zhì)為液體（水），取壓點(diǎn)一般在測(cè)量管線的中心線位置及以下，測(cè)量介質(zhì)含有大量廢催化劑，長(zhǎng)時(shí)間容易讓導(dǎo)壓管拐彎或低點(diǎn)處沉積大量廢催化劑等其他固體物質(zhì)，使導(dǎo)壓管堵塞，造成儀表波動(dòng)。

（2）酸性物質(zhì)、強(qiáng)堿(20%NaOH）對(duì)儀表腐蝕嚴(yán)重。在急冷塔內(nèi)和水洗塔內(nèi)，輕烯烴混合氣中的酸性物質(zhì)溶于水中，形成具有很強(qiáng)腐蝕性的酸性物質(zhì)，為了中和酸性物質(zhì)對(duì)設(shè)備的腐蝕，工藝在控制中每小時(shí)大約加入900Kg（具體量由生產(chǎn)負(fù)荷決定）的20%NaOH 溶液，因此，測(cè)量?jī)x表的取源部件和控制閥閥體在選型上把握好接液材質(zhì)選擇的重要性。

（3）控制閥門(mén)的閥座與閥芯沖刷嚴(yán)重。介質(zhì)中含有大量的廢催化劑顆粒，顆粒硬度高，介質(zhì)流速快，使控制閥門(mén)的閥體、閥座、閥芯磨損嚴(yán)重，更甚者會(huì)把閥體磨破。

（4）溫度套管和其他測(cè)量?jī)x表的取源部件沖刷嚴(yán)重。與控制閥門(mén)遇到問(wèn)題相同，介質(zhì)中含有大量催化劑，顆粒硬度高，介質(zhì)流速快，使得溫度套管磨穿，孔板圓孔磨損嚴(yán)重等現(xiàn)象。

（5）工藝介質(zhì)在儀表設(shè)備上結(jié)垢嚴(yán)重。由于急冷水系統(tǒng)和水洗水系統(tǒng)介質(zhì)比較臟，在流動(dòng)速度比較慢的儀表死角、儀表膜盒等處，容易形成堆積物，使儀表測(cè)量誤差增大，增加脫氧水反沖洗裝置能有效避免此種現(xiàn)象發(fā)生造成的測(cè)量誤差。

（6）工藝介質(zhì)含有易結(jié)晶物質(zhì)，在常溫下易結(jié)晶，造成末端儀表測(cè)量誤差增加。工藝介質(zhì)中的結(jié)晶物在常溫下容易在儀表取壓管口、閥體上閥蓋處、儀表膜盒等處形成結(jié)晶體，造成儀表測(cè)量誤差增大，控制閥門(mén)閥位不到位等現(xiàn)象發(fā)生。經(jīng)過(guò)對(duì)結(jié)晶體分析，在80℃以上結(jié)晶體容易融化，所以應(yīng)該加強(qiáng)伴熱。

（7）在維護(hù)甲醇制烯烴裝置儀表時(shí)，還需要在北方的冬季面臨凍表問(wèn)題。在裝置運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)久時(shí)，部分儀表伴熱容易形成不暢而導(dǎo)致儀表發(fā)生凍堵問(wèn)題。

2 長(zhǎng)周期運(yùn)行對(duì)策

（1）前期建設(shè)時(shí)儀表選用很重要，在選用帶節(jié)流裝置儀表時(shí)盡量少選帶導(dǎo)壓管儀表，對(duì)比相同單位，其中某單位在帶節(jié)流元件的測(cè)量?jī)x表選用楔形節(jié)流元件，雙法蘭膜盒變送器，更好的解決了儀表測(cè)量管路的堵塞問(wèn)題，減少儀表維護(hù)的工作量。

（2）測(cè)量?jī)x表選型要考慮接液材質(zhì)問(wèn)題；在甲醇制烯烴裝置中的急冷水系統(tǒng)和水洗水系統(tǒng)的儀表選型上要考慮工藝波動(dòng)時(shí)，造成PH 突然增大或減小，都是對(duì)儀表的一次考驗(yàn)，因此在選型上需要注意接液材質(zhì)的選擇的重要性。

（3）溫度及溫度套管和節(jié)流元件選用時(shí)要選耐磨材料。由于急冷水系統(tǒng)和水洗水系統(tǒng)中工藝介質(zhì)含有大量催化劑，介質(zhì)在有節(jié)流和管道轉(zhuǎn)彎處流速會(huì)增大，在此處安裝的儀表更容易受到介質(zhì)的沖刷。因此在建設(shè)前期選型時(shí)選用耐磨材料是非常重要的。

（4）儀表控制閥門(mén)選型更為重要，在控制甲醇制烯烴工藝流程的急冷水/水洗水系統(tǒng)中，閥門(mén)控制的重要性直接對(duì)下游裝置的平穩(wěn)起關(guān)鍵性作用，在實(shí)際生產(chǎn)中，水系統(tǒng)中閥門(mén)沖蝕比較嚴(yán)重，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行對(duì)裝置平穩(wěn)運(yùn)行帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，在閥門(mén)選型時(shí)，閥芯、閥座選擇耐磨材質(zhì)，定期下線維護(hù)閥門(mén)，做好閥芯、閥座備件是關(guān)鍵。

（5）在易結(jié)垢的地方增加反沖洗裝置，減輕維護(hù)工作量。工藝介質(zhì)中含有很細(xì)小的催化劑，在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中，會(huì)積聚在儀表取源部件表面，如：在法蘭變送器膜盒表面會(huì)積聚成一層垢殼，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)越來(lái)越厚，造成儀表測(cè)量誤差增大。增加反沖洗裝置定期對(duì)儀表取源部件定期沖洗，確保儀表測(cè)量的準(zhǔn)確性。

（6）部分儀表的取壓點(diǎn)存在毛刺或死角，造成工藝介質(zhì)流動(dòng)緩慢或禁止?fàn)顟B(tài)，造成在取壓點(diǎn)等死角地方溫度下降，工藝介質(zhì)中容易析出結(jié)晶物質(zhì)在此地方，長(zhǎng)時(shí)間積聚造成儀表測(cè)量誤差增大，更甚者會(huì)從甲醇制烯烴（MTO）裝置帶到下游裝置，如在下游裝置烯烴分離（LORU）裝置產(chǎn)品氣壓縮機(jī)（C401）一段吸入罐測(cè)量液位一般用浮筒液位計(jì)，控制用三取二方式聯(lián)鎖控制產(chǎn)品氣壓縮機(jī)（C401）跳車聯(lián)鎖，結(jié)晶物質(zhì)會(huì)在浮筒液位計(jì)法蘭口結(jié)晶，容易造成產(chǎn)品壓縮機(jī)（C401）跳車，在實(shí)踐過(guò)程中，在法蘭口和一次閥位置增加蒸汽伴熱，全年強(qiáng)制伴熱，減少了儀表誤報(bào)頻率。

3 加強(qiáng)維護(hù)，提高儀表的使用壽命

（1）做好儀表防護(hù)工作。做好定期維護(hù)工作是儀表長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵作用，由于MTO裝置水洗水系統(tǒng)和急冷水系統(tǒng)需要大量清洗換熱器，容易造成部分介質(zhì)外流，在此區(qū)域安裝的儀表設(shè)備容易被工藝介質(zhì)腐蝕，做好儀表防腐工作是關(guān)鍵第一步，除儀表本體設(shè)備，對(duì)此區(qū)域的儀表接線箱、穿線管、橋架、閥門(mén)及附件等有關(guān)儀表設(shè)備都做好隔離防護(hù)措施，防止儀表設(shè)備被腐蝕造成工藝波動(dòng)或跳車等安全事故發(fā)生。

（2）閥門(mén)定期下線檢查。MTO裝置水洗水系統(tǒng)和急冷水系統(tǒng)閥門(mén)大多數(shù)能做到在線維修，制定定期檢查制度，一般半年期檢查一次；查看閥體、閥芯沖刷的嚴(yán)重程度，單座調(diào)節(jié)閥閥體堵塞等來(lái)判斷維修工作量和維修頻次；檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否有進(jìn)水現(xiàn)象，如有進(jìn)水，會(huì)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的膜頭、氣缸、膜片、密封環(huán)、彈簧、O 型圈等慢慢腐蝕，會(huì)使閥門(mén)的閥位調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性下降，增加工藝調(diào)節(jié)難度，定期清理執(zhí)行機(jī)構(gòu)減少閥門(mén)的維修頻次和降低維修成本。定期檢查閥門(mén)附件，對(duì)定位器、電磁閥、氣控閥等設(shè)備進(jìn)行檢查，確定其可靠性，避免閥門(mén)的誤動(dòng)作造成工藝生產(chǎn)的波動(dòng)或停車等安全事故。

（3）對(duì)反沖洗、伴熱等系統(tǒng)定期維護(hù)。定期對(duì)儀表設(shè)備進(jìn)行反沖洗，防止導(dǎo)壓管堵塞等，確保儀表測(cè)量的準(zhǔn)確性；經(jīng)常檢查儀表強(qiáng)制伴熱，蒸汽伴熱長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，容易在焊接和接頭處出現(xiàn)沙眼、裂紋等，及時(shí)的消缺補(bǔ)漏是增加儀表平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)間的關(guān)鍵之一。

（4）儀表平穩(wěn)運(yùn)行要看備件的可靠性和庫(kù)存值的安全性。作為儀表專業(yè)人員，需要對(duì)工藝生產(chǎn)流程做好全面的學(xué)習(xí)和判斷，對(duì)工藝介質(zhì)的理化特性（如高溫、高壓、腐蝕、有毒、有害等）了解掌握。對(duì)儀表備品備件的安全數(shù)量的控制，一方面能夠有效保障現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)，另一方面可以優(yōu)化儀表庫(kù)存。

（5）加強(qiáng)巡檢檢查力度。定期巡檢，儀表指示、記錄是否正常；檢查儀表保溫、伴熱狀況；檢查儀表本體和連接件損壞和腐蝕情況；檢查儀表和工藝接口泄漏情況；查看儀表完好狀況。儀表完好狀況可參照化學(xué)工業(yè)部頒發(fā)的《設(shè)備維護(hù)檢修規(guī)程》進(jìn)行檢查；定期排污主要有兩項(xiàng)工作，其一是排污，其二是定期進(jìn)行吹洗，由于測(cè)量介質(zhì)含有粉塵、油垢、微小顆粒等在導(dǎo)壓管內(nèi)沉積（或在取壓閥內(nèi)沉積），直接或間接影響測(cè)量，排污周期可由儀表工根據(jù)實(shí)踐自行確定；檢查儀表保溫伴熱，它關(guān)系到節(jié)約能源，防止儀表凍壞，保證儀表測(cè)量系統(tǒng)正常運(yùn)行，是儀表維護(hù)不可忽視的一項(xiàng)工作。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，甲醇制烯烴（MTO）工藝在生產(chǎn)中對(duì)水洗水系統(tǒng)和急冷水系統(tǒng)儀表出現(xiàn)的故障，進(jìn)行技術(shù)改造后達(dá)到長(zhǎng)周期運(yùn)行的對(duì)策。