甲醇精馏常压塔冷却器内漏原因分析及优化建议

李明明++于伟然++王明兰

摘 要：甲醇精馏常压塔冷却器常出现内漏现象，使常压塔塔顶采出的精甲醇水分超标，从工艺、设备、工作环境等角度分析设备内漏原因。关键词：甲醇精馏；常压塔冷却器；内漏；原因分析；优化建议

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.007

新能鳳凰能源有限公司有一、二期两套相同的精馏装置，每套装置的年处理能力是36万吨甲醇。精馏装置采用的是三塔精馏，用合成装置产的浓度94%粗甲醇生产符合GB338-2011标准的精甲醇。

1 工艺流程

新能凤凰公司采用三塔精馏工艺在预精馏塔顶部除去二甲醚粗醇中的CO2 等不凝性气体；在加压精馏塔和常精馏压塔中除去水和高沸点杂质，在其塔顶得到精甲醇，在塔的12和14塔板上采出杂醇油；预精馏塔后的甲醇进入加压精馏塔，加压精馏塔顶部甲醇气直接进入常压精馏塔底部作为其再沸器的热源，从而减少蒸汽消耗和冷却水消耗，能耗比双塔流程低10 ～20%。常压塔塔顶气相甲醇经冷却器冷却后进入回流槽，一部分作为回流回到塔顶，一部分作为产品采出。

2 设备内漏状况

我公司一、二期精馏装置的常压塔冷却器分别为两家设备制造厂生产，一期常压塔冷却器为江苏某设备制造厂设计生产，一期常压塔冷却器为沈阳某设备制造厂设计生产。设备结构类似，都是双程列管式换热器。换热器是卧式列管换热器，气相甲醇走壳程，循环水走管程，是双程换热器，下进上出。

从检修查漏情况看，漏点主要集中在气相甲醇进口上部，漏点分为两种，一种是列管断裂，一种是管板与列管间的焊缝有漏点。一期常压塔换热器E5208两侧管板上的结垢较轻，管板腐蚀也较轻，循环水折流侧管板污泥、填料及其他脏东西较多。二期常压塔冷却器E5208东西侧管板较一期结垢明显，折流侧管板较进回水侧管板结垢明显，循环水折流侧管板污泥、填料及其他脏东西较多；二期常压塔换热器循环水折流侧管板的腐蚀程度非常明显，是管板中腐蚀最为严重的。

二期常压塔冷却器检修频率远高于一期常压塔冷却器的检修频率。一期常压塔冷却器平均每年检修1次，二期常压塔冷却器平均每年检修2.5次。二期常压塔冷却器因管板腐蚀严重，检修周期在不断缩短。

3 原因分析

3.1 设备方面

两个换热器材质不同：一期常压塔冷却器E5208的管板及波纹管材质均为0Cr18Ni19；二期E5208的管板材质为16MnⅡ/0Cr18Ni19，波纹管材质为0Cr18Ni19。二期管板材质是复合材质，增加了管板和列管之间的焊接难度，降低了焊接质量，且在循环水的环境中更加容易被腐蚀。二期常压塔冷却器属于明显选材不当。设备制造时产生的缺陷。列管与管板焊接质量不好，或者是涨接时处理不当，也易产生在焊缝或涨接处泄漏。

3.2 工艺方面

换热器的上部列管，尤其是气相甲醇进口侧，该区域内是气相甲醇变为液体甲醇的集中区域，相变对列管产生冲击，列管发生振动；汽液混合流动也会对列管有冲击，也容易使列管发生振动；会造成管管板与列管间振动产生缝隙，严重时造成列管断裂。通常循环水温度在32℃以下，气相甲醇温度在65℃，气相甲醇入口处是循环回水侧，有20至30℃左右的温差，对列管产生热应力，虽然影响较小，但也会有影响。频繁开停车或者负荷的加减也易对设备产生影响，尤其是壳程压力的变化。

3.3 工作环境

一期精馏装置使用循环水是二循的水，二期精馏装置使用的是三循的水。二循和三循水质较为接近：

2016年4月20日至2016年7月31使用南水北调水，2016年8月1日改为岩马水库水。设备图纸上针对水压试验用水的要求：水压试验用水中氯离子含量应小于25mg/l。在拆检过程中在发现在循环水折流封头侧的管板上污泥、填料、薄膜等杂质集聚较多。

氯离子对不锈钢及一般钢材都有腐蚀性。管板上结垢及污泥等的聚集会在管束表面形成电化学腐蚀。二期换热器管板是复合材质，比一期换热器的纯不锈钢材质更容易形成电化学腐蚀。事实上也证明二期换热器污泥聚集侧管束腐蚀最严重。

4 优化建议

（1）我公司已对腐蚀较为严重的二期常压塔换热器进行采购，作为备用设备。对新设备要求列管和管板全部为不锈钢材质，确保材质没问题；要求制造商对气相甲醇相变对列管的冲击在设计制造过程中要进行优化；选择信誉实力较为强劲的工作对换热器进行制造，确保制造质量的可靠。（2）工艺操作上要要稳定负荷，尽量避免负荷的大幅波动；减少系统的开停车次数；开车初期要对常压塔系统进行充分排气防止超压；正常运行和停车时要避免出现负压。（3）改善循环水品质，例如降低循环水中污泥等的量，以及避免在换热器中循环水折流侧污泥的聚集。有条件的话经常拆开折流侧人孔进行冲洗。

作者简介：李明明（1987-），男，山东滕州人，本科，助理工程师，研究方向：煤化工。