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)

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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(jiǎn)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(duì)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(tái)冷凝液汽提塔(1開(kāi) 1備，第2臺(tái)汽提塔于2014年底投入使用)。

1 概況

1.1 工藝簡(jiǎn)述

新能鳳凰公司汽提塔用來(lái)接受一期和二期變換水洗塔送來(lái)的高氨氮含量的低溫冷凝液，經(jīng)過(guò)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?jǐn)?shù)為17%，在此狀態(tài)下對(duì)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(dāng)嚴(yán)重。

1.2 設(shè)備簡(jiǎn)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(shè)計(jì)使用壽命為8年。根據(jù)設(shè)計(jì)，冷凝液汽提塔塔底冷凝液的處理量<43.5 m3/h，擴(kuò)能后冷凝液處理量達(dá)到了70 m3/h左右，是原設(shè)計(jì)負(fù)荷的160%，原塔處理能力明顯不足。

1.3 運(yùn)行簡(jiǎn)述

由于冷凝液負(fù)荷高，汽提氣成分復(fù)雜，對(duì)塔體腐蝕嚴(yán)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(bào)廢狀態(tài)，并且此塔屬于雙系統(tǒng)公用設(shè)備，正常生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)沒(méi)有停塔檢修的機(jī)會(huì)。

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(yán)重，在設(shè)備強(qiáng)制檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)該設(shè)備已經(jīng)達(dá)到報(bào)廢程度。按溫度判斷，塔頂冷凝器已無(wú)法發(fā)揮作用；塔底冷凝液泵進(jìn)口過(guò)濾器中發(fā)現(xiàn)填料碎片，說(shuō)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(shuō)明塔盤(pán)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(xiàng)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(shí)機(jī)檢修更換了該汽提塔塔盤(pán)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(fù)二層塔盤(pán)，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(pán)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(shí)更換了塔頂冷凝器。

(4)2013年4月，按計(jì)劃停車檢修并進(jìn)行設(shè)備強(qiáng)制檢驗(yàn)。在這次檢驗(yàn)中，塔體檢測(cè)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(pán)及塔盤(pán)支撐)，更換了塔頂冷凝器并對(duì)塔體減薄處進(jìn)行修補(bǔ)，還更換了變換界區(qū)內(nèi)的全部汽提氣管道。

(5)經(jīng)過(guò)1年多的長(zhǎng)周期運(yùn)行，現(xiàn)在根據(jù)工藝狀況可以判斷冷凝器管板腐蝕嚴(yán)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(jiān)持運(yùn)行。

3 項(xiàng)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(shè)計(jì)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(pán)以及塔頂冷凝器氣相過(guò)流側(cè)采用鈦材材質(zhì)，下10層塔盤(pán)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(guò)計(jì)算增加了塔盤(pán)的漏液量，提高了塔的處理能力。

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

4 運(yùn)行情況

更換材質(zhì)后，汽提塔運(yùn)行情況良好，與同期運(yùn)行效果相比，耐腐蝕性明顯加強(qiáng)，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(zhǎng)至1年左右，年節(jié)省維修資金10萬(wàn)元以上。更換材質(zhì)后汽提塔運(yùn)行數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 更換材質(zhì)后汽提塔運(yùn)行數(shù)據(jù)

圖1 更換材質(zhì)前塔頂冷凝器和塔盤(pán)腐蝕情況

圖2 更換材質(zhì)后6個(gè)月塔頂冷凝器和塔盤(pán)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(qiáng)，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(gè)月塔頂冷凝器和塔盤(pán)腐蝕情況分別見(jiàn)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(qiáng)，設(shè)備安全保障性顯著提高。

5 結(jié)語(yǔ)

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(kuò)大以及原有設(shè)備之間的矛盾，在不更換原有汽提塔塔體的基礎(chǔ)上，運(yùn)用鈦材材質(zhì)提高了汽提塔對(duì)含高氨氮水汽的抗腐蝕性能，極大地延長(zhǎng)了設(shè)備的運(yùn)行周期。

2016- 05- 05)