片堿裝置國產(chǎn)化改造及運行總結(jié)

易多濤，英 強，姚志國，胡學(xué)東

（中鹽吉蘭泰氯堿化工有限公司氯堿廠，內(nèi)蒙古 750336）

2017年2月，中鹽吉蘭泰氯堿化工有限公司氯堿廠在原有的片堿生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上進行改進，以大方向不做改動為前提進行研究，從多方面處理濃縮器換熱列管底部換熱管與進行膨脹節(jié)連接部位設(shè)備腐蝕問題。通過對設(shè)備換熱列管、靜電消除裝置、換熱管底部腐蝕問題等技術(shù)參數(shù)進行解決。為了保障改型濃縮一效安全穩(wěn)定運行，對加糖系統(tǒng)、堿液分配、二次汽、熔鹽等裝置系統(tǒng)等片堿附屬裝置也進行改造。

1 濃縮一效項目改造要點

（1）換熱管布膜問題處理與研究

為達到均勻進液和布膜，防止列管出現(xiàn)干燒現(xiàn)象，將分布器采用螺紋連接，螺旋進液，靠離心力將液體均勻分布在管壁，達到很好布膜效果。分布器外部采用夾套，換熱列管頂部延長15 mm，在延長部分外加一個螺紋接頭并加工外螺紋，與分布器間隙配合的套管加工內(nèi)螺紋，與螺紋接頭連接，調(diào)整分布器的高度。分布器外徑與列管內(nèi)徑間隙為1 mm。

（2）設(shè)備使用周期問題處理

換熱器底部列管增加犧牲管長30 mm。犧牲管與底部換熱管采用焊接連接。在犧性管下部可以繼續(xù)增加一段間隙配合連接管。

（3）解決熱脹冷縮應(yīng)力

原來換熱器膨脹節(jié)為厚度為10 mm，熱脹冷縮伸縮量很小，現(xiàn)在計劃將管壁變薄，并且由原來4波變?yōu)?波。波紋管材質(zhì)采用哈氏6625，外護套采用不銹鋼材質(zhì)。

（4）解決電位腐蝕

原來換熱器無接地裝置，為防止換熱器發(fā)生電位腐蝕，增加接地。

（5）主體換熱管問題處理

原換熱器換熱列管為276根，新?lián)Q熱器由于考慮分布器及夾套的固定等因素，最終在換熱管外部安裝的套管外徑為?48 mm，在不改變換熱器直徑情況下，將換熱列管由276根縮減到198根，產(chǎn)能不變。換熱器列管規(guī)格?38.1×2.11，材質(zhì)為Ni205。

（6）換熱管變形預(yù)防

換熱器內(nèi)的折流板同原來線拉桿定距，改為拉桿定距，同時在拉桿上增加定位套管，保證折流板的穩(wěn)定，減少對列管的損壞。

（7）解決應(yīng)力損傷問題

采用下管板為40 mm，上管板為70 mm。主要讓設(shè)備組裝造成的應(yīng)力集中在下管板，而上管板增加厚度就是增加強度，保證分布器能夠保證在同一水平面。下管板集中有應(yīng)力，采用機械振動來消除，主要用鍾子敲擊。

（8）換熱列管下斷口腐蝕問題處理

由于原設(shè)備裝置的換熱器頻繁出現(xiàn)換熱列管下端腐蝕，最終衍生到周圍換熱列管也出現(xiàn)相同腐蝕問題。為了解決換熱器下部腐蝕，在換熱列管底部增加50 mm的犧牲管，犧牲管與換熱列管底部套接，并在犧牲管底部采用精加工管板固定。如果出現(xiàn)腐蝕，先腐蝕犧牲管，避免換熱列管腐蝕，影響裝置開工率和生產(chǎn)負荷。

2 片堿裝置改造

（1）熔鹽系統(tǒng)進行檢查維修

由于前期對熔鹽管線進行檢測，檢測壁厚部分管壁變薄，為了保障片堿開車后熔鹽管線正常運行避免熔鹽泄漏出現(xiàn)安全事故，對熔鹽管線進行更換。

由于片堿在原設(shè)備運行過程中部分堿液泄漏進入熔鹽系統(tǒng)，為了避免泄漏堿液對設(shè)備及管線造成腐蝕，在片堿開車前30天安排更換熔鹽，將原系統(tǒng)熔鹽全部排出，并對熔鹽罐進行檢查，合格后投入新熔鹽。

（2）對片堿加糖系統(tǒng)進行改造

原來片堿系統(tǒng)加糖位置在62%堿進濃縮一效之前，糖液與堿液中的氯酸鹽反應(yīng)時間短，不能充分反應(yīng)，造成氯酸鹽對設(shè)備腐蝕。為降低氯酸鹽對設(shè)備腐蝕，將片堿加糖位置變更到50%堿濃縮二效之前，并增加管道混合器和過濾器，增加了糖液與氯酸鹽反應(yīng)時間，使堿液氯酸鹽充分與糖液反應(yīng)，降低了氯酸鹽腐蝕。

（3）堿液分配裝置改造

舊系統(tǒng)堿液分配盤達不到設(shè)計效果，造成片堿機故障時堿液不能切除系統(tǒng)，進而堿液浪費增加各項能耗。后期進行自主設(shè)計改造，堿液分配裝置能達到預(yù)期效果。

（4）濃縮一效蒸發(fā)器

舊系統(tǒng)蒸發(fā)器變形嚴重，并且多出存在漏點?，F(xiàn)場環(huán)境得不到有效改善，對現(xiàn)場作業(yè)也造成一定的安全隱患。為了改造作業(yè)環(huán)境，對濃縮一效蒸發(fā)器進行維修，維修過程中使用報廢蒸發(fā)器進行維修，盡可能修舊利廢，降低維修費用。

3 設(shè)備調(diào)試

片堿裝置于2017年10月21日改造完成，在改造前期由于分布器在布水中分布不均勻和螺紋接頭處有漏液，經(jīng)過將螺紋接頭與上管板進行焊接，控制了堿液滲漏的問題。

由于分布器分布不均勻及試水過程液體表面張力無法消除，致使換熱列管進液不均勻，后來通過手工打磨將分布器套筒下液口擴大至8 mm×10 mm的三角下液口。液體表面張力通過在開車過程中開始滿負荷進液2～3 min靠外力將液體表面張力進行破除，最終使換熱列管基本均勻進液，避免設(shè)備干燒。

4 設(shè)備運行

片堿于2017年10月21日檢修完成，開始進入開車準備階段，在熔鹽升溫階段保持熔鹽爐不超過25℃/h的加熱速率加熱熔鹽。

10月22日片堿熔鹽溫度及其他設(shè)備都具備開車條件，安排片堿進行開車進堿。

在開車后先期按照70%生產(chǎn)負荷運行，當運行穩(wěn)定后各項參數(shù)均在工藝控制范圍內(nèi)，24 h后將生產(chǎn)負荷提高到100%。片堿生產(chǎn)添加糖液解決氯酸鹽腐蝕問題，在開車時先參照原工藝加糖數(shù)據(jù)，將糖量控制在400 g/t，后期根據(jù)生產(chǎn)運行狀況進行逐步調(diào)節(jié)。當鎳含量逐步穩(wěn)定后將加糖量逐步開始下調(diào)至350 g/t以下，再觀察運行效果。

在片堿加糖調(diào)整至350 g/t以下以后，片堿各項參數(shù)未發(fā)生變化，片堿質(zhì)量未發(fā)生變化，一直在98.5%以下。為了提高片堿質(zhì)量，后期又將片堿加糖恢復(fù)到400 g/t左右，堿質(zhì)量也未出現(xiàn)上升趨勢。

改造后片堿裝置運行正常，片堿中含鎳在2.5×10-6左右，與62%堿差值在1.75×10-6左右，均低于片堿工藝控制要求。但是為了有效控制堿中氯酸鹽對設(shè)備腐蝕及優(yōu)化片堿工藝控制參數(shù)，降低片堿生產(chǎn)各項消耗，分階段對片堿裝置加糖量進行調(diào)整實驗。

第一階段已經(jīng)實驗完成，第一階段逐步將片堿加糖量由400 g/t提高至500 g/t，分2次提升，但是提升后堿溫未發(fā)生明顯變化，堿質(zhì)量也未出現(xiàn)變化。在第一階段調(diào)試過程中，片堿出一效堿溫最高值為410.5℃，堿中含鎳與未實驗運行期間基本未發(fā)生明顯變化，均在2.6×10-6左右。

第二階段根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，片堿加糖量按照當時氯酸鹽含量，控制在350 g/t時，片堿含鎳及相關(guān)工藝參數(shù)較為穩(wěn)定；片堿加糖量高于400 g/t時，各項工藝參數(shù)未發(fā)生明顯變化。因此，建議將加糖量控制在400 g/t以下，根據(jù)實驗參數(shù)，片堿加糖下限值控制在300 g/t。

片堿生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)片堿約為9 t/h，加糖為（350±20）g/t，堿溫為 405 ℃左右，改造后，堿中含鎳為2.1×10-6。片堿裝置運行55天后，各項參數(shù)均在控制范圍內(nèi)，堿中含鎳也得到有效控制，生產(chǎn)負荷也能達到設(shè)計產(chǎn)能。

5 產(chǎn)能效益

改造后片堿裝置每天生產(chǎn)片堿210 t，月產(chǎn)6300 t，片堿裝置完成了年度片堿生產(chǎn)計劃任務(wù)80000 t，并實現(xiàn)超產(chǎn)計劃。

片堿二期裝置共計計劃投資422.2萬元，按照片堿市場價格計算，每噸片堿折算50%堿出廠價后創(chuàng)收214元左右，片堿二期每月創(chuàng)造經(jīng)濟效益134.9萬元，預(yù)計100天收回投資。