片堿裝置國產化改造及運行總結

易多濤，英 強，姚志國，胡學東

（中鹽吉蘭泰氯堿化工有限公司氯堿廠，內蒙古 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工藝基礎上進行改進，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連接部位設備腐蝕問題。通過對設備換熱列管、靜電消除裝置、換熱管底部腐蝕問題等技術參數進行解決。為了保障改型濃縮一效安全穩定運行，對加糖系統、堿液分配、二次汽、熔鹽等裝置系統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，防止列管出現干燒現象，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螺紋，與螺紋接頭連接，調整分布器的高度。分布器外徑與列管內徑間隙為1 mm。

（2）設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增加一段間隙配合連接管。

（3）解決熱脹冷縮應力

原來換熱器膨脹節為厚度為10 mm，熱脹冷縮伸縮量很小，現在計劃將管壁變薄，并且由原來4波變為6波。波紋管材質采用哈氏6625，外護套采用不銹鋼材質。

（4）解決電位腐蝕

原來換熱器無接地裝置，為防止換熱器發生電位腐蝕，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，新換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，產能不變。換熱器列管規格?38.1×2.11，材質為Ni205。

（6）換熱管變形預防

換熱器內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，保證折流板的穩定，減少對列管的損壞。

（7）解決應力損傷問題

采用下管板為40 mm，上管板為70 mm。主要讓設備組裝造成的應力集中在下管板，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

由于原設備裝置的換熱器頻繁出現換熱列管下端腐蝕，最終衍生到周圍換熱列管也出現相同腐蝕問題。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負荷。

2 片堿裝置改造

（1）熔鹽系統進行檢查維修

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安全事故，對熔鹽管線進行更換。

由于片堿在原設備運行過程中部分堿液泄漏進入熔鹽系統，為了避免泄漏堿液對設備及管線造成腐蝕，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）對片堿加糖系統進行改造

原來片堿系統加糖位置在62%堿進濃縮一效之前，糖液與堿液中的氯酸鹽反應時間短，不能充分反應，造成氯酸鹽對設備腐蝕。為降低氯酸鹽對設備腐蝕，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時間，使堿液氯酸鹽充分與糖液反應，降低了氯酸鹽腐蝕。

（3）堿液分配裝置改造

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

（4）濃縮一效蒸發器

舊系統蒸發器變形嚴重，并且多出存在漏點。現場環境得不到有效改善，對現場作業也造成一定的安全隱患。為了改造作業環境，對濃縮一效蒸發器進行維修，維修過程中使用報廢蒸發器進行維修，盡可能修舊利廢，降低維修費用。

3 設備調試

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，避免設備干燒。

4 設備運行

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%生產負荷運行，當運行穩定后各項參數均在工藝控制范圍內，24 h后將生產負荷提高到100%。片堿生產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據，將糖量控制在400 g/t，后期根據生產運行狀況進行逐步調節。當鎳含量逐步穩定后將加糖量逐步開始下調至350 g/t以下，再觀察運行效果。

在片堿加糖調整至350 g/t以下以后，片堿各項參數未發生變化，片堿質量未發生變化，一直在98.5%以下。為了提高片堿質量，后期又將片堿加糖恢復到400 g/t左右，堿質量也未出現上升趨勢。

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備腐蝕及優化片堿工藝控制參數，降低片堿生產各項消耗，分階段對片堿裝置加糖量進行調整實驗。

第一階段已經實驗完成，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生明顯變化，堿質量也未出現變化。在第一階段調試過程中，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生明顯變化，均在2.6×10-6左右。

第二階段根據實驗數據，片堿加糖量按照當時氯酸鹽含量，控制在350 g/t時，片堿含鎳及相關工藝參數較為穩定；片堿加糖量高于400 g/t時，各項工藝參數未發生明顯變化。因此，建議將加糖量控制在400 g/t以下，根據實驗參數，片堿加糖下限值控制在300 g/t。

片堿生產系統生產片堿約為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，各項參數均在控制范圍內，堿中含鎳也得到有效控制，生產負荷也能達到設計產能。

5 產能效益

改造后片堿裝置每天生產片堿210 t，月產6300 t，片堿裝置完成了年度片堿生產計劃任務80000 t，并實現超產計劃。

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%堿出廠價后創收214元左右，片堿二期每月創造經濟效益134.9萬元，預計100天收回投資。