2 500t/d甲醇裝置合成系統在線清蠟的應用

何 鋒

（中海石油建滔化工有限公司，海南東方 572600）

1 前言

某日產2 500t 甲醇裝置是以天然氣作為原料，采用DPT低壓甲醇技術，其合成系統是由兩個相同大小的合成塔串聯組成，前工段來的新鮮合成氣經低壓缸和高壓缸后分為兩股，約三分之二的新鮮氣和第二粗甲醇分離器D22分離后的氣體混合，經第一進出口換熱器E21加熱后進入第一合成塔D01中進行反應，反應后的氣體再次經過E21、E22冷卻后在第一粗甲醇分離器D21分離出粗甲醇，粗甲醇經過過濾器H21A/B送入閃蒸槽，而D21分離后的氣體經過循環缸J21與高壓缸出來的三分之一的新鮮合成氣混合，通過第二進出口換熱器E23進入第二合成塔D02反應，反應完的氣體再次經過E23、E24冷卻后送入第二粗甲醇分離器D22中，分離出來的粗甲醇進過粗甲醇過濾器H22A/B 送入閃蒸槽，TV01、TV02為合成塔進出口換熱器的旁路閥，FV06為新鮮合成氣的分配閥，其工藝流程圖如圖1所示。

圖1 合成系統流程圖

隨著甲醇合成催化劑的老化，氣體分布不均勻等原因，甲醇合成副產物逐漸增多，副產物石蠟會在合成系統中累積。首先，石蠟會附著在甲醇分離器前的水冷器的換熱管上，影響冷卻效果，使甲醇分離不徹底，這樣會從兩個方向抑制甲醇反應的進行：一、分離不徹底的甲醇蒸汽隨合成氣進入合成塔，甲醇蒸汽為生成物，化學平衡向反應物方向移動；二、甲醇蒸汽在合成氣中，降低了有效氣體組分的分壓，由于合成反應是一個壓力減少的反應，壓力下降，化學平衡向反方向移動，甲醇產量明顯下降。其次，石蠟會在壓縮機循環缸入口過濾器處積累，使入口過濾器壓差不斷升高，當入口過濾器壓差高至100kPa 時，將嚴重影響合成氣壓縮機的安全運行。再者，未完全分離的甲醇蒸汽，在合成氣中屬于惰性氣體，惰性氣體增加使甲醇合成反應的功耗增加，進入變壓吸附系統（PSA）的氣體量增加，造成有效氣體組分的損失，同時甲醇分離器分離效果差，變壓吸附（PSA）分離器排液頻繁，造成甲醇損失。綜上所述，甲醇合成副產物石蠟在合成系統中積累，直接影響甲醇的產量，嚴重威脅系統的安全運行，如何能解決這個問題，成為保障系統安全運行的關鍵。

2 合成系統結蠟的現象

1） 一旦系統發生結蠟現象，循環水冷卻器E22/E24水冷效果變差，甲醇分離器D21、D22出口氣溫度升高。

2） 甲醇分離器分離效果變差，出口氣體中甲醇含量升高，變壓吸附（PSA）入口分離器排液頻繁。3） 甲醇進出口換熱器效果變差，TV01/02有關小趨勢。4） 甲醇合成塔反應效果差，系統操作不穩定，甲醇產量減少。

5） 壓縮機循環缸入口壓差偏高，嚴重威脅壓縮機的安全運行。

表1 合成系統結蠟前后各參數的變化

3 合成系統結蠟的原因

1） 合成塔在開停車過程中，當合成塔溫度低于200℃時，合成回路中有合成氣，反應生成石蠟。

2） 由于合成塔塔型的結構缺陷，有些死角的熱量無法被帶走，造成溫度過高，生成石蠟。

3） 催化劑本身由于使用時間過長、頻繁開停車、溫度過高、中毒等原因，造成催化劑的選擇性變差，使石蠟的產生變多。

4） 催化劑在儲存、運輸、裝填和使用過程中帶入鐵、鎳元素和一氧化碳反應生成羰基鐵、羰基鎳，使催化劑中毒，造成石蠟增多。

4 合成系統在線清蠟

4.1 E24側清蠟

（1）系統適當降低負荷，兩合成塔底部噴蒸管線暖管備用。

（2）先逐步關小E24側循環水回水閥，緩慢平穩的將D22出口溫度提至85～90℃。

（3）在提溫的過程中，變壓吸附系統入口溫度溫度會逐步上漲，此時要時刻注意此溫度，主控逐步關小馳放氣去變壓吸附管線上的控制閥，保證變壓吸附入口溫度低于聯鎖溫度。

（4）在這個過程中通過控制合成汽包的壓力，調整TV01/02的開度維持兩個合成塔進出口溫度不變，合成塔溫度維持不住時，可略微通入中壓蒸汽。

集團企業規模化擴張、所管控業務領域復雜化、地域廣泛化、層次多極化等，均導致內部審計工作的執行力成為當前急需解決的問題，并將內部審計提上日程。就內部審計而言，其主要是指審計部門組織專業人員對企業內部控制制度的健全性、合規性、有效性、效益性等予以審查和監督，并予以工作評價。為提高內部審計工作的執行力，本文分析并闡述了企業內部審計制度的內容及評價原則，并提出了創新企業內部控制中內部審計的方法。

（5）D22出口溫度提到位后維持約1h 后恢復到正常。

（6）待系統平穩后重復以上操作步驟。通過多次升溫和降溫后，將沉積在換熱器E24、E21和D22頂部除沫器上的石蠟清除干凈，石蠟經過D21、H21A/B 分離出來。

（7）H21A/B 的壓差達到500kPa 時，及時倒過濾器，清除濾網中的石蠟。

4.2 E22側清蠟

（1）逐步關小E22側循環水回水閥，跟E24回水閥一樣，先大后小，逐步提溫。

（2）逐步將壓縮機循環缸出口溫度提至90～95℃，溫度不能超過95℃，防止壓縮機損壞。

（3）在這個過程通過調整汽包壓力，控制TV01/02的開度維持兩個合成塔進出口溫度穩定。

（5）待系統平穩后再次重復以上步驟，通過多次升溫和降溫，將沉積在換熱器E22、E23和D21頂部除沫器上的石蠟清除干凈，石蠟經過D22、H22A/B 分離出來。

（6）H22A/B 的壓差達到500kPa 時，及時倒過濾器，清除濾網中的石蠟。

5 清蠟效果

從表2可以明顯看出，甲醇二期合成系統工況得到極大的改善，系統在線清蠟比較徹底：

1）甲醇產量得到明顯的提高。

2）壓縮機循環缸入口壓差得到明顯改善，保證了壓縮機的安全運行。

3）PSA 入口過濾器的排液狀況改善明顯，幾乎無甲醇排出，減少了甲醇的損失。

4）甲醇循環水冷卻器出口溫度下降，粗甲醇分離器分離效果變好，合成回路中甲醇蒸汽含量明顯下降，合成反應變好。

表2 在線清蠟前后的工況數據

6 結語

該甲醇裝置合成系統受合成塔塔型結構缺陷、合成催化劑老化等因素的影響，自開車以來一直存在結蠟的現象。石蠟在系統中累積，嚴重威脅裝置的安全運行。針對這一狀況，采取在線清蠟的措施，有效地將合成系統中積累的石蠟清理出來，使合成系統工況得到極大的改善，最終消除隱患，恢復了裝置正常生產，保證了長周期的運行。該在線清蠟的方式，通用性較強，希望能為類似的裝置起到借鑒作用。