李家栋，曹珍，白成海，李加松
（兖矿新疆煤化工有限公司，新疆 乌鲁木齐830000）
［摘 要］兖矿新疆煤化工有限公司600 kt/a醇氨联产项目于2012年9月建成投产，其变换冷凝液汽提系统采用“一体式”汽提塔，汽提塔顶部设置塔顶换热器，以实现变换冷凝液与高温汽提气的换热；自投产以来，变换冷凝液汽提系统一直存在汽提塔塔顶换热器腐蚀穿孔、汽提塔系统管线铵盐结晶、汽提塔塔底腐蚀物堆积堵塞影响釜液排放、少部分含氨不凝气不得不现场放空等问题，其中塔顶换热器腐蚀泄漏问题尤为严重。为此，对变换冷凝液汽提系统进行了一系列优化改造——停用汽提塔塔顶换热器并在汽提塔顶部气相出口新增卧式换热器、卧式换热器与汽提塔之间设置旁路、汽提塔底液排口抬高、塔顶汽提气增设一路管线去热电锅炉等。优化改造后，系统存在的部分不足与缺陷得以消除，设备的使用寿命有效延长，有力地保障了系统的安全、环保、稳定、长周期运行。
［关键词］变换冷凝液汽提系统；塔顶换热器；腐蚀泄漏；铵盐结晶；腐蚀物堆积堵塞；不凝气现场放空；优化改造；运行注意事项
［中图分类号］TQ113.26+4.2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）02-0037-03
0 引 言
兖矿新疆煤化工有限公司（简称兖新煤化）600 kt/a醇氨联产项目以煤为原料，采用华东理工大学+兖矿集团自主开发的多喷嘴水煤浆加压气化工艺制备合格的水煤气［水煤气压力6.20 MPa、温度240 ℃、水气（干基）比约1.40、CO含量约45.33%（干基）］，水煤气经除尘增湿后送至变换（有氨变换和甲醇变换两条工艺线）、低温甲醇洗及液氮洗等工序进行净化处理，净化气进入合成工段合成醇氨。生产过程中，水煤气在变换界区经变换反应和废锅回收热量后，会在气液分离罐中产生氨氮含量较高的变换冷凝液（温度40 ℃），在氨变换和甲醇变换的2台洗氨塔中（T2001/T2002）洗氨，洗氨塔塔底出来的冷凝液经汽提塔塔顶换热器（E2017）预热后进入“一体式”冷凝液汽提塔（T2003）上部，经自塔底部进入的0.4 MPa饱和蒸汽汽提后，塔顶汽提气进入塔顶换热器冷却，冷却后得到的含氨不凝气送至硫回收系统处理，T2003底部的冷凝液经冷凝液泵（P2）加压至1.2 MPa后送气化磨煤单元作为补水。
兖新煤化600 kt/a醇氨联产项目自2012年9月建成投运以来，其变换冷凝液汽提系统存在一些问题，尤其是汽提塔塔顶换热器易出现腐蚀泄漏的问题，即使后来进行了材质升级，塔顶换热器的使用寿命也只有0.5～1 a，最终因频繁泄漏而无法继续使用；后通过对变换冷凝液汽提系统进行优化改造，T2003塔顶换热器使用寿命得到延长，系统存在的问题得以消除，保障了装置的安全、稳定运行。以下对有关情况作一介绍。
1 变换冷凝液汽提系统运行问题
兖新煤化变换冷凝液汽提系统采用“一体式”汽提塔（简称汽提塔），汽提塔顶部设置塔顶换热器，其目的是分离出变换冷凝液中的NH3等影响系统运行的气体。变换冷凝液在汽提塔（T2003）塔顶换热器内与高温汽提气换热，冷凝液温度由40 ℃升至60 ℃后从汽提塔上部进料，汽提气则降温至75 ℃后送硫回收系统焚烧炉燃烧；此过程中，汽提塔通过控制塔顶温度来控制回流量。
自2012年投运以来，变换冷凝液汽提系统运行过程中存在汽提塔塔顶换热器腐蚀穿孔、汽提塔系统管线铵盐结晶、汽提塔塔底腐蚀物堆积堵塞影响釜液排放、少部分含氨不凝气不得不现场放空等问题，造成变换冷凝液汽提系统不能正常运行，给安全生产和环保工作造成较大压力。其中，塔顶换热器腐蚀泄漏问题尤为突出，塔顶换热器一般运行6个月左右就会出现泄漏，最长运行周期不超过12个月，通常2～3个月就要清理1次回流泵入口腐蚀脱落物，汽提塔系统管线和阀门1个月左右就要进行1次带压堵漏，频繁检修造成变换冷凝液汽提系统在线运行率低、不凝气现场放空、冷凝液汽提效果不好，继而导致气化外排废水氨氮超标，并对硫回收系统焚烧炉运行造成不利影响，现场生产环境差且安全环保工作很被动；2012—2018年，因汽提塔塔顶换热器腐蚀泄漏而无法运行，期间更换过3台塔顶换热器，换热器材质也一步步由304不锈钢升级到316L不锈钢再升级到双相不锈钢，但塔顶换热器使用寿命始终只有0.5～1 a。
2 塔顶换热器腐蚀泄漏的原因分析
（1）变换冷凝液中含有酸性物质。塔顶换热器主要流通介质为变换冷凝液和汽提气，变换冷凝液全部由水煤气冷凝而来，煤中某些微量物质的存在使得冷凝液中夹带着NH3、Cl-、H2S等腐蚀性成分，其中，NH3可能与Cl-反应生成NH4Cl附着在设备表面形成垢下电化学腐蚀。观察拆卸下来的汽提塔塔顶换热器，其腐蚀点表观为深浅不一的凹陷，较深的腐蚀坑存在穿孔现象。分析认为这与汽提塔塔顶冷凝液和汽提气中的酸性物质含量有关，变换冷凝液汽提系统运行负荷越高、酸性物质含量越高，汽提塔塔顶换热器腐蚀越严重。
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