郝建成，高燕军，车艳国，薛金旺，宋龙华，邬建刚，李元
（内蒙古伊东集团九鼎化工有限责任公司，内蒙古 准格尔010400）
［摘 要］内蒙古伊东集团九鼎化工有限责任公司200 kt/a氨醇联产装置多元料浆气化系统设有2台4.8 MPa气化炉（两开无备），共用1套灰水处理系统；一期100 kt/a氨醇装置于2013年4月完成试生产，二期100 kt/a甲醇合成系统于2018年9月投运。自二期甲醇合成系统投运以来，受多方面因素的影响，气化系统运行不是很稳定，双炉有效运行时间短，停车检修次数多，氨醇产量低、消耗大，经济效益不佳，且存在气化系统洗涤塔出口粗煤气带灰严重、灰水水质差与气化废水排放量大、气化系统运行效能低与关键设备磨损严重，以及气化炉长周期运行带来新问题、煤浆提浓后烧嘴运行状况不佳等问题。为此，近年来九鼎化工对气化系统实施了一系列优化改造，延长了气化系统运行周期（全年2台气化炉有效运行时间均超过333 d），增加了氨醇产量（实际氨醇产量达225 kt/a），大幅降低了生产成本，经济效益显著。
［关键词］氨醇联产装置；多元料浆气化系统；粗煤气带灰；灰水水质差；设备磨损；长周期运行问题；煤浆提浓；优化改造
［中图分类号］TQ546 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）05-0011-05
1 概 述
内蒙古伊东集团九鼎化工有限责任公司（简称九鼎化工）200 kt/a氨醇联产装置气化系统选用西北化工研究院具有自主知识产权的多元料浆加压气化工艺，设置2台设计压力4.8 MPa（操作压力4.0 MPa）、Φ2 800 mm气化炉，分别对应2台洗涤塔，共用1套灰水处理系统（设高温热水器单元、真空闪蒸单元二级闪蒸分离）；变换系统采用双炉串联耐硫变换工艺，变换系统第一气液分离器、第二气液分离器冷凝液返回气化系统洗涤塔回收利用；净化系统采用南化集团设计院研发的NHD脱硫脱碳工艺。一期氨醇装置采用湖南安淳高新技术有限公司12.5 MPa醇烃化气体精制工艺+22 MPa全分流ⅢJD-2000冷激加内冷型氨合成塔工艺，氨醇产能为100 kt/a（含副产甲醇5 kt/a），2013年4月完成试生产（气化炉一开一备）；二期甲醇合成系统选用杭州林达化工技术工程有限公司5.5 MPa水冷均温型甲醇合成塔工艺，甲醇产能为100 kt/a，于2018年9月完成试车顺利并入主生产系统。至此实现双气化炉生产（气化炉两开无备），氨醇联产装置产能达到200 kt/a。
九鼎化工气化系统自二期甲醇合成系统投运以来，受多方面因素的影响，运行不是很稳定——气化系统无备炉，双炉有效运行时间短，造成生产周期短，停车检修次数多，氨醇产量低、消耗大，经济效益不佳，并存在一些技术难题，主要有：一是气化系统洗涤塔出口粗煤气带灰严重，造成变换系统阻力上涨，堵塞变换系统气气换热器与NHD脱硫系统溶液板式换热器；二是灰水系统灰水氯离子含量高、总硬度+碱度高，设备、管线及仪表部件腐蚀、结垢较严重，外排气化废水量大，且部分高闪气放空，造成热量浪费及环境污染；三是煤浆浓度偏低，气化炉产气量小，氨醇产量低，且烧嘴压差波动较大，粗煤气成分波动，高压煤浆泵活门、气化炉烧嘴与耐火砖、激冷环、下降管、上升管等关键设备/部件及排黑水管线磨损较严重；四是激冷水管线、黑水过滤器易堵塞，激冷水泵（配套电机）电流高，停车后检修清洗困难；五是煤浆提浓、细磨后，烧嘴压差较大，运行一段时间后烧嘴雾化效果不佳，烧嘴有偏烧现象，且中心氧管振动大，烧嘴中心氧管三通焊口处开裂泄漏。近年来，九鼎化工对气化系统实施了一系列工艺优化与技改后，解决了上述问题，稳定了生产，延长了气化系统运行周期，提高了氨醇产量，大幅降低了生产成本，经济效益显著。以下对气化系统所实施的优化改造作一总结。
2 洗涤塔出口粗煤气带灰严重
2.1 问题描述
气化系统洗涤塔出口粗煤气带灰严重，引起一变炉、二变炉催化剂床层阻力增大及变换气气换热器堵塞，NHD脱硫系统溶液被煤灰污染，贫富液板式换热器、贫液板式冷却器通道堵塞，装置连续运行周期短，停车次数多，生产成本高。改造前，由于粗煤气带灰严重，每运行3个月，一变炉、二变炉催化剂床层阻力大致由0.03 MPa升至0.15 MPa，被迫停车检修，重点进行气化系统洗涤塔内部清洗，对一变炉、二变炉催化剂过筛（有时煤灰堵塞严重，被迫更换部分或全部变换催化剂），疏通变换气气换热器，清洗NHD脱硫系统贫富液板式换热器、贫液板式冷却器。
2.2 原因分析
1）原设计气化炉出口粗煤气在洗涤塔入口前与文丘里洗涤水混合，使粗煤气夹带的固体颗粒提前湿润，有利于其在洗涤塔内洗涤除去。但由于文丘里入口处的DN300半圆弧弯管与DN150文丘里喷射管交汇处气流通道狭窄，导致文丘里喷射管被气流冲破漏水，喷头喷水量变小，喷孔逐步堵塞，影响文丘里洗涤效果。
2）原设计洗涤塔上部有3层传统的固阀塔板、除沫器等内件，但由于塔板、除沫器设计不合理，实际生产中洗涤水分布不均，塔板洗涤效果差且易被细灰堵塞，除沫器脱水不彻底，影响粗煤气的洗涤、去灰、脱水效果。
2.3 优化改造
1）经赛鼎工程有限公司重新设计，将文丘里喷射管由DN150缩小至DN100，以增大文丘里入口处DN300半圆弧弯管内气液流通道，并在DN300半圆弧弯管内壁、文丘里喷射管外壁均喷涂抗磨材料，减弱气液流冲刷，避免因喷射管被冲破泄漏而堵塞喷孔使文丘里洗涤效果差。
2）与湖北欣化创石化装备有限公司合作，选用华东理工大学专利技术，对洗涤塔塔板进行更新改造——重新设置3层塔板（自上而下分别为第一层、第二层、第三层），板距仍为850 mm，第一、第二层采用泡罩塔板，增大了塔板开孔率，以达到鼓泡均匀、液面梯度低、流动方向性好、压降低、操作弹性好、抗污垢能力强等效果，把关粗煤气中细灰的洗涤；第三层塔板采用高效能导向固阀（舌形），塔板上流体流动均匀，消除塔板上的滞留与涡流死区，降低液面梯度，减少物流结焦与聚合的机会，以提高粗煤气对洗涤下来的煤灰的推力，并设置缺口堰，使塔板上洗涤下来的煤灰顺利流至洗涤塔塔釜。同时，对洗涤塔顶部旋流板除沫器进行改造——增设旋风分离器叶片，缩小叶片间的间隙，增设折流板对粗煤气进行脱水，加粗了2根降液管，强化除沫与导流功能。
另外，按制造厂家操作指导建议，对每台洗涤塔洗涤水进行优化分布：将变换系统第一气液分离器、第二气液分离器返回的较为干净的冷凝液从洗涤塔第一块塔板送入（变换冷凝液不含固体），维持其流量在23～25 m3/h；对进入洗涤塔塔釜原高压洗涤灰水重新进行分流，一部分（流量为19～21 m3/h）由洗涤塔第三层塔板进入，其余部分（流量为64～66 m3/h）由塔釜原管口进入。工艺操作管理方面，对洗涤塔洗涤水流量指标进行重点管控与考核。
2.4 改造效果
更多内容详见《中氮肥》2026年第5期