白桃梅，袁慧
（兖州煤业榆林能化有限公司，陕西 榆林719000）
［摘 要］兖州煤业榆林能化有限公司600 kt/a甲醇装置低温甲醇洗系统采用鲁奇八塔流程，近年来多次突发热再生塔液位及温度、压力波动，进而造成净化气总硫超标乃至低温甲醇洗系统切气的事故。经原因分析与排查，找到了症结所在：2021年4月17日—5月22日，系统多次减量或切气事故为就地及远传仪表无法准确指示热再生塔塔釜液位且未能及时发现所致；2023年8月16日，净化气总硫含量高、CO2含量无法提高事故则是再生甲醇溶液品质恶化、热再生塔上塔和下塔充氮气阀门未及时关闭（造成上塔酸性气与下塔酸性气互窜）所致。采取一系列防范措施后，问题得以解决。并强调，需认真分析与总结事故的经验教训，尽量将事故消灭在萌芽状态。
［关键词］甲醇装置；鲁奇低温甲醇洗系统；热再生塔；工况异常；净化气总硫超标；原因排查；防范措施
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）02-0038-04
0 引 言
兖州煤业榆林能化有限公司（简称榆林能化）一期600 kt/a甲醇装置采用德士古水煤浆加压气化、部分耐硫变换、鲁奇低温甲醇洗、鲁奇甲醇合成等工艺。其中，低温甲醇洗系统采用鲁奇八塔流程（含H2S/CO2 吸收塔、CO2膨胀闪蒸塔、循环甲醇塔、H2S再吸收塔、热再生塔、排放气水洗塔、共沸塔、甲醇水分离塔，后大连理工对其流程进行了改进），其主要任务是将变换气经氨洗塔脱除NH3、HCN和经吸收塔脱硫脱碳后得到的净化气送甲醇合成系统，副产的含H2S酸性气送克劳斯硫回收系统，系统内产生的各类废水则分别送污水处理系统、气化研磨水槽和变换汽提塔。在低温甲醇洗系统再生单元，来自H2S再吸收塔的富H2S甲醇液首先进入热再生塔顶部闪蒸段，再进入热再生塔再生段，通过甲醇蒸气的气提达到完全再生，甲醇蒸气部分来自热再生塔下段的水浓缩段，出热再生塔主集液盘的贫甲醇液进入CO2吸收塔主洗段给料泵升压后，分别经富/贫甲醇换热器、再吸收甲醇/贫甲醇换热器换热冷却后送吸收塔顶部，热再生塔热再生段的液位由吸收塔CO2主洗段给料泵的流量调节阀进行控制，热再生塔气提段的液位则由CO2 吸收塔给料泵至热再生塔的液位控制阀控制（系统开车时，热再生塔塔底经常处于满液状态，为保证热再生塔尽快正常投用，塔底甲醇可由热再生塔塔底泵加压后送至热再生塔主集液盘出口管道）。
榆林能化600 kt/a甲醇装置于2008年12月投产，低温甲醇洗系统设计变换气处理量为290 000 m3/h，现运行负荷为250 000 m3/h。近年来，实际生产中多次突发热再生塔液位及温度、压力波动，造成净化气总硫超标（总硫指标为1.0×10-6，超标时的最大值为2.65×10-6）乃至低温甲醇洗系统切气的事故（切气时，变换气由变换系统火炬放空；低温甲醇洗系统不接气，各机泵停运，系统甲醇继续循环）。当热再生塔塔底液位出现上涨或下降时，通过开大或关小液位调节阀予以调节，热再生塔塔底液位指标为20%～80%，实际上一直控制在30%～70%。调阅DCS趋势图发现，热再生塔塔底液位短时间内波动幅度较大。后经原因分析与排查，找到了症结所在，采取一系列防范措施后问题得以解决。以下对有关情况作一介绍。
1 事故描述
热再生塔塔底液位异常波动致低温甲醇洗系统先后出现8次生产波动（另有一次因热再生塔塔底液位波动持续时间较短且处理较及时，未对系统运行造成影响），具体为：2021年4月17日13:44—22:08，热再生塔塔底液位波动，系统切气；2021年4月20日08:06—08:40，热再生塔塔底液位波动，未对系统运行造成影响；2021年5月11日13:36—18:54，热再生塔塔底液位波动，系统减量运行；2021年5月15日14:54—20:18，热再生塔塔底液位波动，系统减量运行；2021年5月16日14:42—20:48，热再生塔塔底液位波动，系统切气；2021年5月17日14:48—5月18日02:12，热再生塔塔底液位波动，系统减量运行；2021年5月21日13:12—23:36，热再生塔塔底液位波动，系统切气；2021年5月22日08:54—14:06，热再生塔塔底液位波动，系统切气；2023年8月16日10:16—8月17日17:30，热再生塔塔底液位波动，系统减量运行，净化气CO2含量低（净化气CO2含量指标为1.5%～4.0%，当时净化气CO2含量最低为0.01%）。
2021年4月17日—5月22日，榆林能化低温甲醇洗系统热再生塔再沸器用0.7 MPa加热蒸汽在11 000 m3/h正常流量的情况下，突然迅速降至8 000 m3/h，该状况先后出现过8次致生产波动，其中4次造成系统切气，累计影响甲醇产量3 150.94 t。低温甲醇洗系统切气后，为降低系统能耗，空分装置氧气部分放空，气化炉降至最低负荷运行，粗煤气量较少，易造成变换催化剂床层温度过高而致变换催化剂损坏；下游甲醇合成系统停车保压，由于粗甲醇中间储罐存有粗甲醇，甲醇精馏系统可维持低负荷运行。
2023年8月16日10:16，低温甲醇洗系统中控在线总硫表显示为0.063×10-6，此时在线CO2表显示为2.62%，接气量210 000 m3/h，甲醇循环量312 m3/h，半贫液流量84.3 m3/h，H2S再吸收塔气提氮气流量7 158 m3/h，再生甲醇温度97.3 ℃，系统运行稳定，工况无异常。当日10:26在线总硫表显示为0.09×10-6，中控（人员）立即加大甲醇循环量；当日10:30在线总硫表显示为0.06×10-6，11:30在线总硫表示数降至0.02×10-6；在系统维持运行期间尝试提高净化气CO2含量，但在提高净化气CO2含量的同时在线总硫表示数同幅度上涨，于是中控加大贫液/半贫液流量，甲醇循环量由312 m3/h加至380 m3/h，半贫液流量由84.3 m3/h加至103 m3/h，气提氮气流量由7 158 m3/h加至10 000 m3/h，热再生塔再沸器蒸汽调节阀开度由46.3%调至52.5%，加大洗涤、再生力度后净化气总硫在（0.03～0.04）×10-6之间波动，净化气CO2含量无法提高。
2 事故原因初步排查情况
2.1 疏水阀及凝液系统排查
低温甲醇洗系统外送凝液有热再生塔再沸器凝液、甲醇水分离塔再沸器凝液，热再生塔再沸器凝液（热再生塔再沸器所用蒸汽压力约0.629 MPa）与甲醇精馏系统加压塔凝液并管外送，用加压塔1.3 MPa蒸汽冷凝液通过抽引器抽引热再生塔再沸器凝液，一起经脱盐水换热器降温后送至脱盐水系统；甲醇水分离塔再沸器凝液单独通过管道由甲醇精馏系统东侧管廊下的凝液换热器用循环水降温后送至脱盐水箱（顶部）。当时有关疏水阀及凝液系统排查情况如下。
1）现场检查凝液导淋出液情况，并多次打开凝液副线阀外排凝液，打开现场3″导淋管线就地排入地沟；对热再生塔再沸器凝液甲醇、COD含量进行检测，COD＜10×10-6，判断再沸器无内漏。
2）2021年5月13日、5月15日、5月21日共3次拆检疏水阀，疏水阀进/出口管道畅通无阻，疏水阀浮球无裂纹、破损等，浮球投入水中能够浮起，疏水阀状态正常。
3）2021年5月15日晚上现场查漏发现水务车间脱盐水换热器内漏，怀疑影响了热再生塔凝液正常外送（但未得到证实）；2021年5月17日02:00将热再生塔再沸器凝液配管单独外送至凝结水箱，与甲醇精馏加压塔凝液分开外送，防止相互影响。
2.2 蒸汽系统排查
更多内容详见《中氮肥》2024年第2期