张建利，李 锦
（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二期1 000 kt/a甲醇装置采用华东理工低压甲醇合成工艺，于2020年1月投运。2022年3月，甲醇装置蒸汽系统下游用户陆续反馈蒸汽与凝液中发现有可燃气，确认1台或2台甲醇合成塔列管存在微漏。为此，设计制作了1套甲醇合成塔内漏监测装置实时监测甲醇合成塔列管内漏变化情况，同步采取了辅助监测措施，经综合研判，甲醇合成塔内漏情况可控，系统可以维持正常运行；系统维持运行期间，制定了甲醇合成塔大量泄漏后的应急处置预案，并做好了停车检修等准备工作，提出了生产操作注意事项。本炉甲醇合成催化剂继续使用至2024年6月3日甲醇装置计划停车大修，对2台甲醇合成塔进行卸剂查漏堵漏及内漏原因分析等，并提出甲醇合成塔检修后的生产管控措施。2024年6月22日甲醇装置重启，运行情况良好，内漏问题得到圆满解决。
［关键词］低压甲醇合成工艺；甲醇合成催化剂；甲醇合成塔内漏；应急处置预案；监控措施；监控运行情况；查漏堵漏；原因分析
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）03-0036-05
0 引 言
兖州煤业榆林能化有限公司（简称榆林能化）二期1 000 kt/a甲醇装置采用多喷嘴对置式水煤浆加压气化、部分耐硫变换、大连理工低温甲醇洗、华东理工甲醇合成（属华东理工低压甲醇合成工艺首次在年产百万吨级甲醇装置上应用，也是目前应用国产化甲醇合成工艺单套产能最大的甲醇装置）、天大北洋四塔精馏等生产工艺，于2020年1月投运，总体运行情况较好，于2020年5月实现达标达产。2022年3月，本甲醇装置蒸汽系统下游用户陆续反馈蒸汽与凝液中发现有可燃气，通过流程溯源及进一步取样分析，确认1台或2台甲醇合成塔列管存在微漏。于是，从发现甲醇合成塔列管内漏开始，榆林能化设计制作了1套甲醇合成塔内漏监测装置实时监测泄漏变化情况，同步采取了辅助监测措施，通过连续监测判断甲醇合成塔列管内漏程度是缓慢增大的，经研判，甲醇合成塔内漏情况可控，系统可监测运行至甲醇合成催化剂活性衰减而需要更换时。本次甲醇合成塔列管内漏后，甲醇合成催化剂继续使用了27个月，本炉甲醇合成催化剂共计使用了53个月，属甲醇合成催化剂使用寿命较长的运行案例。
1 甲醇合成塔及合成汽包副产蒸汽流程简介
1.1 甲醇合成塔概况
二期甲醇合成系统设置2台并联的立式管壳式甲醇合成塔（2台甲醇合成塔完全一样，同时运行），甲醇合成塔直径4 000 mm、高15 201 mm，单台甲醇合成塔催化剂装填量为58 m3（列管内装填的是铜基甲醇合成催化剂，为保证甲醇合成反应热及时移出，下管板内不装填催化剂）；甲醇合成气（含CO、CO2、H2）进入催化剂床层后反应生成甲醇，反应热加热壳程锅炉水后由合成汽包副产饱和蒸汽。单台甲醇合成塔设备/工艺参数：壳程介质为锅炉水/蒸汽，设计压力5.5 MPa、工作压力2.5～4.0 MPa，材质20MnMoNi55，容积44.9 m3；管程介质为甲醇合成气，设计压力9.6 MPa、工作压力7.0～8.4 MPa，上管板材质14Cr1MoⅣ（堆焊NiGrMo-3）、下管板材质14Cr1MoⅣ（堆焊EQ308），换热管材质为S22053，容积为105 m3；列管规格Φ44 mm×2 mm×9 000 mm，数量4 759根，换热面积5 540 m2。
1.2 甲醇合成汽包副产蒸汽流程简介
榆林能化二期甲醇合成汽包副产蒸汽流程示意如图1。甲醇合成系统满负荷生产时汽包产2.0 MPa饱和蒸汽约155 t/h，减压后去1.3 MPa蒸汽管网约45 t/h、供应热电系统除氧器（热力除氧）约30 t/h、去变换系统过热单元约80 t/h。大部分2.0 MPa饱和蒸汽经变换系统过热单元过热后并入2.0 MPa过热蒸汽管网，供甲醇合成气压缩机组汽轮机、丙烯制冷系统压缩机组汽轮机及热电系统汽轮机使用。1.3 MPa饱和蒸汽主要供甲醇精馏系统精馏塔再沸器、低温甲醇洗系统甲醇水分离塔再沸器、热电系统除氧器使用。甲醇精馏系统蒸汽冷凝液一路经凝液闪蒸罐送至脱盐水凝结水箱，一路送至变换除氧器（变换除氧器补水主要来自于此），变换除氧器产生的除氧水主要供变换低压废锅（副产0.5 MPa蒸汽并入管网）、克劳斯硫回收废锅、变换高温冷凝液泵使用，以及用作气化锁斗循环泵、黑水循环泵的密封水。简言之，甲醇合成塔内漏将会导致2.0 MPa/1.3 MPa/0.5 MPa饱和蒸汽用户、凝液系统和变换低压废锅所供应的高/低压锅炉水用户使用的介质中窜入合成气（含CO、CO2、H2）。
2 甲醇合成塔内漏发现过程及当期应对措施
2022年3月，本甲醇装置蒸汽系统下游用户陆续反馈蒸汽与凝液中发现有可燃气，通过流程溯源，基本上判断出可燃气是甲醇合成系统管壳式甲醇合成塔（R001A/B）中的工艺气从管侧漏入了壳程蒸汽侧；进一步确认方法是取样分析合成汽包上水和合成汽包产蒸汽中的可燃气含量——多次分析表明，合成汽包上水中可燃气含量为0，合成汽包产蒸汽中CO含量为（109～344）×10-6、H2含量大致为0.03%～0.05%，判断这些可燃气是甲醇合成塔漏出的，依据其影响程度，可以确认2台甲醇合成塔（R001A/B）中1台或2台存在微漏。这些有毒有害的可燃气在一定区域、设备内积聚或泄漏进一步扩大，会引发人员中毒、设备损坏、着火爆炸等安全事故，存在巨大的安全隐患。
更多内容详见《中氮肥》2025年第3期