曹志祥，刘亚会
（安阳永金化工有限公司，河南 安阳455133）
［摘 要］安阳永金化工有限公司200 kt/a煤制乙二醇装置采用两步法合成工艺，于2012年底建成投产，装置从原始开车到高负荷稳定运行过程中，部分机泵出现了各类问题，如草酸酯输送泵泄漏、一次酯化塔塔釜循环泵部件磨损、脱酸塔回流泵部件磨损、硝酸卸车泵堵转、稀硝酸泵屏蔽套鼓包等。经分析与探讨，结合设备运行管理、工艺条件变化等实际情况制定出不同的处理方案，并于2014年5月—2017年7月陆续实施一系列优化改进后，问题得以解决，各机泵实现了安全稳定运行，为乙二醇装置的安、稳、长、满、优运行奠定了基础。
［关键词］煤制乙二醇装置；草酸酯输送泵；一次酯化塔塔釜循环泵；脱酸塔回流泵；稀硝酸卸车泵；稀硝酸泵；运行问题；优化改进
［中图分类号］TQ223.16+2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）02-0052-04
0 引 言
安阳永金化工有限公司（简称安阳永金）200 kt/a煤制乙二醇装置采用两步法合成工艺（第一步合成气通过酯化、羰基化反应合成草酸二甲酯，第二步草酸二甲酯加氢合成乙二醇），于2012年底建成投产，装置从原始开车到高负荷稳定运行过程中，部分机泵出现了各类问题，经分析与探讨，制定了相应的解决措施，问题得以解决，各机泵实现了长周期稳定运行，为乙二醇装置的稳定、高负荷、长周期运行奠定了基础。以下对有关情况作一简介。
1 煤制乙二醇装置工艺流程简介
脱氢后的CO与来自合成气压缩机（C201）出口的合成气（含循环气）混合后，从一次酯化塔（T101A/B）塔顶进入，氧气从一次酯化塔塔顶侧部计量加入，新鲜甲醇从一次酯化塔上部进入，各物料在一次酯化塔内混合进行酯化反应，一次酯化塔下部液相通过一次酯化塔塔釜循环泵（P101/P105）加压后，一部分经一次酯化塔循环冷凝器（E105A/B）冷却后回一次酯化塔塔顶循环使用，另一部分为两路进入脱酸塔（T104）；脱酸塔釜液通过脱酸塔回流泵（P104）加压后一部分送至脱酸塔塔顶作为回流液，另一部分送至硝酸还原塔进料加热器（E114），经0.5 MPa蒸汽加热至约105 ℃后进入硝酸还原塔（T105A/B）进行硝酸还原反应。一次酯化塔的气相则从下部进入甲醇洗塔（T102），与塔顶喷淋且经冷却的新鲜甲醇以及中部喷淋而下的经循环水/冷冻水冷却的循环甲醇逆流接触除去气相中的水分后，经塔内除沫装置处理后去羰化合成系统反应器反应生成草酸二甲酯（DMO），DMO经草酸酯输送泵（P201）加压后进入加氢系统DMO汽化器，与氢气充分混合后在加氢反应器内反应生成粗乙二醇，粗乙二醇经精馏后得到聚酯级乙二醇产品。
2 草酸酯输送泵泄漏问题及优化改造
2.1 问题描述
安阳永金200 kt/a乙二醇装置原始使用的草酸酯输送泵（P201，共3台，两开一备）为A150-50/396型三柱塞往复泵，是乙二醇合成系统向加氢系统输送介质的关键设备，并且是加氢系统唯一的机泵。草酸酯输送泵主要性能参数：进口压力≥0.1 MPa，出口压力≤3.96 MPa，流量50 m3/h，柱塞行程150 mm，转速148 r/min。
P201转速相对较高，且柱塞行程较短，运行一段时间后出现大量草酸酯从P201柱塞填料函中泄漏出来的现象，压紧填料或更换填料后，单台泵还是会有120～150 kg/d的草酸酯泄漏，不仅造成大量物料浪费（无法回收利用），且给生产现场带来安全隐患（草酸酯易燃、有毒）；此外，由于存在草酸酯结晶，结晶物的存在易造成P201柱塞磨损而使用寿命缩短，增加P201的维护成本。
2.2 优化改造
优化改造方案：① 新增并设计冲洗环、配套衬圈、导向套；② 原四氟（聚四氟乙烯，习称四氟）+芳纶填料改为黑四氟编织填料，黑四氟编织填料柔韧性更好，可减少对柱塞的磨损；③ 四氟支撑环改为黑四氟支撑环，以减小支撑环的硬度，增加其自润滑性，减少对柱塞的磨损；④ 填料函（填料箱总长192 mm）边缘延伸100 mm处开孔（钻孔），外接甲醇冲洗管线；⑤ P201填料安装顺序调整为导向套、支撑环、3根填料、水环、四氟垫片、4根填料、支撑环、导向套。
改造效果：本项技改于2014年5月系统运行时实施，技改后，基本上消除了P201的草酸酯泄漏，减少了物料浪费，降低了现场操作工的劳动强度，改善了现场环境；甲醇冲洗起到一定的润滑作用，有效降低了草酸酯结晶对P201柱塞的磨损，P201柱塞使用寿命大致由2～3个月延长至9～12个月。
3 一次酯化塔塔釜循环泵部件磨损及优化改造
3.1 问题描述
4台一次酯化塔塔釜循环泵（P101A/B为A塔塔釜循环泵，一开一备；P105A/B为B塔塔釜循环泵，一开一备）担负着控制一次酯化塔（A塔与B塔并联，同时运行）酯化反应温度的重任。一次酯化塔塔釜介质主要成分大致为甲醇61.5%、碳酸二甲酯25%、水12%、硝酸1.5%，物料密度为0.89 g/cm3、温度为60～70 ℃。P101/P105出口流量“挂着”切氧联锁，运行过程中一旦P101/P105跳车系统就会联锁切氧（P101/P105为一次酯化塔提供原料甲醇，并通过甲醇将酯化塔内反应热移走，运行过程中若P101/P105跳车不触发切氧联锁，一方面会因缺少冷源导致酯化塔“飞温”甚至爆炸，另一方面氧气反应不完全进入后续合成反应器将导致合成催化剂床层“飞温”甚至反应器爆炸，故须设置P101/P105跳车切氧联锁，以保证酯化系统与合成系统的安全运行），联锁切氧后，一次酯化塔内酯化反应停止，系统需减负荷运行甚至停车处理。而一次酯化塔塔釜循环泵内介质含有甲醇、硝酸及溶解的少量亚硝酸甲酯气，这些有毒有害物质泄漏会带来安全隐患，且会危害员工的身心健康。
P101/P105为屏蔽泵，屏蔽泵有结构简单、零泄漏的优点。但实际生产中，由于系统负荷提升，工艺参数发生变化，介质中硝酸含量增加（2%左右），加快了屏蔽泵轴承、轴套、推力盘的磨损，导致P101/P105检修频繁，虽然进行了返厂耐硝酸改造，但改造后仍存在频繁检修的情况，其症结均为轴承、轴套、推力盘磨损。经分析，其原因有二：一是介质温度接近甲醇汽化温度，易导致屏蔽泵的滑动轴承润滑不充分，加快轴承的磨损；二是介质中的硝酸对屏蔽泵的滑动轴承表面产生腐蚀，加快滑动轴承的磨损。此种状况，不仅加大了备品备件的损耗，增加了维护成本，更为严重的是一旦泵体内轴承、轴套、推力盘磨损严重导致泵跳车，系统就会联锁切氧，会造成巨大的损失。此外，随着系统负荷的提升，单台P101/P105设计流量120 m3/h实际上已难以满足生产需求。
3.2 优化改进方案
更多内容详见《中氮肥》2025年第2期