液氮洗长周期运行浅析.pdf

氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月作者简介:侯玉婷()女助理工程师从事变换、净化生产操作.液氮洗长周期运行浅析侯玉婷赵志刚(新疆中能万源化工有限公司 新疆玛纳斯)摘 要:新疆中能万源化工有限公司液氮洗装置于 年开车至今未发生过冷箱冻堵、净化气 含量超标现象也未对冷箱进行检修、复热操作系统压差、氮洗塔压差一直保持在设计指标内 总结工艺管理、开停车管理注意要点浅析液氮洗长周期运行经验 关键词:液氮洗 长周期运行 冷箱 压差 中图分类号:文献标志码:文章编号:():./.新疆中能万源化工有限公司氨合成装置主要工序为煤气化、变换、低温甲醇洗、液氮洗、氨合成 其中煤气化采用航天炉粉煤加压气化变换采用 等温变换工艺净化采用低温甲醇洗、液氮洗“双洗”工艺 采用液氮洗和低温甲醇洗组合的“双洗”工艺是目前合成氨装置净化单元的标准配置 液氮洗具有净化度高、能耗低、自动化程度高的特点 工艺流程简介液氮洗装置由分子筛系统、冷箱系统两部分构成 其中分子筛系统由两个并行的分子筛吸附器、再生氮气加热冷却器、程控阀组成 分子筛吸附甲醇洗来净化气中的、防止这 种介质在冷箱中凝固引发换热器通道堵塞 两个分子筛吸附器分别负责运行和再生由程控阀自动控制每隔 切换一次 冷箱系统由氮洗塔、板翅式换热器、氢分离器组成 经分子筛吸附后的原料气进入冷箱经过板翅式换热器降温后进入氮洗塔被低温液氮吸收脱除、后的净化气经换热器复温、配氮后送往氨合成系统 液氮洗运行中易出现的问题 板翅式换热器堵塞板翅式换热器堵塞会造成压差上升严重时换热器换热效果下降进氮洗塔原料气温度上升出氮洗塔 超标无法维持生产 此时必须停车使用氮气复热使堵塞换热器通道的、升温气化再被带出冷箱板翅式换热器堵塞的原因如下:()分子筛吸附效果下降或失效原料气中的和 未经吸附而进入冷箱 的凝固点为 的凝固点为 冷箱中 原料气换热器工作温度在 远低于 和 的凝固点和 凝固成固态附着于板翅换热器的通道内经过一段时间的积累造成板翅换热器通道堵塞压差上升()控制进氮洗塔原料气温度使其长时间低于甲烷的凝固点()原料气中的甲烷凝固成固态附着于板翅换热器的通道内经过一段时间的积累造成板翅换热器通道堵塞()水进入冷箱凝固成冰造成板翅换热器通道堵塞压差上升 水来源于原料气和中压氮再生气加热器内漏水进入分子筛再随原料气进入冷箱经过一段时间的积累造成板翅换热器通道堵塞压差上升 中压氮气带水通常是在开停车过程中发生 中压氮气在工艺设计中一般只作为液氮洗用也有一些设计把中压氮气作为变换的充压置换氮气用 开停车过程中压力控制不当含水气的变换气经中压氮气进入冷箱造成板翅换热器通道堵塞氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月 氮洗塔压差上升控制氮洗塔内温度长时间低于甲烷的凝固点()原料气中的甲烷凝固后堵塞氮洗塔板上的筛孔造成氮洗塔阻力上升 这种情况在原料气中甲烷偏高的工艺中较易发生 分子筛吸附效果下降分子筛吸附效果下降会引起分子筛出口原料气 超标分子筛吸附效果下降的原因如下:()甲醇洗净化气带甲醇吸附剂大量吸附甲醇后吸附效果下降()分子筛支撑板塌陷或支撑板丝网破损分子筛漏出()分子筛粉化 出氮洗塔净化气 超标出氮洗塔净化气 超标的原因如下:()控制氮洗塔内温度长时间低于甲烷的凝固点()原料气中的甲烷凝固堵塞氮洗塔板上的筛孔气液接触不良()系统压力波动较大原料气量波动大加负荷过快()氮洗塔塔板损坏变形此种情况较为少见有装置开车充压操作失误造成进入氮洗塔的气量瞬时过大 由于氮洗塔塔板较薄流速较大的气体会冲击导致塔板变形 液氮洗生产运行管理液氮洗装置技术已经很成熟相应的生产管理经验也是业界通用但很多装置在运行中稍有疏忽就会给装置造成难以挽回的后果需停车处理 车间管理人员在装置运行之初分析液氮洗运行时易出现的问题制定出液氮洗操作指导书并作简化为操作要点便于操作工执行()液氮洗开车时分子筛前管线要充分预冷并置换 所有置换气都要在分子筛前放空绝不能进入分子筛()分子筛升降压速率控制在 /左右最高不能超过 /可以确保分子筛的使用寿命 严禁程控阀误动作造成“窜压”损坏分子筛()严防再生氮气加热器内漏造成液态水进入分子筛 做好再生氮气露点仪的运行维护确保仪表正常运行可以及时发现再生氮气加热器内漏防止液态水进入分子筛()冷箱进原料气前对冷箱进行升压升压速率控制在 /左右最高不能超过 /冷箱原料气进口阀前后压差小于 时才能打开原料气进口阀 用甲醇洗净化气近路阀控制液氮洗冷箱进气量使其逐渐增加 严禁直接关闭甲醇洗净化气近路阀防止原料气在氮洗塔内流速过快冲坏塔板()正常生产时注意监控液氮洗系统压差和氮洗塔压差 发现压差上升时及时分析原因如分子筛出口 含量超标很大原因是冷箱内温度过低甲烷在板翅换热器和氮洗塔内凝固导致系统压差上升 此时应及时提高进氮洗塔温度原料气温度使凝固的甲烷汽化 对于原料气甲烷含量高的工艺需更加注意否则工况会加速恶化甚至造成氮洗塔出口 含量超标()液氮洗停车后的保护分两种情况:第一种情况为液氮洗不需检修系统保温保压 停车时先切原料气保持中压氮不变对系统进行置换 燃料气中无可燃气则为置换合格 停中压氮冷箱保压 分子筛用低压氮气置换合格后保压 防止其他检修过程中不明气体进入冷箱或分子筛 第二种情况为液氮洗有检修项目无论是冷箱或分子筛检修结束后都要用合格的氮气对系统进行充压保护()中压氮气质量监控 液氮洗使用的中压氮气由专用管线输送但一些工艺会把中压氮气作为变换、甲醇洗的充压介质 该工艺中把中压氮气作为甲醇洗充压用 此种情况下要对中压氮气的使用进行严格管理甲醇洗中压氮管线上设有“”字盲板使用时倒通不使用时倒盲确保中压氮气压力始终高于甲醇洗压力 严防开停车过程中其它气体窜入中压氮气造成冷箱压差上升甚至合成触媒中毒 中压氮气在引入冷箱前要进行大量置换并分析合格才能进入冷箱中压氮气管线上也要设置露点仪、氧含量表等确保实时监控中压氮气质()冷箱硃光砂保护 无论正常生产或停车检修冷箱硃光砂都需要用露点温度低于 合格的氮气进行保护防止硃光砂受潮失去保温氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月效果()正常生产时压力控制 为保持液氮洗及之前各工序的压力稳定在液氮洗出口净化气至合成管线上都设有压力调节阀 正常生产时都设为自动调节不会出问题当加减负荷时会把自调阀改为手动调节 操作工调节此阀门时要做到“多次慢调”否则液氮洗压力、流量会大幅波动以至氮洗塔出口 含量超标导致氨合成停车 结语液氮洗的工艺及生产管理较为成熟遵守标准操作规程就能确保液氮洗长周期稳定运行 总结操作规程的要点对液氮洗装置进行严格管理实现了 的稳定运行且无事故、无大修冷箱压差仍在设计指标内分子筛仍保持良好的吸附性能参考文献 刘富祥 陈安明 郑福林.浅谈低温液氮洗装置运行问题与操作维护.大氮肥 ():.李攀 孙兆飞 蔡京荣.液氮洗技术概述.氮肥技术():.张进华.液氮洗冷箱堵塞原因分析及预防措施.中氮肥 ():.戴小二 雷幸运.液氮洗冷箱堵塞原因分析及处理.大氮肥 ():.(收稿日期)(上接第 页)()控制汽包压力汽包压力沿高线控制提高余热回收器出口工艺气温度尽可能提高一段床层进口温度增加催化剂的活性稳定正常生产工艺满足生产需求()稳定燃烧温度由于地区气候潮湿原因在没有确认一段床层压差升高的原因前稳定燃烧炉温在 以上尽量减少伴烧燃料气量避免工艺气内生成较多水 分 对 催 化 剂 活 性 以 及 硫 酸 浓 度 造 成影响()确认是否泄漏中修时对余热回收器换热器进行检查检测是否有泄漏 结语 湿法硫酸工艺具有操作简单、副产蒸汽多、能效高等特点可以满足日趋严格的环保排放要求 实际运行中存在一段床压差高的问题采取优化措施后继续收集运行数据固化工艺指标结合实际负荷不断优化操作做到工艺稳定 同时排除催化剂的影响确保设备长周期稳定运行参考文献 王银成.湿法硫酸工艺介绍和经济效益评价/宁夏回族自治区科学技术协会 宁夏社会科学界联合会 共青团宁夏回族自治区委员会 宁夏回族自治区青年联合会.石化产业创新绿色可持续发展 第八届宁夏青年科学家论坛石化专题论坛论文集.石油化工应用杂志社:.刘福生.湿法硫酸工艺运行总结.化工设计通讯():.孟凡磊.浅析国内外湿法制酸工艺差异及其应用.硫酸工业 ():.瞿国忠 周军.制酸 硫回收工艺的应用.氮肥与合成气 ():.(收稿日期)欢迎订阅 年 氮肥与合成气氮肥与合成气杂志是经国家新闻出版广电总局批准由上海化工研究院有限公司主办编辑出版的全国性刊物 办刊宗旨和定位为:交流推广国内外氮肥大型合成氨、甲醇新型煤气化流程包括水煤浆气化、粉煤气化、加压固定床气化、流化床气化现代煤化工合成气等行业的先进技术、节能减排新工艺、产业链延伸生产、安全、管理经验等以促进行业技术进步和管理水平提高本刊内容可供全国从事氮肥、煤化工行业的工厂、设计、科研、高等院校及各省市主管部门的工程技术人员和管理人员参考氮肥与合成气为月刊大 开 页封面彩印国内、外公开发行每期定价 元全年定价 元 全国各地邮政局可以办理 年氮肥与合成气期刊征订工作邮发代号 请广大读者前往当地就近邮政局办理订阅手续也可以直接向本刊编辑部订阅地址:上海市云岭东路 号 邮编:电话:()()氮肥与合成气编辑部