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        尿素排氣筒“帶壓”的因素及影響

        2022-07-07 03:33:28楊雪嬌張東旭
        氮肥與合成氣 2022年7期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        楊雪嬌, 張 亮, 張東旭

        (兗礦新疆煤化工有限公司, 烏魯木齊 830000)

        兗礦新疆煤化工有限公司(簡稱兗新煤化)在新疆投資運營60萬t醇氨聯(lián)產(chǎn)項目,年產(chǎn)能為30萬t甲醇、52萬t尿素,同時副產(chǎn)2.6萬t硫酸及5萬t液氧[1]。該項目于2012年投產(chǎn),在系統(tǒng)運行中出現(xiàn)排氣筒“帶壓”、氨水槽“冒氣”、現(xiàn)場“氨味”大等現(xiàn)象,給現(xiàn)場操作帶來隱患。通過尋找分析原因并優(yōu)化改善,最終系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行。

        1 工藝概況

        作為尿素系統(tǒng)中儲存冷凝液的設(shè)備,氨水槽將蒸發(fā)閃蒸系統(tǒng)、低壓循環(huán)系統(tǒng)、排放系統(tǒng)冷凝來的不同濃度的冷凝液(含有CO(NH2)2、NH3、CO2)歸集于不同的間隔,然后利用各自濃度的不同,經(jīng)過吸收、解吸、水解等工序,回收其中的NH3、CO(NH2)2。該工序在降低物料損耗的同時,可穩(wěn)定系統(tǒng)的操作,保護生態(tài)環(huán)境[2]。

        尿素排氣筒裝置,可將系統(tǒng)中各裝置排出的尾氣再回收,使之變成“廢氣”(主要是N2、CO2)排出。系統(tǒng)尾氣排放流程見圖1。

        圖1 系統(tǒng)尾氣排放簡圖

        氨水槽氣相管與排氣筒連通,當(dāng)尿素系統(tǒng)中其他子系統(tǒng)的尾氣放空量增加,引起排氣筒壓力上升,出現(xiàn)“帶壓”現(xiàn)象,導(dǎo)致氨水槽“冒氣”,影響系統(tǒng)正常運行。

        2 原因分析

        (1) 汽提塔出液出現(xiàn)氣液夾帶現(xiàn)象,導(dǎo)致低壓循環(huán)系統(tǒng)壓力升高,系統(tǒng)負荷后移。

        汽提塔出液氣液夾帶,是指二氧化碳原料氣被汽提液夾帶進入低壓循環(huán)系統(tǒng),同時汽提液液相中NH3的平衡分壓增大,使得精餾塔負荷增加。此時,需要消耗的熱量增加,才能滿足分離的需要。進入低壓甲銨冷凝器的量增大,常壓吸收塔放出的尾氣量增加。由于排氣筒管徑固定,排氣量的增加,造成排氣筒壓力升高,使得排氣筒內(nèi)氣體經(jīng)過氨水槽氣相管線倒回氨水槽(幾乎為常壓儲槽),沖破氨水槽頂部“液封”,氨水槽“冒氣”。應(yīng)檢查液位指示是否準確,汽提塔出液閥門開度是否偏大。若氣液夾帶嚴重時,需檢查汽提塔中列管是否被堵塞。

        (2) 精餾塔加熱蒸汽壓力不足,引起蒸發(fā)系統(tǒng)中輕組分含量增加,導(dǎo)致負荷增大。蒸發(fā)系統(tǒng)中最終冷凝氣排至排氣筒的氣量增加,使排氣筒“帶壓”,造成氨水槽“冒氣”。應(yīng)調(diào)節(jié)精餾加熱蒸汽用量,同時注意疏水,防止溫度下降[3-4]。

        (3) 高飽器壓力不足,本應(yīng)在汽提塔中發(fā)生NH4COONH2分解反應(yīng),因熱量不足未完全分解,進而進入精餾塔中繼續(xù)分解。這就增加了精餾塔的熱負荷,導(dǎo)致低壓循環(huán)系統(tǒng)超負荷,經(jīng)常壓吸收塔吸收后排至排氣筒“帶壓”,造成氨水槽“冒氣”。若蒸汽短時間能恢復(fù),則崗位人員應(yīng)精心操作,控制指標;若長時間恢復(fù)不了,應(yīng)申請減負荷運行,保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定。

        (4) 高壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率差,NH3/CO2配比失調(diào),尿素減少使得NH4COONH2含量增加,造成汽提塔負荷增大;同時,高壓和低壓循環(huán)系統(tǒng)超壓,造成氨水槽“冒氣”。應(yīng)盡快調(diào)整NH3/CO2配比,調(diào)整系統(tǒng)物料指標干預(yù)系統(tǒng),使之在合理范圍內(nèi)。

        (5) 解吸水解系統(tǒng)超負荷,氣相返回回流冷凝器時冷卻不了,造成回流超壓,開大放空去排氣筒或者去常壓吸收塔,造成尾氣放空量增大,氨水槽“冒氣”。解吸水解系統(tǒng)應(yīng)減負荷運行,加大回流量,使之與系統(tǒng)負荷相匹配。

        (6) 由于低壓循環(huán)操作不當(dāng),低壓調(diào)溫水溫度過低,在低壓甲銨冷凝器中形成甲銨結(jié)晶,堵塞列管,導(dǎo)致?lián)Q熱效果減弱,同時吸收效果差,易造成低壓循環(huán)系統(tǒng)超壓及氨水槽“冒氣”。應(yīng)盡快提高低壓甲銨冷凝器調(diào)溫水的溫度,或者熱洗低壓循環(huán)系統(tǒng)。

        (7) 系統(tǒng)開車時,由于合成塔溢流管未注液封造成“串氣”,以及汽提塔出液閥“串氣”,引起低壓循環(huán)系統(tǒng)超壓和排放量增加,導(dǎo)致氨水槽“冒氣”。應(yīng)立即排查,重新注液封或者關(guān)閉汽提塔出液閥,保證系統(tǒng)開車正常。氨水槽液封未封閉,也會造成“冒氣”現(xiàn)象,此時加注液封即可。

        3 改進措施

        排氣筒“帶壓”影響蒸發(fā)系統(tǒng)真空度變化,一段真空壓力從-60 kPa上升至-40 kPa,波動幅度大,造成一段和二段蒸發(fā)溫度下降。嚴重時,為防止蒸發(fā)系統(tǒng)結(jié)晶而將蒸發(fā)系統(tǒng)破真空、不提濃,從熔融泵出口返回尿液槽。此操作既影響系統(tǒng)安全運行,又影響產(chǎn)品質(zhì)量。為了滿足系統(tǒng)平穩(wěn)運行要求,車間將汽提塔液位操作范圍上調(diào),減少出液的氣液夾帶,防止負荷后移;降低低壓循環(huán)系統(tǒng)壓力,由0.32 MPa降到0.29 MPa,既減弱了對蒸發(fā)系統(tǒng)的影響,同時又防止氨水槽“冒氣”。同時,定期熱洗低壓甲銨冷凝器,提高換熱器工作效率。

        4 改進效果

        經(jīng)過此次指標修正以及改進,徹底解決了氨水槽“冒氣”現(xiàn)象,現(xiàn)場不再聞到“氨味”,同時蒸發(fā)系統(tǒng)運行更加平穩(wěn)持續(xù)。

        5 結(jié)語

        通過對系統(tǒng)現(xiàn)場異?,F(xiàn)象的反思,對系統(tǒng)指標進行優(yōu)化,把一切可能影響系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行的因素扼殺在隱患排查中,保證連續(xù)性、大型化生產(chǎn)。

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