低温甲醇洗用净化气作汽提气的原始开车方法

周世春

（湖北双环科技股份有限公司，湖北孝感 432407）

一般来讲，低温甲醇洗装置的原始开车是要等空分装置开车后，有了合格的氮气，才能对系统进行吹扫，置换，试压查漏，气密试验，设备单体试车，水联动试车，系统用氮气干燥，甲醇联动试车，投料开车等过程。就完成这一系列开车过程来讲，一般少则20天，多则要一个月以上时间，同时，现在的300kt／a合成氨装置配置的空分装置一般都是3×104m3／h以上的，电力消耗是很大的，并且在没有高纯度氮气的情况下是很难完成低温甲醇洗装置以上开车步骤的。

1 开车没有氮气汽提存在的问题

下面以湖北双环科技股份有限公司I系统200kt／a的低温甲醇洗（100%负荷参数）为例，说明开车时的状况。

CO2产品气32 616m3／h；CO2纯度99.5%

尾气12 426m3／h（其中汽提氮2 400m3／h；CO2等气体10 000m3／h）

出T03塔的酸气542m3／h（H2S 16%；CO270%；N213%）

流程示意如图1。

若无汽提氮，T02下塔甲醇中的CO2无法再生出来；大量的CO2气体要从T03塔加热再生，再生上升的气体量太大（正常时酸气542m3／h；无汽提氮时1 542m3／h），夹带的甲醇蒸气量太大，导致T03塔无法操作。

图1 流程示意

正常操作时T02塔上段降压闪蒸再生出来的CO2为CO2总量的75%左右，T02下段汽提再生出来的CO2为CO2总量的24%左右；汽提后甲醇溶液中CO2为1%。如果没有气体汽提再生，进T03塔的甲醇中CO2含量可达25%左右，T03塔的热负荷无法控制，一方面甲醇再生不好，另一方面大量的甲醇随再生气逸出，T03塔后的冷量不足，甲醇损耗极大，同时酸气放空量太大，酸气压力放不下来。以上情况说明，没有汽提气低温甲醇洗是无法开车的。

2 净化气作汽提气开车示例

以新疆宜化有限责任公司300kt／a低温甲醇洗装置为例，在没有氮气的条件下，采用净化气作为汽提气开车。

由于生产用电供应较晚，供电后空分开车还需十多天的时间才能供氮气低温甲醇洗和其他工序使用。为做到空分开车期间完成低温甲醇洗的开车和精炼送出合格的氢气供合成催化剂升温还原，在空分送出合格的氧、氮气期间，合成的催化剂完成升温还原，直接加负荷生产，加快开车进度，节约开车时间，特对低温甲醇洗装置采取以下方案开车。

（1）用压缩空气作气源对装置进行吹扫、试压查漏、气密试验。

（2）用造气制惰的方式引制惰气对系统进行置换。

在没有氮气的条件下要考虑甲醇洗系统的置换。采用造气制惰的方式引制惰气对系统进行置换，置换方式：① 变换置换完成后把置换气导入低温甲醇洗中压系统，对中压系统进行置换，为确保安全，需采用静态置换的方式置换；②中压系统的置换气通过新增的净化气汽提管线对缓冲罐和原有的氮气管线进行置换；③ 低压系统和酸气系统按原有的氮气置换方案引入制惰气进行置换。

（3）用净化气作为汽提气开车。

①用净化气作汽提气，在净化气出口配一管线至低温甲醇洗氮气总管。由于净化气压力在2.9～3.0MPa，有的低温甲醇洗装置设计压力在5.0～8.0MPa，直接配入净化气，中压和低压之间的压差太大，故要在净化气至氮气管线之间加一个10m3的缓冲罐，把净化气减压至0.5MPa后，连接到低温甲醇洗氮气总管（氮气管线同外系统隔离要上盲板，防止净化气外串至其他工段造成事故），见图2。

②如果没有缓冲罐，就要考虑在新配的净化气总管阀后加一个减压阀来控制供气压力，这种方法操作难度大，也容易造成超压和工况波动，最好不采用。

图2 缓冲罐接管示意

③利用甲醇对氢气微溶的特点，保证甲醇溶液中的CO2用净化气汽提出来。在30%的生产负荷时，汽提消耗净化气1 800～2 000m3／h。各装置可以根据装置理论设计的汽提量和工况的变化来调整。由于用净化气做汽提，要重点考虑防止系统进入氧气或空气，造成化学爆炸。为此，要做好以下几个方面的工作：一是T02下塔及尾气系统要保正压，这一点是非常重要的，是保证安全开车的前提；二是尾气及其他系统及工艺管线不能有漏点，防止空气进入系统；三是控制好净化气加入量，加入净化气波动幅度不能太大，避免对本工段和其他工序造成影响。

④用净化气作汽提气在操作上同正常用氮气汽提操作方法基本一致，重点要控制好尾气放空和CO2放空，要避免尾气和CO2互串。

⑤由于酸气放空设在电厂锅炉，要点燃燃烧放空，需要生产部协调控制放空（必要时在低温甲醇洗酸气系统框架上设临时放空）。

⑥在生产过程中要增做尾气中的氧含量和氢气含量分析。

该方案的优点，一是在空分装置没有开车产出合格产品氮气的条件下，能够保证低温甲醇洗装置的开车，为整个系统节约开车时间25d以上，同时避免了大量的电力消耗，无论是时间进度还是经济效益都是很有意义的；二是该方案用净化气作汽提气的操作方法和工艺指标同正常操作基本一致，不需改变操作方法和工艺指标；三是该方案还可以作为空分装置出现故障氮气不够条件下临时稳定甲醇洗装置操作的一个方法。

3 小 结

新疆宜化有限责任公司采用净化气作汽提气开车，顺利完成了装置吹扫、试压查漏、气密试验、设备单体试车、水联动试车、系统干燥、置换、甲醇联动试车、投料开车等过程，做到了一次性开车成功。节约电能按空分透平空压机5 000kW·h／h计算，5 000×24×28×0.8＝268.8×104kW·h，可见节电效果是明显的。节约开车时间28d，为新疆宜化有限责任公司在零下30多度的寒冬来临之前顺利开车赢得了宝贵的时间，其意义是重大的。低温甲醇洗装置用净化气作汽提气开车，开创了低温甲醇洗装置用净化气作汽提气之先河，为同行业在没有氮气置换和汽提条件下开车积累了宝贵的经验。