合成氨系统停车检修采用CO2置换简介

王维兵，陈慧玲

（山西兰花科技创业股份有限公司化肥分公司，山西晋城 048000）

合成氨系统停车检修采用CO2置换简介

王维兵，陈慧玲

（山西兰花科技创业股份有限公司化肥分公司，山西晋城 048000）

介绍采用CO2对合成氨系统各工段置换的流程，置换时系统各处的控制要求。

检修；置换；CO2；控制

我公司有2套合成氨生产装置，生产能力分别为80 kt／a和100 kt／a，半水煤气气柜容量分别为5 000 m3和10000 m3。因2套合成氨系统装置较为独立，停车检修通常采用传统的惰性气置换方法。2011年，为消除两气柜安全距离不足的隐患，必须停运5 000 m3小气柜；2套系统合用1个气柜，但2套系统同时停车检修的可能性又微乎其微，这意味着传统的煤气发生炉制惰性气进行全系统置换已不可能，寻找新的置换方法势在必行。考虑到CO2气体比惰性气更加安全有效，CO2气体置换方法就应运而生。我公司使用该法在历次停车检修中取得良好的效果，达到安全、省时、便捷之目的，下面作一简单介绍。

1 置换方法的创新

2套脱碳系统采用NHD工艺，再生系统产生高纯度的CO2（一般纯度≥98%），除作为生产尿素的原料气外仍有剩余。根据CO2气体的特性，实施了用CO2气体置换的方案。

从CO2压缩机二段出口活性炭脱硫装置出口气水分离器导淋阀后，配1根φ76 mm的管道至现有的高闪气回收入氢氮压缩机的二段进口管，两端分别装上阀门，正常生产中两阀门处于关闭状态，中间用盲板隔开。当某系统需置换时，抽此盲板，打开两头阀门，用其中1只阀门来控制置换所用CO2气量，通过氢氮压缩机各回路阀、进出口阀及放空阀分别对各工段及系统总管进行置换。逆流程可实现半水煤气脱硫及压缩机一段进口总管，罗茨机进出口管线的置换；正流程可实现变换、压缩三段进口总管及脱碳、压缩四段进口总管的置换。

此法灵活简便，容易操作，可根据不同停车要求进行置换，特别对只需局部置换的情况更加有效，不仅缩短置换时间，还降低置换成本。

2 置换流程

半脱 CO2机二段出口—→高闪气回收出口管—→氢氮压缩机二进、一回一、一进—→半脱工段—→罗茨机—→综合洗气塔顶放空

变脱 CO2机二段出口—→高闪气回收出口管—→氢氮压缩机二进、一回一、二回一、二出—→变换脱硫工段—→氢氮压缩机三进、三回三、三放。

脱碳 CO2机二段出口—→高闪气回收出口管—→氢氮系统压缩机二进、一回一、二回一、二三通、三回三、三出—→脱碳工段—→氢氮压缩机四进、五回四、五放。

3 置换控制及要求

合成氨系统检修置换是化肥企业的重要环节。我公司通常采用1套系统停车检修，1套系统正常生产的模式，对置换有更高的控制要求。

（1）造气综合洗气塔进口插盲板，关冷却水上水，检修期间塔顶常开放空。

（2）半脱置换合格后，静电进口插盲板；变脱置换合格后，变换出口插盲板；两变换油回收系统提前隔离和置换，防止两系统串气。

（3）醇化中间槽弛放气放空打开，弛放气回收阀前、氢回收渗透气回收阀后插盲板；循环机填料函气现场放空，再生气回收管道置换合格后，净氨塔水封顶部插盲板，两合成串联阀处插盲板。

（4）高闪气回收产品气送压缩机二进阀前插盲板。CO2送高闪气回收产品气管线取盲板；脱碳停做好高闪、低闪气相与外系统的盲板隔离工作。

（5）压缩机停机后，联两系统一至六段进出口阀插盲板，送油水回收系统高低压排油总阀插盲板，以防所开机与停机之间互相串气。

（6）置换期间，变换、醇烃化、合成催化剂要做好保护工作，防止催化剂氧化失活。

（7）为保证置换效果，控制CO2气压力小于40 k Pa（可参考压缩一进汞柱表）；临时调整CO2气中O2含量为0．4%～0．5%，并派专人根据CO2机运行情况控制外送CO2气量，既要保证置换用气，又要确保CO2机安全运行。

（8）为强化置换效果，可根据实际情况补加置换措施（如进塔入罐用风机置换通风，需要动火用蒸汽置换合格），以确保检修的安全。

（9）置换期间，各取样点、放空阀、排污阀等必须进行排放，确保置换工作安全、彻底，不得留有死角；在排放置换气时，尽可能采用放空阀排，各底部排污阀及取样阀可在置换后期进行排放，但禁止出现多点排放，防止“对流”，致使空气进入系统。

（10）置换期间，变换饱和塔、变脱清洗塔要停止上水，变换、变脱岗位要加强系统积水排放，以减少酸性气体腐蚀。

（11）大系统置换主要是实现进、出每个工段主管线的气体成分合格，置换合格取样点要有代表性，置换标准为CO2含量≥94%，O2含量≤0．5%。最终在压缩四进、三进压力表取样合格为脱碳、变脱系统置换合格；在旧综合洗气塔底部取样合格为半脱系统置换合格。

4 应用效果

传统的惰气置换，全系统置换一般在6～8 h；置换时一般要保证3台以上煤气炉制气，加上惰气置换用煤及造气风机、罗茨机、压缩机等动力消耗，很不经济，且存在诸多弊端，采用CO2气置换无需任何成本，且简单高效，正常全系统置换一般在2 h左右，不仅安全省时，还一次性节约动力成本5万元左右。

New Syngas Replacement Method with CO2During Ammonia Unit Overhaul

WANG Wei-bing,CHEN Hui-ling
（Fertilizer Branch of Shanxi Lanhua Sci-tech Venture Co．，Ltd．，Jincheng Shanxi 048000，China）

Describe the process of using CO2to replace syngas in each section of ammonia unit，control requirement in entire unit．

overhaul；syngas replacement；CO2；control

TQ113．26

B

1003-6490（2014）01-0029-02

2013-11-07

王维兵（1977－），男，山西汾阳人，工程师，山西兰花科创化肥分公司生产科科长。