C O2汽提尿素装置高压洗涤器的运行及维护

高余力

（兖矿新疆煤化工有限公司832000）

兖矿新疆煤化工有限公司成立于2009年3月26日，尿素装置采用二氧化碳汽提工艺，装置设计产量为年产52万吨尿素，装置设计负荷为28888M3/h，最大负荷为30000M3/h，其中高压洗涤器换热面积为265.9M2。高压洗涤器是一台列管式鼓泡吸收设备，由上部球形封头 填料洗涤段和下部换热段三部分组成，设备与甲铵介质接触的部分，材质全部采用耐腐蚀不锈钢。生产过程中必要要做好高压洗涤器的运行及维护管理工作。

一、高压洗涤器运行要求

在 CO2汽提法尿素装置中，高压洗涤器的作用是通过高压甲铵泵回收低压循环系统的甲铵液，达到循环利用节省能耗的目的。近年来，CO2汽提法尿素装置高压洗涤器在短停后开车投料过程中发生防爆筒爆裂事故屡见不鲜。高压洗涤器的作用是部分洗涤合成气中的CO2与氨，然后将洗涤后的浓甲铵液经高压喷射器返回到高压甲铵冷凝器、尿素合成塔。对高压洗涤器的基本要求是：①有限度地吸收合成气中的CO2与氨，使吸收后的气体不形成爆炸性气体；②当万一发生爆炸时，不损坏高压筒体；③充分利用反应热。高压洗涤器运行中应特别注意采取措施消除事故发生的可能性， 从而达到预防事故发生的目的。

二、高压洗涤器材料腐蚀分析

在CO2汽提法高压设备中，高压洗涤器的主要用耐蚀材料为316L(尿素级)不锈钢。由于该设备腐蚀严重部位是下部管口和耐蚀堆焊层等。阻止这种腐蚀形态严重发展的方法只有将管口剩余的露出管头全部铣去至管角焊缝，再用平头封焊(一定要尽量减小焊接的热输入)。用这种方法修理了高压甲铵冷凝器上管口减薄和高压洗涤器下管口腐蚀减薄严重的管头，效果很好。

高压洗涤器防爆空间有两种形式。从工艺生产角度考虑，球形封头更科学，并且全部采用带极堆焊的耐蚀层可以消除衬里带来的应力腐蚀问题，但存在检修不方便。在每次检修过程中，最好要将所有与介质接触的耐蚀面宏观检查到。否则一旦出现哪怕针孔缺陷，也会造成大的设备事故。直筒形防爆空问虽有利于平时的检查、检测，但防爆空间直筒内衬(都是316L不锈钢)经长期使用后会因脆化和应力腐蚀产生开裂。主要原因是由于设备运行过程中保温不好，气相衬里长期处于干、湿交替的腐蚀环境，并且在制造过程中，如果衬里焊缝的结构形式不当，也将严重影响使用寿命(少数装置因此发生过停车事故)。

三、高压洗涤器的安全运行及维护

高压洗涤器壳侧防爆板破裂现象包括壳侧防爆板引出管喷出大量水和高压调温水压力突降。出现这种现象的原因可能是高压洗涤器列管发生泄漏或爆管，也可能是高压调温水压力和温度超标或者防爆板材质存在故障。操作失误也会产生这种危险现象。预防与处理要点：①预热高压调温水过程中应避免超温、超压、汽化；②生产过程中应严格控制高压调温水压力，使调温水在高压洗涤器壳侧的压力高于水温对应的饱和压力，避免调温水循环中断而汽化超压；③高压洗涤器列管发生泄漏或爆管，尿素装置紧急停车；设备抢修；④如果防爆板前有截止阀，确认列管未泄漏和爆管，可以关闭截止阀，更换防爆板后全开截止阀。尿素装置不停车；⑤在处理壳侧防爆板时，应注意调整高压系统的操作压力、高压调温水压力和温度及其他工艺参数。

高压洗涤器防爆空间防爆板(泡罩)破裂，发生的时间有一定的规律，一般在停车和开车过程中的出料时刻，其发生往往与操作有很大关系。导致出现这种危险现象的因素有很多种，一般包括：高压洗涤器尾气(吸收后的气体)发生爆炸，防爆板破裂；防爆板材质非尿素级不锈钢，被腐蚀穿孔、破裂；高压洗涤器浸没段，列管发生结晶堵塞，高压系统引气或高压洗涤器排气后，防爆板上下压差过大，将防爆板压破；合成塔出气带液，已被腐蚀的防爆泡罩被冲击发生位移；高压洗涤器在开停车过程，高压调温水温度控制不当，尾气阀开关过快，引发防爆板上下压差过大，将防爆板压破；停车冲洗过程中，走水过多，且尾气阀未留开度，造成气相过度冷凝，气相组分进入爆炸区，在再次开车打开尾气阀过快导致爆炸；正常生产中高压洗涤器的气相组分进入爆炸区域，高速流动的气流产生的静电引发爆炸。

高压洗涤器防爆空间防爆板(泡罩)破裂的预防与处理要点：①高压调温水温度如果尚有1～3℃正温差，并且通过加热使高压调温水温度尚可维持，证明防爆板破裂和泄漏不严重，但系统负荷受到一定限制，调整负荷后可以继续运行；②防爆板破裂后，系统出现全面恶化，生产无法进行，装置紧急停车；高压洗涤器抢修。

此外，高压洗涤器的操作主要控制出液温度、进液组分和高压调温水的温度。出液温度一般控制在160～165℃，它能反映高压洗涤器的操作情况。为了防止出口气体进入爆炸范围，在高压洗涤器内只能吸收一定量的CO2和氨，其余的量要在中压吸收塔内完成。操作时要注意控制好甲铵泵转数，使之与生产负荷相适应。当转数增加时，要查找原因。甲铵液中含水量如果大于35%，也要查找是否有水漏入系统。高压洗涤器采用温度较高的调温水而不用温度较低的循环冷却水进行冷却。采用高压调温水，能使高压洗涤器正常运行。

高压洗涤器安全运行固然与介质的强腐蚀性有关，也与设备制造工艺、设备材质的选用有一定联系。但生产实践表明，在同一制造厂、用同样材质制造的设备，却得到不同的腐蚀效果，这就充分说明日常运行及维护管理工作的影响是不能忽视的。

【参考文献】

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