晋煤天庆合成氨装置液氮洗系统优化技改总结

河南晋煤天庆煤化工有限责任公司“30·52·3”项目[300kt/a合成氨、520kt/a尿素、3×10^(8)m^(3)/a燃气(煤制天然气)]之一期项目(300kt/a合成氨、520kt/a尿素)2015年1月投产,随着2016年8月二期3×10^(8)m^(3)/a燃气(煤制天然气)项目的投运,以及2017年CFB锅炉蒸汽供热系统、低温甲醇洗系统设备的扩能改造,气化炉由五开一备改为六开无备,6台气化炉运行成为“新常态”,使得气化系统及硫回收系统废热锅炉副产的0.6MPa低压蒸汽富裕20~30t/h而经常连续放空;同时,高负荷工况下液氮洗系统因富甲烷气管线、调节阀、富甲烷气压缩机能力等瓶颈问题影响氨合成系统负荷的提升,且液氮洗系统的富甲烷气压缩机无备机,机组检修时导致下游供气(天然气)中断。为此,晋煤天庆对液氮洗系统进行了优化技改,通过新增1台汽轮机驱动的往复式压缩机及其他配套技改,解决了低压蒸汽的回收和液氮洗系统的瓶颈问题,满足了系统提产高效运行的需要,取得了可观的经济效益。

液氮洗系统常见冻堵情况分析与预防措施

贵州开阳化工有限公司500 kt/a合成氨装置采用液氮洗系统脱除来自低温甲醇洗系统净化气中的微量杂质,液氮洗系统最低操作温度达-192℃,如果CO_2、H_2O等介质进入,必将造成液氮洗系统的换热器及管道冻堵,导致系统阻力增大,严重时甚至损坏板翅式换热器。通过收集整理,列举出液氮洗系统实际生产中几种比较常见的冻堵事故,并进行原因分析,继而提出相应的预防措施,以供交流学习。

液氮洗尾气回收对液氮洗系统运行的影响及对策

山西中煤平朔能源化工有限公司300 kt/a合成氨装置液氮洗系统采用法液空公司工艺包,在制取氨合成原料气的同时副产LNG,设计上将液氮洗尾气提压至3. 2 MPa后返回变换系统予以回收(传统上液氮洗尾气直接用作燃料气)。实际生产中,液氮洗尾气回收后,变换系统、低温甲醇洗系统工况正常,但对液氮洗系统的影响较大,表现为同等生产负荷下氮洗塔温度回升而甲烷回收塔过冷,系统冷量不平衡,造成氨合成气中CO含量超标、副产品LNG纯度降低等风险或问题。结合液氮洗系统工艺流程及工况,分析认为是液氮洗尾气回收情况下液氮洗系统原料气中的N2不断积累所致。为此,采取了一系列的优化调控措施,消除或减轻了上述问题带来的不利影响,保证了系统的稳定、长周期、优质运行。

原料气CH_4含量对液氮洗系统原料气通道压差的影响

河南晋开化工投资控股集团有限责任公司2套600 kt/a合成氨装置的工艺路线完全相同。2016年6月—2019年3月二期液氮洗系统原料气通道压差增大的异常工况反复出现,表现为原料气冷却器换热效果变差、进入氮洗塔的原料气温度升高,严重时液氮洗系统出口气中CO含量上涨,危及氨合成系统的安全运行,系统被迫减负荷,且即使对冷箱复热也不能解决此问题;而一期液氮洗系统原料气通道压差异常波动工况则主要集中在2016年3—9月,之后运行非常稳定。通过大量的数据收集和对比分析,排除了原料气中CH_4含量高等原因,最终确定为原料气中CH_4含量低所致。总结得出,当液氮洗原料气中CH_4含量低于0. 08%时,原料气通道压差就会出现异常上涨,适当提高变换炉炉温以提升变换气中的CH_4含量,将分子筛出口气中的CH_4含量提高至0. 1%后,异常波动工况即可消失,系统恢复稳定运行。

液氮洗分子筛轨道球阀维修及装配实践

合成氨装置开车初期,部分焊渣、铁屑等坚硬物质会残留在设备、管道内,随着系统的长期运行,这些坚硬物质会随工艺气进入液氮洗分子筛系统ORBIT轨道球阀阀腔,阀球在关闭时产生摩擦划痕,损伤阀球与阀座的密封面,造成阀门内漏,导致系统能耗增大,影响氨合成系统的负荷,同时ORBIT轨道球阀维修(外委维修)成本较高、装配难度较大、装配周期较长。针对ORBIT轨道球阀内漏问题,呼伦贝尔金新化工有限公司对其阀内件进行改进——重新设计加工阀座,并自行装配阀球,2a来的运行实践表明,ORBIT轨道球阀密封性能依旧良好。

浅谈航天炉密封气由N_2改为CO_2对合成氨系统的影响

阐述航天炉环腔保护气和烧嘴保护气由N_2改为CO_2后对合成氨装置合成气成分及液氮洗系统的影响,并介绍其增产效益,以及初步探索尚存在的问题与不足。