低溫甲醇洗用凈化氣作汽提氣的原始開車方法

周世春

（湖北雙環科技股份有限公司，湖北孝感 432407）

一般來講，低溫甲醇洗裝置的原始開車是要等空分裝置開車后，有了合格的氮氣，才能對系統進行吹掃，置換，試壓查漏，氣密試驗，設備單體試車，水聯動試車，系統用氮氣干燥，甲醇聯動試車，投料開車等過程。就完成這一系列開車過程來講，一般少則20天，多則要一個月以上時間，同時，現在的300kt／a合成氨裝置配置的空分裝置一般都是3×104m3／h以上的，電力消耗是很大的，并且在沒有高純度氮氣的情況下是很難完成低溫甲醇洗裝置以上開車步驟的。

1 開車沒有氮氣汽提存在的問題

下面以湖北雙環科技股份有限公司I系統200kt／a的低溫甲醇洗（100%負荷參數）為例，說明開車時的狀況。

CO2產品氣32 616m3／h；CO2純度99.5%

尾氣12 426m3／h（其中汽提氮2 400m3／h；CO2等氣體10 000m3／h）

出T03塔的酸氣542m3／h（H2S 16%；CO270%；N213%）

流程示意如圖1。

若無汽提氮，T02下塔甲醇中的CO2無法再生出來；大量的CO2氣體要從T03塔加熱再生，再生上升的氣體量太大（正常時酸氣542m3／h；無汽提氮時1 542m3／h），夾帶的甲醇蒸氣量太大，導致T03塔無法操作。

圖1 流程示意

正常操作時T02塔上段降壓閃蒸再生出來的CO2為CO2總量的75%左右，T02下段汽提再生出來的CO2為CO2總量的24%左右；汽提后甲醇溶液中CO2為1%。如果沒有氣體汽提再生，進T03塔的甲醇中CO2含量可達25%左右，T03塔的熱負荷無法控制，一方面甲醇再生不好，另一方面大量的甲醇隨再生氣逸出，T03塔后的冷量不足，甲醇損耗極大，同時酸氣放空量太大，酸氣壓力放不下來。以上情況說明，沒有汽提氣低溫甲醇洗是無法開車的。

2 凈化氣作汽提氣開車示例

以新疆宜化有限責任公司300kt／a低溫甲醇洗裝置為例，在沒有氮氣的條件下，采用凈化氣作為汽提氣開車。

由于生產用電供應較晚，供電后空分開車還需十多天的時間才能供氮氣低溫甲醇洗和其他工序使用。為做到空分開車期間完成低溫甲醇洗的開車和精煉送出合格的氫氣供合成催化劑升溫還原，在空分送出合格的氧、氮氣期間，合成的催化劑完成升溫還原，直接加負荷生產，加快開車進度，節約開車時間，特對低溫甲醇洗裝置采取以下方案開車。

（1）用壓縮空氣作氣源對裝置進行吹掃、試壓查漏、氣密試驗。

（2）用造氣制惰的方式引制惰氣對系統進行置換。

在沒有氮氣的條件下要考慮甲醇洗系統的置換。采用造氣制惰的方式引制惰氣對系統進行置換，置換方式：① 變換置換完成后把置換氣導入低溫甲醇洗中壓系統，對中壓系統進行置換，為確保安全，需采用靜態置換的方式置換；②中壓系統的置換氣通過新增的凈化氣汽提管線對緩沖罐和原有的氮氣管線進行置換；③ 低壓系統和酸氣系統按原有的氮氣置換方案引入制惰氣進行置換。

（3）用凈化氣作為汽提氣開車。

①用凈化氣作汽提氣，在凈化氣出口配一管線至低溫甲醇洗氮氣總管。由于凈化氣壓力在2.9～3.0MPa，有的低溫甲醇洗裝置設計壓力在5.0～8.0MPa，直接配入凈化氣，中壓和低壓之間的壓差太大，故要在凈化氣至氮氣管線之間加一個10m3的緩沖罐，把凈化氣減壓至0.5MPa后，連接到低溫甲醇洗氮氣總管（氮氣管線同外系統隔離要上盲板，防止凈化氣外串至其他工段造成事故），見圖2。

②如果沒有緩沖罐，就要考慮在新配的凈化氣總管閥后加一個減壓閥來控制供氣壓力，這種方法操作難度大，也容易造成超壓和工況波動，最好不采用。

圖2 緩沖罐接管示意

③利用甲醇對氫氣微溶的特點，保證甲醇溶液中的CO2用凈化氣汽提出來。在30%的生產負荷時，汽提消耗凈化氣1 800～2 000m3／h。各裝置可以根據裝置理論設計的汽提量和工況的變化來調整。由于用凈化氣做汽提，要重點考慮防止系統進入氧氣或空氣，造成化學爆炸。為此，要做好以下幾個方面的工作：一是T02下塔及尾氣系統要保正壓，這一點是非常重要的，是保證安全開車的前提；二是尾氣及其他系統及工藝管線不能有漏點，防止空氣進入系統；三是控制好凈化氣加入量，加入凈化氣波動幅度不能太大，避免對本工段和其他工序造成影響。

④用凈化氣作汽提氣在操作上同正常用氮氣汽提操作方法基本一致，重點要控制好尾氣放空和CO2放空，要避免尾氣和CO2互串。

⑤由于酸氣放空設在電廠鍋爐，要點燃燃燒放空，需要生產部協調控制放空（必要時在低溫甲醇洗酸氣系統框架上設臨時放空）。

⑥在生產過程中要增做尾氣中的氧含量和氫氣含量分析。

該方案的優點，一是在空分裝置沒有開車產出合格產品氮氣的條件下，能夠保證低溫甲醇洗裝置的開車，為整個系統節約開車時間25d以上，同時避免了大量的電力消耗，無論是時間進度還是經濟效益都是很有意義的；二是該方案用凈化氣作汽提氣的操作方法和工藝指標同正常操作基本一致，不需改變操作方法和工藝指標；三是該方案還可以作為空分裝置出現故障氮氣不夠條件下臨時穩定甲醇洗裝置操作的一個方法。

3 小 結

新疆宜化有限責任公司采用凈化氣作汽提氣開車，順利完成了裝置吹掃、試壓查漏、氣密試驗、設備單體試車、水聯動試車、系統干燥、置換、甲醇聯動試車、投料開車等過程，做到了一次性開車成功。節約電能按空分透平空壓機5 000kW·h／h計算，5 000×24×28×0.8＝268.8×104kW·h，可見節電效果是明顯的。節約開車時間28d，為新疆宜化有限責任公司在零下30多度的寒冬來臨之前順利開車贏得了寶貴的時間，其意義是重大的。低溫甲醇洗裝置用凈化氣作汽提氣開車，開創了低溫甲醇洗裝置用凈化氣作汽提氣之先河，為同行業在沒有氮氣置換和汽提條件下開車積累了寶貴的經驗。