合成氨系統停車檢修采用CO2置換簡介

王維兵，陳慧玲

（山西蘭花科技創業股份有限公司化肥分公司，山西晉城 048000）

合成氨系統停車檢修采用CO2置換簡介

王維兵，陳慧玲

（山西蘭花科技創業股份有限公司化肥分公司，山西晉城 048000）

介紹采用CO2對合成氨系統各工段置換的流程，置換時系統各處的控制要求。

檢修；置換；CO2；控制

我公司有2套合成氨生產裝置，生產能力分別為80 kt／a和100 kt／a，半水煤氣氣柜容量分別為5 000 m3和10000 m3。因2套合成氨系統裝置較為獨立，停車檢修通常采用傳統的惰性氣置換方法。2011年，為消除兩氣柜安全距離不足的隱患，必須停運5 000 m3小氣柜；2套系統合用1個氣柜，但2套系統同時停車檢修的可能性又微乎其微，這意味著傳統的煤氣發生爐制惰性氣進行全系統置換已不可能，尋找新的置換方法勢在必行。考慮到CO2氣體比惰性氣更加安全有效，CO2氣體置換方法就應運而生。我公司使用該法在歷次停車檢修中取得良好的效果，達到安全、省時、便捷之目的，下面作一簡單介紹。

1 置換方法的創新

2套脫碳系統采用NHD工藝，再生系統產生高純度的CO2（一般純度≥98%），除作為生產尿素的原料氣外仍有剩余。根據CO2氣體的特性，實施了用CO2氣體置換的方案。

從CO2壓縮機二段出口活性炭脫硫裝置出口氣水分離器導淋閥后，配1根φ76 mm的管道至現有的高閃氣回收入氫氮壓縮機的二段進口管，兩端分別裝上閥門，正常生產中兩閥門處于關閉狀態，中間用盲板隔開。當某系統需置換時，抽此盲板，打開兩頭閥門，用其中1只閥門來控制置換所用CO2氣量，通過氫氮壓縮機各回路閥、進出口閥及放空閥分別對各工段及系統總管進行置換。逆流程可實現半水煤氣脫硫及壓縮機一段進口總管，羅茨機進出口管線的置換；正流程可實現變換、壓縮三段進口總管及脫碳、壓縮四段進口總管的置換。

此法靈活簡便，容易操作，可根據不同停車要求進行置換，特別對只需局部置換的情況更加有效，不僅縮短置換時間，還降低置換成本。

2 置換流程

半脫 CO2機二段出口—→高閃氣回收出口管—→氫氮壓縮機二進、一回一、一進—→半脫工段—→羅茨機—→綜合洗氣塔頂放空

變脫 CO2機二段出口—→高閃氣回收出口管—→氫氮壓縮機二進、一回一、二回一、二出—→變換脫硫工段—→氫氮壓縮機三進、三回三、三放。

脫碳 CO2機二段出口—→高閃氣回收出口管—→氫氮系統壓縮機二進、一回一、二回一、二三通、三回三、三出—→脫碳工段—→氫氮壓縮機四進、五回四、五放。

3 置換控制及要求

合成氨系統檢修置換是化肥企業的重要環節。我公司通常采用1套系統停車檢修，1套系統正常生產的模式，對置換有更高的控制要求。

（1）造氣綜合洗氣塔進口插盲板，關冷卻水上水，檢修期間塔頂常開放空。

（2）半脫置換合格后，靜電進口插盲板；變脫置換合格后，變換出口插盲板；兩變換油回收系統提前隔離和置換，防止兩系統串氣。

（3）醇化中間槽弛放氣放空打開，弛放氣回收閥前、氫回收滲透氣回收閥后插盲板；循環機填料函氣現場放空，再生氣回收管道置換合格后，凈氨塔水封頂部插盲板，兩合成串聯閥處插盲板。

（4）高閃氣回收產品氣送壓縮機二進閥前插盲板。CO2送高閃氣回收產品氣管線取盲板；脫碳停做好高閃、低閃氣相與外系統的盲板隔離工作。

（5）壓縮機停機后，聯兩系統一至六段進出口閥插盲板，送油水回收系統高低壓排油總閥插盲板，以防所開機與停機之間互相串氣。

（6）置換期間，變換、醇烴化、合成催化劑要做好保護工作，防止催化劑氧化失活。

（7）為保證置換效果，控制CO2氣壓力小于40 k Pa（可參考壓縮一進汞柱表）；臨時調整CO2氣中O2含量為0．4%～0．5%，并派專人根據CO2機運行情況控制外送CO2氣量，既要保證置換用氣，又要確保CO2機安全運行。

（8）為強化置換效果，可根據實際情況補加置換措施（如進塔入罐用風機置換通風，需要動火用蒸汽置換合格），以確保檢修的安全。

（9）置換期間，各取樣點、放空閥、排污閥等必須進行排放，確保置換工作安全、徹底，不得留有死角；在排放置換氣時，盡可能采用放空閥排，各底部排污閥及取樣閥可在置換后期進行排放，但禁止出現多點排放，防止“對流”，致使空氣進入系統。

（10）置換期間，變換飽和塔、變脫清洗塔要停止上水，變換、變脫崗位要加強系統積水排放，以減少酸性氣體腐蝕。

（11）大系統置換主要是實現進、出每個工段主管線的氣體成分合格，置換合格取樣點要有代表性，置換標準為CO2含量≥94%，O2含量≤0．5%。最終在壓縮四進、三進壓力表取樣合格為脫碳、變脫系統置換合格；在舊綜合洗氣塔底部取樣合格為半脫系統置換合格。

4 應用效果

傳統的惰氣置換，全系統置換一般在6～8 h；置換時一般要保證3臺以上煤氣爐制氣，加上惰氣置換用煤及造氣風機、羅茨機、壓縮機等動力消耗，很不經濟，且存在諸多弊端，采用CO2氣置換無需任何成本，且簡單高效，正常全系統置換一般在2 h左右，不僅安全省時，還一次性節約動力成本5萬元左右。

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

王維兵（1977－），男，山西汾陽人，工程師，山西蘭花科創化肥分公司生產科科長。