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氮?dú)獯祾吖芫€煤漿泄漏原因分析與處理

文檔作者：吳歡文檔來源：中石化寧波工程有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2024年08月29日
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小氮肥 第42 卷 第11 期 2014 年11 月
氮?dú)獯祾吖芫€煤漿泄漏原因分析與處理
吳 歡
（中石化寧波工程有限公司 浙江寧波315103）
1 存在問題
某企業(yè)建成并投產(chǎn)的以煤為原料制取氫氣的
生產(chǎn)裝置（ 以下簡稱煤制氫裝置A）為目前國內(nèi)
煤制氫氣產(chǎn)氣量最大的生產(chǎn)裝置，氣化系統(tǒng)采用
美國GE 公司德士古水煤漿加壓氣化工藝，氣化
壓力6. 5 MPa，溫度1 300 ~1 400 ℃，建設(shè)規(guī)模為
有效氣（H2 + CO）產(chǎn)量200 000 m3 / h（標(biāo)態(tài)）。煤
制氫裝置A 原氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)是1 條氮?dú)饪偣芊?
別與煤漿系統(tǒng)及氧氣系統(tǒng)相連，在其開車準(zhǔn)備階
段，發(fā)現(xiàn)有煤漿泄漏至高壓氮?dú)獯祾吖芫€的現(xiàn)象，
存在安全隱患。
2 原因分析
改進(jìn)前高壓氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)工藝流程見圖1。
圖1 改進(jìn)前高壓氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)工藝流程
從圖1 可以看出：高壓氮?dú)庥煽辗盅b置分別
輸送至高壓氮?dú)獯祾吖蓿?V-1）和高壓氮?dú)饩彌_
罐（V-2）存儲；高壓氮?dú)獯祾吖抻糜诿簼{管線和
氧氣管線吹掃，高壓氮?dú)饩彌_罐通過2 只氮?dú)夤?
間的跨線（連接線）可補(bǔ)充吹掃氮?dú)狻?
吹掃煤漿系統(tǒng)和氧氣系統(tǒng)的氮?dú)獯祾吖芫€是
從同一總管接出，在煤漿管線和中心氧管線、環(huán)隙
氧管線上均設(shè)有氣動開關(guān)閥門和單向閥，煤漿系
統(tǒng)和氧氣系統(tǒng)通過這些閥門實(shí)現(xiàn)相互間的隔離。
對吹掃煤漿管線的氮?dú)庠礇]有要求，但對吹掃氧
氣管線的氮?dú)庠匆蟾裢鈬?yán)格。
根據(jù)操作程序，煤漿系統(tǒng)投用前，高壓氮?dú)庀?
統(tǒng)必須接高壓氮?dú)庀韧度脒\(yùn)行，煤漿系統(tǒng)才能投
入運(yùn)行，這樣煤漿才難以竄入位于XV-3 上游的
高壓側(cè)管線，也可有效避免煤漿竄入氧氣系統(tǒng)的
可能。泄漏的煤漿能夠倒竄至XV-3 的上游，說
明投用煤漿時XV-3 處于開啟狀態(tài)。所以，其原
因是操作人員未按照正常的操作程序進(jìn)行操作，
再加上XV-3 本身存在嚴(yán)重的質(zhì)量問題。
3 處理措施
在煤制氫裝置A 開車投用前，將吹掃煤漿系
統(tǒng)的氮?dú)夤芫€與吹掃氧氣系統(tǒng)的氮?dú)夤芫€從源頭
上進(jìn)行分離，杜絕煤漿泄漏竄入氧氣系統(tǒng)的可能。
改進(jìn)后高壓氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)工藝流程見圖2。
圖2 改進(jìn)后高壓氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)工藝流程
從圖2 可以看出：氧氣系統(tǒng)的氮?dú)獯祾呷杂?
高壓氮?dú)夤尢峁庠?，但煤漿系統(tǒng)的吹掃改由通
過氮?dú)饩彌_罐提供氣源；原設(shè)計中2 只氮?dú)夤揲g
的連接線改為煤漿系統(tǒng)的吹掃總管，原管線中的
止回閥和開關(guān)閥門作為總管切斷閥門；同時在煤
漿系統(tǒng)氮?dú)獯祾吖芫€上設(shè)置雙閥切斷，即增加切
19
小氮肥 第42 卷 第11 期 2014 年11 月
利用尿素合成塔改造水解塔技術(shù)研究
劉國羽 劉帥鵬
（河南能源集團(tuán)安化公司尿素廠 河南安陽455133）
0 前言
20 世紀(jì)90 年代，我國建成了一大批年產(chǎn)40 ~110 kt 水溶液全循環(huán)法尿素裝置，原設(shè)計中
工藝?yán)淠航?jīng)解吸塔處理后排放，解吸殘液設(shè)計
排放指標(biāo)為含氨質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 07%、含尿素質(zhì)量分
數(shù)1. 15%，隨著環(huán)保要求的提高，現(xiàn)已無法達(dá)到國
家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。尿素深度水解技術(shù)是將尿素
生產(chǎn)中排放的工藝?yán)淠褐械哪蛩胤纸獬砂焙投?
氧化碳，再通過解吸將氨和二氧化碳從工藝?yán)淠?
液中分離出來，回收至尿素生產(chǎn)系統(tǒng)，使排放廢液
中的氨氮含量低于環(huán)保指標(biāo)。但尿素深度水解裝
置投資較高，年產(chǎn)300 kt 中型尿素裝置的深度水
解裝置投資約為580 萬元；而目前國內(nèi)規(guī)定尿素
合成塔使用年限不得超過20 年，將強(qiáng)制報廢后的
尿素合成塔進(jìn)行改造，降壓作為水解塔使用，可降
低尿素深度水解裝置的投資。
1 水解塔和退役的尿素合成塔分析對比
河南能源集團(tuán)安化公司（ 以下簡稱安化公
司）新增的水解裝置采用低壓水解工藝，處理能
力為20 m3 / h 氨水，水解、解吸采用一體塔設(shè)計，
水解蒸汽壓力等級為1. 3 MPa，水解塔操作壓力
為1. 1 MPa。
Φ 1 500 mm ×35 133 mm 水解塔操作參數(shù)：
材質(zhì)為316L，塔盤數(shù)40 層，塔底和塔頂?shù)牟僮鳒?
度分別為185 ~190 ℃和140 ~145 ℃，介質(zhì)為氨、
二氧化碳、尿素和水。
安化公司退役的Φ 1 384 mm ×30 022 mm 尿
素合成塔于2011 年12 月停止使用，服役時間為18 年3 個月。其設(shè)計參數(shù)：層板包扎式，襯里材
質(zhì)00Cr17Ni14Mo2，筒體壁厚108 mm，襯里壁厚6 mm，操作壓力20. 0 MPa，操作溫度190 ℃，介質(zhì)
為氨、二氧化碳、尿素和氨基甲酸銨。
通過分析對比，退役的尿素合成塔與水解塔
的工藝操作條件、襯里材質(zhì)及設(shè)備尺寸大小相近，
工藝操作條件符合水解塔的要求。操作壓力由20. 0 MPa 降為1. 1 MPa，相當(dāng)于降壓使用。
2 存在的風(fēng)險分析
2. 1 尿素合成塔改造后使用安全
退役的尿素合成塔改造采用1. 1 MPa 的低壓
水解裝置，對設(shè)計壓力21. 6 MPa 的尿素合成塔而
言相當(dāng)于降壓使用，
櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴
也為強(qiáng)度復(fù)核計算合格的可
斷閥和止回閥各1 只，便于操作及管線檢修。
4 完善改進(jìn)措施
高壓氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)工藝流程修改后，高壓氮
氣吹掃罐（V-1）氮?dú)赓A量可滿足氧氣系統(tǒng)的3 個
系列同時吹掃的用量；而高壓氮?dú)饩彌_罐（ V-2）
的氮?dú)庠谟糜诿簼{系統(tǒng)吹掃的同時還需用于高壓
冷凝液罐（圖2 中雙電磁壓控閥PV-1 所在管線
用途）的保壓及其他用途，因此，與原流程相比，
高壓緩沖罐（ V-2）可能出現(xiàn)頻繁充壓情況，即空
分裝置的液氮泵啟動會更頻繁。
原流程中2 只氮?dú)夤揲g的連接線補(bǔ)氮用的雙
電磁壓控閥（ PV-1）現(xiàn)改用在高壓冷凝液罐的保
壓管線上；當(dāng)用于煤漿系統(tǒng)吹掃的高壓氮?dú)饩彌_
罐（V-2）壓力降至低設(shè)定值時，聯(lián)鎖動作雙電磁
壓控閥（PV-1）切斷用于冷凝液罐的保壓的高壓
氮?dú)?，以保證氣化爐安全停車的氮?dú)庥昧俊?
管線、儀表流程修改完成后，對氧氣系統(tǒng)和煤
漿系統(tǒng)分別進(jìn)行了吹掃測試，為2 只氮?dú)夤薜膲?
力設(shè)定、邏輯聯(lián)鎖提供了可靠數(shù)據(jù)，保證了氣化爐
的安全聯(lián)鎖。
（收稿日期 2014-02-28）
20

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