河南中原大化集团公司合成氨装置采用的是德国伍德公司设计的UHDE0-AMV低能耗工艺流程,弛放气的回收再利用是本装置的一个重要节能降耗措施,其工艺流程如下。
合成回路弛放气经10单元氨回收装置进行氨回收后,气体含氢为63.38%、含NH3为0.02%,并含有微量水分,气体经过干燥器11R001A/B,将其中的NH3、H2O彻底清除(含量均小于1×10-6),出干燥器的气体入冷箱11E001,冷却至-195 ℃,此时绝大部分的N2、CH4、Ar冷凝为液体,其中溶解部分H2,冷凝液体与未冷凝气体以气-液混合物流一同进入分离器11F001。自11F001顶逸出的-195 ℃低温气体入冷箱11E001,此富氢气(H2 92.95%、N2 6.47%、CH4 0.45%、Ar 0.13%)与尾气进行换热,加热至10 ℃左右,入合成气压缩机07K001循环段,这样可回收90%的氢气。而从11F001底部流出的冷凝液,经节流阀LV11002由103.5×105 Pa节流膨胀至2.74×105 Pa,降温至-197 ℃,此低温低压气体(H2 16.01%、N2 65.30%、CH4 15.1%、Ar 3.51%)返回冷箱走壳程,即作为冷损失的补充。出冷箱后入11E002加热器,加热后的气体作为11R001的再生气,最终送入燃料系统。
冷箱为一双联管形交换器,净化后的尾气与富氢气走管侧,燃料气走壳侧,为逆流换热。净化气由13 ℃冷却至-195 ℃,富氢气由-195 ℃加热至10 ℃左右,燃料气由-197 ℃加热至10 ℃左右。
2008年11月20日,主控发现10单元尾气流量基本稳定情况下,冷箱富氢气流量逐渐降低,燃料气流量逐渐升高。主控分析原因排除系统波动影响,联系分析对11单元各气体进行加样分析,发现燃料气含氢量有所增加,当时怀疑L11002液位指示不准导致真实液位空,富氢气进入燃气中。将L11002打手动稳定液位,并继续对冷箱进行监护。得出数据并分析,怀疑为L11002阀门、H11002阀门、T11006阀门泄漏或冷箱内部盘管泄漏,决定冷箱停车交出并检修。
冷箱安全停车后,解冻至正常温度。由氮气管网通氮气进行氮气置换,合格后由工厂风通空气进行空气置换。11月29日,冷箱内部气体含量合格,具备检修条件。冷箱入口大阀阀后加盲板,冷箱富氢气孔板处加盲板,冷箱燃料气管线截止阀前加盲板,冷箱与系统隔绝。
检修人员将L11002、T11006及H11002阀体卸下,发现此阀门情况良好,阀头无损坏,遂确定冷箱内部盘管泄漏为事故主要原因,决定检修冷箱内部盘管。
冷箱内部盘管采用集束盘管,并进气与富氢气盘管成对缠绕。本次检修首先将冷箱底部净化气盘管切开,采用冲压试漏的方式进行。
1.冷箱底部切开后,关死L11002、H11002、T11006。首先在顶部用工厂空气竖直向下吹扫管道,将集束管内的固体吹出,吹通管道。
2.顶部吹通后,开始测漏。在L11002阀后导淋接工厂风向冷箱壳体冲压,压力达到78.45 N后停止冲压。在底部用肥皂水刷集束管横截面,出现气泡的管线为泄漏管线。采用固体堵死方式将泄漏管线堵死,另外,为保证换热均匀,同时应堵死与泄漏管线对应的管线。
3.全部堵漏结束后,焊接底部管线,冷箱开始带压试漏。冷箱净化气管线阀前导淋焊接N2管线,与外界N2管网相连向冷箱内部充高压N2,压力1×107 Pa。冷箱壳体压力表判断堵漏效果。
此次冷箱交出检修是我公司第1次在没有外国厂家技术人员指导的情况下自己进行检修。带压试漏效果良好,未发现有泄漏现象,检修后冷箱运行正常,尾气分析正常。