王付生
（安徽六国化工股份有限公司，安徽 铜陵244023）
［摘 要］CO2汽提法尿素装置4台高压设备——CO2汽提塔、高压甲铵冷凝器、尿素合成塔、高压甲铵洗涤器布置在高框架内，管道与设备间和管道与管道间全部采用焊接连接，设备间无法通过断开管道法兰的形式拆开，高压系统严苛的工况与设备结构的特殊性决定了高压设备定期检测工作的重要性。阐述高压设备定期检测的必要性，对高压设备入塔检测前的工艺安全处理要求、设备保护方面的注意事项、工艺处理步骤与具体操作等进行详细介绍，以利保护设备与保证安全入塔检测。
［关键词］CO2汽提法尿素装置；高压设备；定期检测；工艺处理；入塔受限检修作业要求
［中图分类号］TQ441.41 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2020）02-0037-04
1 高压设备定期检测的必要性
1.1 高压设备概况
CO2汽提法尿素装置高压设备包括CO2汽提塔、高压甲铵冷凝器、尿素合成塔、高压甲铵洗涤器。尿素合成塔内层采用厚度6～8 mm的316Lmod不锈钢板焊接成圆筒形作耐蚀衬里，外层采用普通碳钢板多层包扎焊接总厚度为150 mm的耐压层。CO2汽提塔、高压甲铵冷凝器和高压甲铵洗涤器均为固定管板列管式高压换热器，内设316Lmod的高压不锈钢换热列管，列管内为高压甲铵液，列管外为蒸汽或蒸汽冷凝液；列管换热器上下封头内层采用厚度6～8 mm的316Lmod不锈钢板作耐腐蚀衬里，外层采用普通碳钢板多层包扎焊接总厚度为150 mm的耐压层。4台高压设备自下而上布置在高框架内，各设备间用管道连接，管道与设备间和管道与管道间全部采用焊接连接，设备间无法通过断开管道法兰的形式拆开。
1.2 高压设备工况
正常生产中，高压甲铵洗涤器、CO2汽提塔、高压甲铵冷凝器的不锈钢换热列管内和上下封头内，尿素合成塔内，以及高压系统管道内，介质为NH3、CO2、NH4COONH2、H2O、CO（NH2）2的五元系混合物，介质温度为165～185 ℃、压力为13.7～14.5 MPa。
1.3 高压设备定期检测的必要性
因高压设备内的 NH3、CO2、NH4COONH2、H2O、CO(NH2)2五元系混合物为有毒、高温高压且具有强烈腐蚀性的介质，尤其是尿素合成塔外部耐压层以及高压甲铵洗涤器、高压甲铵冷凝器和CO2汽提塔的上下封头外部耐压层，均为普通碳钢，仅内衬6～8 mm厚的316Lmod不锈钢耐腐蚀衬里，一旦内部不锈钢衬里损坏，甲铵液接触到外部的普通碳钢层，其腐蚀速度极快，很容易发生爆炸等事故，因而高压设备的安全运行非常重要。为及时发现高压设备服役中存在的问题，一般要求高压设备首次使用1 a后进行第一次入塔全面检测，之后每连续运行3 a至少要进行1次入塔全面检测。
2 高压设备工艺安全处理的要求
要进入尿素装置高压设备内进行受限检修作业，必须先将设备内物料排空，然后对设备进行置换、降温，工艺处理过程中保护好设备，且确保设备内温度、O2含量、有毒有害介质含量等符合入塔动火检修安全要求。具体要求如下。
2.1 注意设备的保护
2.1.1 严格控制温度变化（降温/升温）速率
尿素合成塔内层为不锈钢衬里、外层为碳钢耐压层；CO2汽提塔、高压甲铵冷凝器和高压甲铵洗涤器内换热列管材质为不锈钢，上下封头内层为不锈钢衬里、外层为普通碳钢耐压层。在遇热和受冷时，普通碳钢的膨胀系数为316Lmod不锈钢膨胀系数的0.8倍，因而系统停车或开车时的降温、升温过程一定要严格控制升/降温速率在6～8 ℃/h以内；定期入塔检测前需将设备内温度稳定、均匀地降至30 ℃以下。
2.1.2 严格控制压力变化速率
CO2汽提法尿素装置的4台高压设备布置在高框架内，各设备间用管道连接，管道与设备间和管道与管道间全部采用焊接连接，设备间无法通过断开管道法兰的形式拆开，故4台高压设备和连接管道的压力变化几乎是同时的，升压或降压速率过大不仅可能使管道/设备产生局部鼓胀、设备内构件损坏，还会使设备内的分子筛、瓷球、过滤填料粉化损坏等。因此，CO2汽提法尿素装置高压设备工艺处理时升/降压速率应严格控制在0.1 MPa/min以内。
2.2 确保符合受限空间作业和动火作业的要求
CO2汽提法尿素装置高压系统停车大修时，若要拆开设备人工进入设备内进行现场检测，必须要进行隔离、排放、泄压、置换、降温，将4台高压设备和管道内压力降至常压、温度降至30 ℃以下、氨含量降至5×10-6以下、O2含量保持在20%（体积分数）以上，且设备内保持连续通风，以确保进入设备内检测人员检测作业和动火作业的安全。
3 高压系统的工艺处理
更多内容详见《中氮肥》2020年第2期