王斌，郭辉，李浩浩，刘威
（宁夏和宁化学有限公司，宁夏 灵武750411）
［摘 要］某醇氨联产装置配套2套40 000 m3/h空分装置均采用氧气内压缩流程，所产0.45 MPa低压氮气一路外送至液氮洗系统用作分子筛的再生气源，另一路经氮气压缩机加压后送至液氮洗系统用作原料氮气，装置开/停车时0.45 MPa低压氮气作为各生产系统置换气。氮气质量是合成氨装置重要的管控指标之一，基于2020年6月24日醇氨联产装置计划停车置换过程中氮气纯度异常致合成氨装置变换系统第一变换炉催化剂超温损坏（不得不紧急采购更换）、2021年10月26日醇氨联产装置紧急停车后重启过程中氮压机四级水冷器泄漏致外送中压氮气带水使液氮洗系统冷箱冻堵（系统重启时间延迟48 h）这两起氮气质量异常事件，分析事故原因，并探讨氮气纯度对氨合成催化剂的影响，总结氮气质量异常事件处置经验以及采取的优化改进与强化生产管理措施等，以确保装置的安全稳定运行。
［关键词］醇氨联产装置；氮气纯度异常；变换催化剂超温损坏；氨合成催化剂；氮气露点异常；液氮洗冷箱冻堵；原因分析；改进措施
［中图分类号］TQ113.28 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）02-0037-04
0 引 言
西北某公司醇氨联产装置主产品产能为440 kt/a合成氨、700 kt/a尿素、300 kt/a甲醇，主生产工艺为多元料浆气化、耐硫变换、大连佳纯低温甲醇洗、鲁奇低压甲醇合成、杭州中泰液氮洗、凯洛格低压氨合成、氨汽提法尿素生产工艺等，于2014年7月4日打通全系统流程产出合格尿素产品；配套2套空分装置、1套锅炉系统（3台产汽量180 t/h循环流化床锅炉，两开一备）及公用工程系统等。2×40 000 m3/h（标态，下同）空分装置（企业内部习称04/05空分装置，两开无备）均采用开封空分集团分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、氧气内压缩流程。空分装置生产的0.45 MPa氮气，一部分经氮压机压缩得到0.8 MPa低压氮气、5.9 MPa中压氮气外送下游系统；空分装置精馏系统采出的0.45 MPa氮气设置了在线纯度分析仪，用于对氮气纯度的实时监测，且每半月进行1次氮气纯度手动检测，保证外送氮气质量合格。
氮气质量是合成氨装置重要的管控指标之一，自投运以来，空分装置运行中出现过2次氮气质量异常情况：一次是2020年6月24日醇氨联产装置计划停车置换过程中，处于停车置换的空分装置复热空气通过氮气管道窜入另一套运行空分装置的氮气外送管道，导致合成氨装置变换系统第一变换炉催化剂超温损坏，不得不紧急采购更换变换催化剂（采购费用400多万元），本次检修比预计时间延迟2 d；另一次是2021年10月26日醇氨联产装置紧急停车后重启过程中，因氮压机四级水冷器泄漏导致外送中压氮气带水使液氮洗系统冷箱冻堵，系统重启时间延迟48 h。这2次氮气质量异常事件使企业遭受了较大的经济损失。为此，有必要总结氮气质量异常事件处置经验，通过优化改进与强化生产管理等手段确保装置的安全稳定运行。
1 氮气系统工艺流程简介
0.45 MPa低压氮气由2套空分装置精馏下塔抽出，经低压板翅式换热器换热后汇合至低压氮气总管，一路外送至液氮洗系统用作分子筛的再生气源；另一路由低压氮气总管抽出经氮压机加压至5.9 MPa（氮压机一段会中抽0.8 MPa低压氮气外送下游系统）、冷却后送至液氮洗系统（用作原料氮气）与氢气混合（氢氮比≈3∶1），之后进入氨合成系统。醇氨联产装置开/停车时，0.45 MPa低压氮气作为变换系统（全变换系统+部分变换系统）、合成氨装置、甲醇装置的置换气源确保变换催化剂、设备、管道等处于安全受控状态。氮气系统工艺流程如图1。
2 氮气纯度异常对变换催化剂的影响
2.1 事故描述
2020年6月24日，醇氨联产装置计划停车过程中，变换系统（全变换系统+部分变换系统）退出粗煤气后充中压氮气进行置换、降温，变换催化剂降温过程中中压氮气用量逐步增至20 000 m3/h（标态，下同），据变换催化剂降温速率情况可适量增加中压氮气用量以加快降温速率，同时将中压氮气直接导至第三变换炉降温。变换系统中压氮气用量增至39 000 m3/h左右，之后的置换过程中空分装置中压氮气外送量由38 696 m3/h降至23 088 m3/h，各装置排查氮气用量均未进行调整。置换过程中，04空分装置精馏塔压力（04PI4301）涨至0.464 MPa，复热空气流量（04FI4335）涨至23 000 m3/h，同时氮压机入口压力开始出现上涨；05空分装置氮气外送量由38 696 m3/h降至23 088 m3/h；操作人员打开04空分装置放空阀（04PV4335B）将复热空气放空、降压，随后处于降温过程中的合成氨装置第一变换炉催化剂床层温度出现飞速上涨——床层进口侧温度TI3006C/TI3071C由274.6 ℃/348.2 ℃开始飞升，最后涨至459.6 ℃/872.0 ℃。操作人员确认空分装置外送氮气在线纯度（检测）合格，初步怀疑是第一变换炉床层热电偶异常；后经相关技术人员排查、分析与讨论，判断中压氮气中混入了氧气或空气而致氮气纯度不合格，进而造成变换催化剂床层温度飞升，于是立即通知变换岗位操作人员退出中压氮气并观察变换催化剂床层温度的变化情况，仪表专业值班人员对变换炉床层温度测点进行检查校对，未发现异常情况；同时，进行氮气纯度手动分析，分析结果显示空分装置氮压机出口、第一变换炉入口中压氮气纯度均为96.95%。现场排查，判断联通阀（04FV4335A）存在内漏，复热空气漏入氮压机进口氮气管网，并经氮压机、中压氮气管网送至了变换系统。
2.2 原因分析
更多内容详见《中氮肥》2026年第2期