师少杰
（阳煤集团寿阳化工有限责任公司，山西 寿阳045400）
［摘 要］ 阳煤集团寿阳化工有限责任公司200 kt/a乙二醇装置所用氮气由KDON-42000/13000型空分装置提供，设计有0.1 MPa、0.42 MPa、0.5 MPa、0.7 MPa、4.5 MPa和10 MPa几个压力等级的管网，整个氮气系统具有压力等级多、使用范围广、运行要求较高的特点。简要介绍氮气系统的工艺流程与主要设备配置，详细介绍试生产期间氮气系统出现的0.7 MPa液氮泵易汽蚀及0.7 MPa氮气管网压力波动大、全厂停车检修期间氮气供应量不足、氮气系统带水、0.7 MPa氮气供应紧张、DMO合成系统氮气充压置换时间过长等问题，以及采取的相应优化改造措施，并对氮气系统中尚存在的问题提出下一步的改造计划。
［关键词］ 煤制乙二醇装置；氮气系统；工艺流程；问题；优化改造；改造效果；改造计划
［中图分类号］ TQ223.16+2［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2018）06-0077-04
阳煤集团寿阳化工有限责任公司200 kt/a乙二醇装置所用氮气由空分车间KDON-42000/13000型空分装置提供，空分装置以洁净空气为原料，采用液氧内压缩、空气增压膨胀、膨胀空气进上塔流程。空分装置产品有氧气、氮气。氮气产品执行《纯氮、高纯氮和超纯氮》（GB/T 8979—2008）高纯氮标准，设计氮气中氧含量≤3×10-6、产量13 000 m3/h，实际产量为9 500 m3/h。液氮贮槽送出的液氮，通过各台液氮泵加压得到不同压力等级的液氮，经水浴式汽化器复热至常温后进入各管网再送往用户，以满足不同工序对氮气压力的要求［1］。氮气系统设计有0.1 MPa、0.42 MPa、0.5 MPa、0.7 MPa、4.5 MPa和10 MPa几个压力等级的管网，整个氮气系统具有压力等级多、使用范围广、运行要求较高的特点，因此，各装置的应急保安氮气系统的设计及维护是确保整套装置本质安全的一个重要方面［1］。
1 氮气在乙二醇装置中的应用
由于氮气具有很好的化学稳定性，且空分装置送出的氮气干燥、无氧，因此其作为惰性气体在乙二醇生产中的应用较为广泛：氮气主要用作CO深冷分离装置分子筛吸附剂的再生气、冷箱及液氮贮槽夹层的密封气、压缩机组的隔离及密封气、乙二醇及甲醇贮罐的隔离气、合成系统异常状况下的吹除和保护气等；液氮则主要用于CO深冷分离装置的冷量补充。对于CO深冷分离装置冷箱与液氮贮槽夹层、氧气贮槽夹层来说，其所用的密封氮气一旦中断，就会造成设备内形成负压，外界的潮湿空气就会进入设备内，造成珠光砂受潮结块，严重时砸坏设备和管道；对于各压缩机组及膨胀机来说，如果没有（氮气）密封气，会造成润滑油进入机组内，导致机组及工作介质受到污染；对于合成系统来说，氮气中断会使合成系统在异常情况下缺少保护及吹扫气体，轻则引起催化剂超温失活，重则引起系统着火爆炸。
正常生产情况下，10 MPa和4.5 MPa液氮泵不运行，仅保证氮气管网系统压力正常即可；0.7 MPa、0.5 MPa、0.42 MPa和0.1 MPa氮气则需连续供给，以保障后续系统的运行。各压力等级氮气的具体应用情况见表1。
2 氮气系统工艺流程及设备简介
2.1 工艺流程
由空分装置下塔顶部抽出的温度-178 ℃、压力0.45 MPa的氮气，经高压换热器复热至常温（30 ℃左右）后送至管网。下塔产生的氮气经主冷器冷凝后，大部分液氮送至下塔顶部作为回流液参与下塔精馏过程，抽出部分液氮经过冷器过冷后，一部分送至上塔，一部分送至液氮贮槽。
液氮贮槽出口设计有10 MPa、4.5 MPa和0.7 MPa液氮泵，液氮经过液氮泵加压后，分别送至水浴式汽化器，经加热汽化后，再分别送至10 MPa、4.5 MPa和0.7 MPa氮气管网。4.5 MPa氮气管网的氮气，主要用于净化系统及乙二醇合成加氢系统异常情况下的置换充压，以及用作氢气循环气压缩机、解吸气压缩机启动阶段的干气密封密封气；0.7 MPa氮气管网上设计有0.5 MPa氮气减压阀，0.7 MPa氮气经减压后送至0.5 MPa氮气管网；同样，在0.42 MPa氮气管线上设计有0.1 MPa氮气减压阀，0.42 MPa氮气经减压后送至0.1 MPa氮气管网。
2.2 设备简述
空分后备氮气系统主要设备有1台500 m3绝热液氮贮槽（内筒壁与外筒壁之间为用珠光砂填充的绝热层），配置5台国产往复式液氮泵和1台进口离心式液氮泵，并配备相应的水浴式液氮汽化器（用蒸汽加热），为整套装置提供高压、中压、低压氮气；1台空浴式液氮汽化器、氮气电加热器和1台129 m3氮气缓冲罐作为应急备用，共同为系统提供事故氮气。空分后备氮气系统主要设备见表2。
3 存在的问题及优化改造措施
氮气系统总体上能满足各工序对氮气的需求，其运行基本稳定，但试车期间暴露出一些问题，问题主要集中在0.7 MPa氮气管网上，以下对试生产期间氮气系统存在的问题及所采取的技改措施作—介绍与总结。
更多内容详见《中氮肥》2018年第6期