PSA冷冻站系统存在的问题及改造

河南煤业化工集团安阳九天化工公司甲胺/DMF生产装置原设计生产混甲胺1万t/a。为满足该装置的需要，变压吸附工段设置了冰机冷冻站系统，其任务是为甲胺装置、成品配置、DMF装置提供-10 ℃的冷冻盐水。2005年初，公司通过扩能改造，混甲胺生产能力达到了3万t/a。由于甲胺/DMF产量的增加，变压吸附工段的冰机冷冻站系统提供的冷冻盐水温度不能使生产得到所需的温度，存在着以下两方面的问题。

1.冷冻站有2台（1^#、2^#）氨冷却器，设计为并联操作，氨气由压缩机加压至冷凝压力后，首先进入1^#氨冷器，然后进入2^#氨冷器。高温、高压的氨气在氨冷器内冷凝为液体进入储氨器，此过程氨气只能进行一次降温，不能适应3万t/a的冷媒需求量，冷媒温度在-1～-8 ℃之间，由于冷却水温度愈高，气氨压力也愈高，致使气氨到达冰机出口时的压力居高不下，经常造成冰机跳车，不仅给冷冻站的操作带来不便，造成不必要的停车，同时也使DMF合成塔放空量增大，造成二甲胺（MDA）及一氧化碳的损耗。由于冷媒温度高，也给罐区水溶液的配置工作带来了很大困难。

2.装置载冷剂采用20.9%氯化钙水溶液，由于氯化钙水溶液在输送过程中系统冷量损失大，对管道及设备等腐蚀也大。另外氯化钙水溶液作为载冷剂间接供冷，其输冷量效率不高，致使需冷却装置冷量不够，温度上升，从而导致制冷介质氨的温度升高，使冷却水水温上升，既不经济，载冷效果也不太理想。

针对以上问题，公司利用停车机会，对冷冻站系统的氨冷器等进行了改造。

1.氨冷器实施方案

1^#氨冷器出口阀前到2#氨冷器入口阀后连接1条Φ89 mm、长4 m的管线,以及DN65、DN25的阀门各1台。利用阀门控制，实现了冷冻站在低负荷时并联操作，高负荷时串联操作。

       2.冷冻盐水实施方案

经多方论证和计算后，公司决定将冷冻站装置载冷剂由氯化钙水溶液改为甲醇水溶液，方法是将甲醇和软水按40%和60%的比例配比，形成以甲醇水溶液作为载冷剂。载冷剂输送系统采用闭式循环，经输送泵送至各工艺装置用户，提供冷量后靠位差返回冷媒槽循环使用。

通过采取以上改造后，氨气由压缩机加压至冷凝压力后进入1#氨冷器，在此进行初次降温，后又经过改造管道流经2^#氨冷器进行第二次降温，故高温、高压的氨气能够二次降温，大大降低了冰机出口压力，由原来的1.5～1.6 MPa降至1.2～1.3 MPa，冷媒温度由原来的-1～-8 ℃降到-1～-12 ℃。改造后不仅避免了冷冻站系统的非正常停车，而且也使DMF合成塔的放空量减小了，吨DMF能够节约二甲胺（MDA）10 kg及一氧化碳。其次载冷剂由氯化钙水溶液改为甲醇水溶液后，在输送过程中系统冷量的损失以及对管道、设备的腐蚀都大大降低，减少了对设备检修的投入，且输冷量效率显著提高，从而使制冷介质氨的温升幅度变小，形成系统的良性循环。此外年可增效效益约150万元。