兖矿新疆煤化工有限公司净化装置由天辰设计院设计，采用的是大连理工大学的低温甲醇洗工艺。公司低温甲醇洗系统有2台洗涤塔，经过甲醇洗涤塔Ⅰ和甲醇洗涤塔Ⅱ将粗合成气中的CO2、H2S、COS等予以脱除，生产出合格的净化气；之后吸收的CO2气体在CO2解吸塔中又解吸出来，解吸出的CO2纯度大于98.5%，送至CO2压缩机入口，供给尿素装置合成尿素。
1.问题的提出
公司2套低温甲醇洗系统副产纯度98.5%以上CO2约460000 m3/h，而尿素装置设计使用CO2气量为27600 m3/h，后期尿素装置加负荷最高使用CO2气量为30000 m3/h，还有近16000 m3/h的高浓度CO2气体外排至大气。另外，低温甲醇洗系统运行过程中陆续出现CO2解吸塔压力调节不稳定，气体成分不合格，CO2管网波动较大，造成CO2压缩机喘振而尿素装置无法满负荷运行等问题。
2.改造及优化
（1）优化CO2解吸塔保压方式
公司低温甲醇洗系统CO2解吸塔（T3002）原设计由出工段外送管线放空自调阀PV3016作为保压阀门，PV3016之后CO2管线上设置出工段阀门XV3006，XV3006维持固定的开度而不用进行调节。实际运行中发现，采取这种保压方式，CO2解吸塔的压力波动较大，而CO2解吸塔塔顶压力不稳定，很容易造成H2S的大量解吸或T3002塔顶再洗液流量的波动，进而造成CO2解吸塔塔顶CO2气体成分不合格，CO2纯度降至98%以下，出口CO2气体中硫含量超标，最高时达到35×10-6（正常值为小于10×10-6）；且XV3006阀后送至CO2压缩机入口的CO2压力和流量不稳定，易造成CO2压缩机发生喘振，给低温甲醇洗系统和尿素装置的运行带来极大的隐患。
为此，对低温甲醇洗系统CO2解吸塔CO2出口保压阀进行调整，将CO2管线上出工段自调阀XV3006（后将自调阀位号修改为PV3030）作为CO2解吸塔的保压阀门，原保压阀门PV3016不再用来调节CO2解吸塔的压力。调整后，CO2解吸塔的压力明显稳定了，产品CO2气体成分可保证在指标范围内。
（2）调整CO2管线保压阀门位置
实际生产中，CO2压缩机入口CO2管线压力和流量波动较大，很容易导致CO2压缩机发生喘振，损坏设备和造成系统停车，给尿素装置的运行带来极大的隐患。经研究认为，CO2压缩机原入口CO2管线上保压阀门PV8101通径（DN100）较小，且此段管线压力较低（100 kPa以下），对阀门通径的要求更高，PV8101无法满足调节CO2管线压力稳定的要求。于是将低温甲醇洗系统CO2解吸塔的原设计保压阀PV3016的位置进行调整，由原设计的在出工段阀门XV3006前调整到XV3006后，用以调节CO2压缩机入口CO2管线的压力。 调整后，CO2压缩机入口CO2流量和压力波动大的问题得到有效解决，CO2压缩机运行稳定，尿素装置的安全、稳定运行得到保障，且调整后CO2管线保压阀门由原来的2个阀门调节改为1个阀门调节，更加简洁方便，有利于CO2管线压力的稳定。
（3）增加外售CO2气体管线
过去，低温甲醇洗系统CO2大量富余，CO2管线压力调节阀一直维持在较大的开度。而进入本世纪以来，由于大气污染和全球温室效应的加剧，人们对生态环境及可持续发展产业的认识日益提高，国家也加大了节能减排工作的力度。为解决低温甲醇洗系统大量CO2富余放空的问题，公司于2013年7月与飞跃气体有限公司合作，增加CO2气体外售管线，将富余的CO2气体外售至飞跃气体有限公司，为其液体CO2回收项目提供CO2气体，实现优势互补、互惠互利。
增加CO2外售管线以后，CO2管线压力调节阀开度一直维持在4%～5%，仅有少量的放空（调节管网的压力），不仅减少了CO2气体的放空量，还创造了一定的经济效益，降低了公司甲醇和尿素的生产成本。
3.技改效果
上述技改项目于
（1）技改后，有效地改善了CO2解吸塔压力波动大的情况，外送尿素装置的CO2气体成分稳定，CO2压缩机入口CO2压力和流量稳定，减少了机组喘振的发生，再未出现过因CO2流量和压力波动而引起系统减量或停车的情况，提高了低温甲醇洗系统运行的稳定性。
（2） 技改项目实施及运行过程中，丰富了所有参与人员的理论知识，提升了其分析问题、解决问题和驾驭低温甲醇洗系统的能力，为甲醇、尿素双系统的长周期、稳定运行奠定了坚实的基础。
（3）富余CO2气体外售后，CO2基本达到零排放，创造了极大的环保效益和社会效益。
（兖矿新疆煤化工 秦雅婷 张永军 魏小鹏）