郭文龙，宋文戈，张 龙，刘晓明，赵小飞
（山西阳煤丰喜泉稷能源有限公司，山西 稷山043200）
［摘 要］山西阳煤丰喜泉稷能源有限公司“30·52”项目合成氨装置中只配备了1台冰机，生产中偶有冰机因其一段进口分离器瞬间满液而使冰机联锁跳车的事故发生，尤其易发生在系统开车阶段。经分析，源于气氨管路中积存的液氨因管路憋压瞬时大量进入一段进口分离器，来不及分离与外排而直接进入冰机，而且离心式液氨泵无法及时外送一段进口分离器内的液氨。为此，提出优化操作以解决或减轻氨冷器气相带液问题、适时用蒸汽加热有关气氨管路及一段进口分离器内的液氨使之汽化的解决措施，以及将一段进口分离器切出并用惰性气补压保证液氨泵正常运行的临时应急措施，并建议冰机系统工况下液氨输送机械改用容积泵或潜液泵。
［关键词］冰机；氨冷器；一段进口分离器；离心式液氨泵；进口气氨带液；联锁跳车；解决措施
［中图分类号］TQ051.5 ［文献标志码］ B ［文章编号］1004-9932（2018）03-0040-03
山西阳煤丰喜泉稷能源有限公司“稷山焦炉气综合利用生产尿素联产LNG转型升级项目”，设计产能为300 kt/a合成氨、520 kt/a尿素、联产65 kt/a LNG（简称“30·52”项目），是全国单套产能最大的焦炉气综合利用项目。项目建设期间，受焦炭市场萎缩的影响，所在园区原来拟建设的部分焦化项目迟迟未能落地，如此一来，“30·52”项目生产所需的焦炉气无法保障，迫不得已，公司上了2台投煤量750 t/d的水煤浆水冷壁气化炉（晋华炉）。
“30·52”项目工艺流程：焦化厂送来的焦炉气汇聚后，进入电捕焦油器除焦油、饱和器脱氨，之后送入气柜，然后经螺杆压缩机提压至0.7 MPa送变温吸附工段完成脱萘脱苯，再由往复式压缩机提压至4.0 MPa送入脱汞加氢工段，将焦炉气中的有机硫转化为无机硫、烯烃转化为饱和烃；出加氢工段的焦炉气与煤气化系统送来的水煤气混合后经脱毒槽进入变换炉，出口变换气经降温、分离和脱氨后进入低温甲醇洗系统脱硫脱碳，系统闪蒸出的H2S送ECOSA湿法制硫酸系统，脱吸的CO2则作为尿素合成的原料；出CO2吸收塔的净化气不经复热直接送往液氮洗系统，脱除气体中的微量CO和CH4，再经加热后送入氨合成塔，氨合成系统冷凝分离得到的产品液氨送球罐，用作下游尿素装置（采用荷兰Stamicarbon公司的CO2汽提工艺）的原料。
项目所选工艺技术中，水煤浆水冷壁加压气化工艺、水移热等温变换工艺等2项技术达到国内先进水平；以焦炉气+水煤气为原料，配套低温甲醇洗脱硫脱碳工艺在业内较罕见；低压氨合成工艺、ECOSA湿法制硫酸工艺，以及液氮洗和LNG深冷分离2套装置均采用首次引进技术，而将液氮洗和LNG深冷分离2个单元结合起来的工艺在国内尚属首次应用。
“30·52”项目于2013年6月开始筹建，2015年12月一次开车成功。随着设备大型化技术的成熟，“30·52”项目合成氨装置只配备了1台3MCL708+2MCL706冰机的弊端逐渐暴露出来，若其不能正常运转，将直接威胁整个生产系统的安全、稳定运行。
1 冰机系统流程简述
来自低温甲醇洗等工段氨冷器的气氨［0.034 MPa(A)、-40 ℃）］进入一段进口分离器进行气液分离，再经过滤器过滤后进入压缩机一段入口；来自氨合成系统的气氨（0.133 MPa、-10 ℃）和来自过冷器的气氨（0.131 MPa、-15 ℃）进入二段进口分离器气液分离后，与冰机一段出口气氨（0.136 MPa、60 ℃）混合并过滤后，进入冰机二段进行压缩；逐级压缩后，冰机四段出口气氨（1.66 MPa、103 ℃）经末级冷却器冷却至45 ℃后进入蒸发式水冷器，冷却为40 ℃的液氨后送液氨储槽。液氨储槽的不凝气经不凝气分离器冷却回收后进入火炬总管，分离出的气氨则送至冰机一段入口回收利用；储槽内的液氨一部分直接送至尿素界区作为原料，另一部分经过冷器再次冷却后送至氨合成系统和低温甲醇洗系统作为制冷剂循环利用。
一段进口分离器的进料包括不凝气分离器、冰机一段防喘振副线和低温甲醇洗系统氨冷器来的气氨，以及二段进口分离器分离出的液氨。
2 冰机进口气氨带液联锁跳车事故及原因分析
从“30·52”项目的工艺流程可以看出，系统管线长，互联互通单元多，提供冷量的氨冷器数量众多，而制冷过程中蒸发产生的气氨都要回到冰机进口重新加压、冷却为液氨，但“30·52”项目300 kt/a合成氨装置只配套了1台离心式冰机，在其一段进口配备了1台氨分离器，正常生产情况下，如果气氨中有部分液氨析出，会在一段进口分离器内分离出来，用离心式液氨泵（A/B）打入液氨储槽，但实际生产中偶尔会发生一段进口分离器瞬间满液，未分离的液氨被气氨带入冰机进口造成冰机联锁跳车的事故，尤其易发生在系统开车阶段。这一问题自2015年系统原始开车以来一直无法彻底消除，已多次造成非正常停车，所幸处理及时没有造成大的危害。如果不消除此隐患，一旦发现不及时或处理不当，轻则冰机机身振动损坏，重则管道法兰开裂、液氨泄漏，可能酿成严重的安全生产事故。
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