张进华
（陕西陕化煤化工集团有限公司，陕西 华县714100）
［摘 要］ 陕西陕化煤化工集团有限公司液氮洗装置从原始开车至今，系统在计划停车、开车过程中出现过不同程度的堵塞现象。结合系统工艺流程，就生产中曾出现过的粗配氮气管线冰堵、循环氢管线冻堵、氮洗塔塔盘堵塞进行原因分析，并提出相应的预防措施，以确保液氮洗装置的安全、稳定运行。
［关键词］液氮洗装置；冷箱；粗配氮气管线；循环氢管线；氮洗塔塔盘；堵塞；原因分析；预防措施
［中图分类号］ TQ113.26+4.3［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2018）04-0026-03
陕西陕化煤化工集团有限公司液氮洗装置于2012年11月投产，原始开车及最初运行阶段较为顺利，但后来在系统计划停车、开车过程中，出现过不同程度的堵塞现象。现结合系统工艺流程，就液氮洗装置投运5 a来出现的堵塞事故及其原因进行分析，并对其预防措施作一介绍。
1 液氮洗装置工艺流程简介
液氮洗装置主要设备有分子筛吸附器（V1701A/B）、多流股板翅式换热器（E1704、E1705、E1706）和氮洗塔（T1701），为减少冷量损失，低温设备——多流股板翅式换热器（E1704、E1705、E1706）、氮洗塔（T1701）、气液分离器（V1702）、气液混合器等均装在冷箱内，并填充珠光砂保冷材料。我公司液氮洗装置工艺流程见图1。
低温甲醇洗工序来的净化气首先进入分子筛吸附器（V1701）中的一组，将CO2、CH3OH等杂质除去后进入E1705，与氮洗塔（T1701）顶来的净化气、塔底尾液及其闪蒸气（回收氢）逆流换热，冷却到一定温度后进E1706继续冷却降温，最后进入T1701底部。在T1701内，工艺气自下而上与塔上部来的-190 ℃低温液氮充分接触，用液氮除去（溶解）工艺气中的CO、CH4、Ar等杂质得到精炼气［（CO+CO2）含量＜10×10-6］。精炼气出T1701后经E1706换热和FV-17009阀粗配氮后进入E1705回收冷量。复热到一定温度后的精炼气分2路：一路去低温甲醇洗工段，回收冷量后返回液氮洗装置；另一路则经E1704复热后与从低温甲醇洗装置回来的另一路精炼气汇合，经精配氮为氢氮比为3︰1的合成气送氨合成装置。
空分装置来的压力6.0 MPa、温度40 ℃的中压氮气，经E1704、E1705冷却后分成2路，一路对精炼气进行粗配氮和补充冷量，另一路经E1706冷却成液氮后经FV-17010调节阀送入T1701洗涤。
氮洗塔尾液减压后进入闪蒸罐（V1702，或称气液分离器）进行气液分离，闪蒸后的气相经E1706、E1705、E1704回收冷量而温度升高，再与低温甲醇洗装置中压区来的闪蒸气汇合后进入循环气压缩机回收氢；闪蒸后的液相则减压后经E1706、E1705和E1704回收冷量，温度升至30 ℃后送入燃料气系统。
2 粗配氮气管线冰堵
2.1 事故经过
2014年9月15日，液氮洗冷箱内粗配氮气调节阀FV-17009突然无法手动操作增加氮气量，随后洗涤液氮调节阀FV-17010的开度逐渐降低，直至阀门全关。经工艺人员和仪表人员多方检查，未查明原因，初步怀疑粗配氮气管线出现了堵塞，致使FV-17009（及FV-17010）无法操作而氮气（及洗涤液氮）无法加入，随即液氮洗装置停车，冷箱复温［控制一定压力、温度的高纯氮气流向及流量（调节升温速率）将冷箱由正常工作温度升至常温］。因生产任务紧迫，冷箱并未彻底复温，氮洗塔底部温度在-10 ℃左右，但FV-17009和FV-17010可以正常加入足够氮气（或洗涤液氮），由此排除仪表故障的可能。2014年9月17日05：00冷箱开始冷却积液，9月19日08：39冷箱开始导气，但进气不到2 min冷箱发生意外事故，大量珠光砂泄漏，致使冷箱无法投用，全系统停车检修。
2.2 原因分析
在事故发生后，对冷箱内粗配氮气调节阀FV-17009无法加入氮气的问题，初步怀疑是粗配氮气管线发生了冻堵，冷箱复温时也从冷箱壁放空法兰断开处检测到了不饱和态水的存在，怀疑是前系统变换工段的饱和水汽窜入氮气管网所致。于是对中压氮气管线分段检测，变换工段前氮气纯度为99.999%。对于事故原因，推断认为有如下几方面的因素。
更多内容详见《中氮肥》2018年第4期