胡晓锋1，陈浩2
（1.河南中科富津气体有限公司，河南 新乡453200；2.河南晋控天庆煤化工有限责任公司，河南 沁阳454500）
［摘 要］河南晋控天庆煤化工有限责任公司750 km3/d煤制天然气液化装置采用杭州中泰基于冷箱核心设备板翅式换热器的MRC液化工艺，其原料气有2.29 MPa甲烷化原料气、6.5 MPa富甲烷气、煤层气（3股原料气均有独立通道），实际生产中多次出现板翅式换热器流道差压高的问题。分析排查冷箱换热器差压高的原因，在确认2016年开车初期冷箱换热器差压高是甲烷化原料气中CO2含量超标造成冷箱换热器冻堵所致后，于2017年10月LNG装置大修期间在脱水净化系统前后分别增设MDEA脱碳系统、脱重烃系统（洗涤重烃法），效果良好；在确认2020年系统检修后重启过程中多次出现的冷箱换热器差压高是原料气中氨含量高（形成氨水混合物）造成冷箱换热器冻堵所致后，利用系统停车机会更换脱水塔填料、运行中严密监控原料气氨含量等后，LNG装置运行稳定。
［关键词］天然气液化装置；换热器主流道差压高；冷箱冻堵；原因分析；原料气CO2含量高；原料气氨含量高；处理措施
［中图分类号］TB657.8 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）03-0058-05
0 引 言
河南晋控天庆煤化工有限责任公司（简称晋控天庆）“30·52·3”项目（合成氨-尿素联产煤制天然气）主生产工艺为碎煤加压气化、耐硫变换、低温甲醇洗［设2套低温甲醇洗系统，一期采用赛鼎工程低温甲醇洗工艺（后来大连理工进行了优化）、二期采用大连理工低温甲醇洗工艺，分别对应一期氨合成系统、二期甲烷化系统］、杭州中泰液氮洗、卡萨利低压氨合成、CO2汽提法尿素及戴维甲烷化工艺，产能为300 kt/a合成氨、520 kt/a尿素、3×108 m3/a工业燃气［即非液化煤制天然气（SNG），主要用作工业燃气、城市燃气及车载气外送］，一期项目生产合成氨、尿素产品，于2015年1月投产；二期项目生产煤制天然气（含液化天然气）产品，于2016年8月投产。晋控天庆现有1套750 km3/d（标态，下同）液化天然气装置（LNG装置），采用杭州中泰深冷技术股份有限公司（简称杭州中泰）基于冷箱核心设备板翅式换热器自行研发的MRC（混合制冷剂循环）液化工艺。冷箱为LNG装置的核心设施，实际生产中晋控天庆LNG装置冷箱多次出现板翅式换热器（主流道）差压高的问题，轻则造成冷箱过气量减小而影响系统负荷，重则造成冷箱冻裂、设备损坏，甚至可能衍生次生事故。为此，经过不断地分析与探讨，确认了冷箱换热器主流道差压高的主要原因并分阶段予以处理。以下对有关情况作一介绍。
1 LNG装置工艺流程简介
晋控天庆LNG装置原料气来源共有3股（3股原料气均有独立通道，不进行混合），一股为2.29 MPa的甲烷化原料气（甲烷合成气），一股为6.5 MPa的富甲烷气，一股为增设管线反向输入附近煤矿的煤层气［此股煤层气最终进入2.29 MPa甲烷化原料气通道，煤层气与甲烷化原料气不同时使用，只能二选一］。甲烷化原料气经压缩机增压后进入脱碳系统（为后期技改增设），脱除CO2后进入脱水净化系统脱除其中的水分；净化后的原料气经单独的通道进入溴化锂预冷系统，经预冷系统后进入冷箱，逐渐冷却并液化后出板翅式换热器，然后进入闪蒸罐减压节流将部分H2闪蒸出去，闪蒸罐底的LNG节流减压后去LNG储罐。富甲烷气经单独的通道进入溴化锂预冷系统，预冷后进入冷箱，在冷箱内冷却至-160 ℃后进入汽提塔，脱除CO及部分H2、N2后与甲烷化原料气液化成的液体一同进入闪蒸罐，减压节流将部分H2闪蒸出去（H2外送至气柜进行回收利用），闪蒸罐底LNG节流减压后去LNG储罐。LNG装置不使用甲烷化原料气时，附近煤矿的管道反输煤层气经甲烷化原料气通道进入脱碳系统，脱除CO2后进入脱水净化系统脱除其中的水分，之后进入脱重烃系统脱除汞、重烃等杂质；净化后的煤层气经独立的通道进入溴化锂预冷系统，经预冷系统后进入冷箱，逐渐冷却并液化后出板翅式换热器，然后减压节流将部分H2闪蒸出去，闪蒸罐底LNG节流减压后去LNG储罐。LNG储罐内LNG由充装系统充装至LNG槽车外售。LNG装置工艺流程如图1（图中虚线圈内为后续技改增设部分，详情见后文）。
2 冷箱换热器（主流道）差压高的情况
晋控天庆LNG液化冷箱换热器（主流道）差压高主要分为两个阶段，第一阶段为2016年8月投产至2017年7月，第二阶段为2020年4月系统停车检修后重启过程至2020年6月，具体情况如下。
2.1 第一阶段
更多内容详见《中氮肥》2024年第3期