合成氨造气工号水系统改造效果分析及处理对策

合成氨造气工号水系统改造效果分析及处理对策摘要：随着合成氨装置造气系统工业原料由原来的渣油改为天然气，为节能降耗，对以前为渣油工艺设计的水系统工艺也进行了相应的改造，本文将对改造效果进行全面分析，并对不足之处提出处理措施。

关键词：节能设计水系统改造
宁夏石化公司一化肥装置截至2007年9月已将原有的三台气化炉全部进行了油改气技术改造，原料已全部由减压渣油改为天然气，改造后的气化炉采用德士古的天然气部分氧化技术，生产情况良好，炭黑生成量极微，原流程中的炭黑处理工艺无用武之地；为节能降耗，降低生产成本，公司利用2008年大检修机会对4112、4113系统进行了节能改造。

1 改造说明
1.1 气相系统的改造
由于生产原料已改为天然气，工艺气中炭黑含量大大减少，原来进下塔洗涤再进上塔洗涤已经没有必要，故在这次改造中将4112-C1塔的上下塔打通，工艺气经过1#文丘里洗涤器（4112-J1）进入塔内进行气液分离，工艺气从塔顶送往4114触媒变换工段，取消了2#文丘里（4112-J2）及下塔至上塔工艺气管线，以减少变换系统的阻力
降。

1.2 水相系统的改造
(1）4112水系统改造。

(2）4113水系统改造。

2 改造效果
2.1 节能方面
(1）由于在改造中有两台功率较大机泵被换成功率小的机泵，因此在节电方面显得非常突出，水系统改造后不但为公司节约大量的电能，而且大大降低了生产运行成本。

其次，该泵采用独立油系统强制润滑，由于密封效果不好等原因经常造成油箱进水，并导致轴瓦烧坏事故的发生，不但浪费大量的润滑油，也给设备维护保养增加了很大成本，而且威胁工况的稳定运行，在水系统节能改造中用功率较小的机泵顶替了该泵，新的功率较小的4113-P5泵采用简单的轴承箱自润滑方式，大大减少了油系统的维护成本，由于做功小，运行起来非常稳定，大大降低了其维护及运行成本。

(2）工艺系统中的外排水量大大减少；改造前，气化炉出水全部进入4113系统，由于4112炭黑洗涤系统和4113石脑油萃取系统使循环水中含有大量如酸性CN-离子，加上从水相过来的气化炉底部的炉渣灰分，如不及时排出会造成对设备管线的腐蚀和堵塞。

水循环系统长时间的运行，还会导致水中的环
保指标COD也逐渐增高，如不连续外排会造成循环水COD积累、超标，影响环保，所以在系统正常运行时要从4113FIC-6处以18M3/H 的速度进行排放以减少有害物质的积累。

水系统改造后气化炉出水一部分去4113系统，一部分通过4112-P7泵打回4112-C1塔进行内循环，所以整个去4113系统的水量大幅减少，外排量也相应减少，4113FIC-6设计值也大大降低至6M3/H。

由于4112、4113、4114工段整个水系统的循环利用，外排水量减少的同时使进系统的外补水量也相应的减少，为生产节约了大量的成本。

(3）4113渣油系统切出大大降低了能耗；原渣油系统中，气化炉送往4113工段的水中含有大量炭黑，4113工号采用石脑油萃取工艺将气化炉出水当中的炭黑进行萃取回收，被净化过的水再通过机泵打到4112-C1塔内循环利用。

首先，石脑油萃取系统的切出后，可节约相当数量、价格昂贵的石脑油。

其次是对萃取系统当中的几台机泵和4113-C1加热蒸汽以及该系统中大量的伴热、冷却水进行了彻底切出，这些改造将大大降低生产能耗。

第三是由于大量设备管线的取消，使工作人员节省了大量的设备维护工作，而且很大程度的降低了设备维护保养的成本。

2.2 改造给操作带来的方便
(1）4112-C1塔液位容易控制；改造前4112塔分为上下塔，工艺气从下塔经水洗后进上塔，再通过上塔水洗后从顶部去4114变换系统，由于变换系统的触媒进水后会破坏其性能，所以在平时的操作中严格控制4112-C1上塔液位以防4114-R1触媒进水，但由于假液位、
误操作等不确定因素的存在，导致4112-C1上塔液位难以控制，不时造成4114触媒进水，给生产带来很大被动。

水系统改造后，将4112-C1的上下塔体打通，使得控制范围增大，给操作带来很大方便，降低了4114触媒进水的风险。

(2）4113系统出现险情后的处理变得简单化；改造前由于气化炉出水全部进入4113系统，通过净化处理后打回4112系统循环利用，但当4113系统出现险情时会使得整个水循环处于中断状态，不仅给处理带来很大难度，而且潜藏着很大的安全隐患。

改造后通过4112-P7将气化炉水直接打向4112-C1塔，起到小循环的作用，一旦4113系统出现情况，可以通过小循环维持气化工艺用水，而且操作简单、安全。

(3）石脑油萃取系统的切出简化并降低了气化工艺的操作难度；石脑油萃取系统是改造前气化工号操作的重点、难点部分，由于工艺的本身特性决定了该工况的不稳定性，所以要求操作人员要有很高的操作技能和非常集中的精力，这给整个操作带来了很大难度，稍有不慎便会引起装置停车，处理不好还可能发生安全事故。

改造后，将该系统全部切出，并将原来的三级闪蒸系统改为两级闪蒸，使装置保持了稳定性，让操作变得简单化。

3 改造带来的不利方面及处理对策
3.1 4113系统容易超压
由于4113系统在设计上属于低压系统，在改造后将原来的三级闪蒸改为两级闪蒸，这虽然给操作带来了方便，但也给装置带来了隐患，一旦气化炉去4113系统的水量突然失控，会很可能造成4113系
统的超压，损坏设备。

为了防止超压事故的发生，可在去气化炉出水去4113系统的管线上安装了限流孔板，将总水量控制在40M3以内，从根本上防止了超压的发生，从而保障了4113系统的安全。

3.2 4112-P7泵容易发生气蚀
改造后，由于设计原因，在4112-P7泵的入口和气化炉的出水口之间的管线形成了一个倒“U’形，因为气化炉出水温度高且其中溶解一部分工艺气，导致管线中容易解析气体，所以该泵容易发生气蚀现象，如果在4113系统发生故障的情况下该泵发生气蚀将会造成整个气化系统水循环中断，处理不好甚至会造成系统停车。

鉴于此，在气化炉到4112-P7入口管线的最高处焊接一个排气导淋，从该处将管线中的气体排出以保证该泵的正常运行。

3.3 气化炉在停车泄压速度上受到影响
原系统中，气化炉出水通过4112FCV-30伐全部送往4113工号，在气化炉停车时主要通过该阀向低压的4113系统进行泄压。

改造后，由于去4113管线上安装了限流孔板，导致送往4113水量有限，从而影响了气化炉泄压速度。

为了不降低泄压速度，工艺上可通过适当打开气化炉去渣沟（4113-V5）阀（4113LCV-3）进行泄压，以弥补系统泄压速度较慢的问题。

4 结语
合成氨造气工号水系统节能改造完成后即投入到了生产运行当中，改造中的一些不理想之处已根据具体的运行工况进行了相应的调整和完善。

从工况控制过程来看，要比以前更加简单、安全；从节能降耗方面来看，更是有着巨大的优势。

随着对改造后的工艺进行不断的优化，使系统变得更节能、更稳定，从而达到低投入、高回报的目的，同时也证明了本次水系统节能改造取得了圆满成功。

参考文献
[1] 合成氨气化工段操作规程.
[2] 气化工段流程图.
[3] 合成氨培训教材.。