液氮洗工艺描述

工艺制造液氮洗冷箱的制造技术何 传 贤(杭州杭氧股份有限公司)摘要:详细介绍了杭氧在液氮洗冷箱国产化制造过程中所进行的氮洗塔选材论证和制造技术攻关的内容,分析了液氮洗冷箱组装时为保证产品质量所采取的措施。

关键词:液氮洗冷箱;氮洗塔;制造;组装前 言我国是一个人口众多,人均占有耕地面积很少的国家,要解决事关国计民生的粮食问题,就要大力发展化肥工业,提高化肥(尤其是氮肥)产量,以满足农业发展的需要。

氮肥生产的原料气为氮气和氢气。

氮气可由空分设备提供,氢气则由石油或水煤浆加压气化后获取。

由石油或水煤浆加压气化所获得的原料气中,主要成分为氢气,但含有一氧化碳和二氧化碳等有害杂质。

这些杂质气体在合成塔内会使催化剂中毒!而失效。

所以,原料氢气在进入合成塔前,必须经过净化处理,使其一氧化碳和二氧化碳等杂质的总含量不大于10∀10-6。

原料氢气的净化,通常采用铜氨液吸收法、甲烷化法和液氮洗法。

其中液氮洗法,不仅能脱除一氧化碳和二氧化碳等有害杂质,而且也能脱除甲烷和氩气,可以得到惰性气体含量小于100∀10-6的氮氢混合气。

产品合成气的纯度很高,使氢、氮气在合成氨时的消耗量接近理论值,并且大大延长催化剂的寿命。

尤其在以煤或渣油为原料时,往往工厂配有空分设备,酸性气体的脱除采用低温甲醇洗。

此时,采用液氮洗法来脱除一氧化碳不仅节能降耗,且更为经济合理,常被推荐使用。

液氮洗冷箱是液氮洗工序的主要设备,其中包括氮洗塔、板翅式换热器以及其他槽、罐、仪表、调节阀和管线等,冷箱内设备在低温(-193#)、中压(5 2MPa)环境下运行,介质为易燃、易爆和易挥发的高含氢物料。

十五!期间,国家经贸委组织有关专家对十五!重大技术装备∃大型化肥成套设备研制项目%进行了可行性论证。

该项目中的液氮洗冷箱设计及研制!专题经国家经贸委批准,同意以山东华鲁恒升化工股份有限公司油改煤扩建工程中的液氮洗冷箱为依托工程,进行液氮洗冷箱国产化!攻关。

1 氮洗塔制造1 1 氮洗塔制造前期选材论证液氮洗冷箱的制造,由杭氧股份有限公司(以下简称:杭氧)承担,冷箱内的关键设备&&&氮洗塔,其内部结构虽与空分精馏塔类似,塔体高18m,但塔的设计压力为5 8MPa(空分精馏塔内部的设计压力只有0 7MPa)。

中。

不过，即使能够输送，煤所含杂质的类型和数量会迅速使蒸汽转化用的催化剂及下游其他对毒物敏感的催化剂失活。

采用比轻石脑油重的液态烃，情况也是如此。

解决办法是利用气化法，或部分氧化，煤与适量氧气或富含氧的空气以及蒸汽燃烧，以便与CO或在不完全燃烧中所生成的气态烃反应生成CO2和多余H2。

燃烧过程为不采用催化剂、有蒸汽参与的反应提供充分热量，因而不会出现合成气反应塔内催化剂损坏的问题。

由煤和重质烃原料气化而来的合成气原料含氢、CO、CO2和剩余蒸汽，还包括气化剂不是纯氧的极少数情况下，来自空气中的氮、惰性气体，加上硫化氢，羰基硫(COS)、煤烟和灰。

气化后，首先采用传统气体净化方法脱除固体。

然后使CO与蒸汽进一步反应生成CO2和H2，以调整气体组分使之更适于甲醇或其他产品合成，或者在氢或氨装置中尽量增加氢气量，无论最终采取何种办法脱除CO，都要尽量减少残留的CO。

水气变换反应需要催化剂，即使在高温变换(HTS)工艺，原料气中的硫含量对所采用的更耐用的催化剂而言都显得较高，在采用转化法的氢和氨装置中，为进一步降低气体中CO含量需进行低温变换(LTS)反应，那么原料气中的硫对更敏感的催化剂而言浓度就显得更高了。

因此在气体到达HTS催化剂之前，要将气体中的硫脱除到一定程度，但若将硫浓度脱除到不破坏LTS催化剂的低浓度就不切实际了，所以，即使气化法合成气装置含LTS工序，仍存在少量硫。

在必需脱除所有碳氧化物的情况下，象氨装置和制取高纯度氢气的装置，高温变换后用某些湿法净化工艺脱除大量CO2，随后再采用物理吸收法如变压吸附(PSA)、深冷分离或催化甲烷化脱除残留CO2和CO。

最后一种方法的缺点是碳氧化物会转化回甲烷，在氨装置中，甲烷在合成回路中积累，增加了净化要求。

在采用清洁原料的蒸汽转化合成气装置中，脱除CO2的大型装置一般采用再生式化学洗涤溶液如活化热钾碱(Benfield，Vetrocoke，Catacarb，Carsol工艺)或活化MDEA。

液氮的制作方法1. 简介液氮是一种极低温的液体氮气，在许多实验室和工业应用中被广泛使用。

它具有低沸点和低温冷冻等特性，广泛应用于冷冻食品、医药、航天航空等领域。

本文将介绍液氮的制作方法及其工艺流程。

2. 工艺流程液氮的制作方法主要包括以下几个步骤：2.1. 空气的预处理液氮的制作源于空气中的氮气。

在制备液氮之前，首先需要对空气进行预处理以去除杂质，确保制得的液氮质量纯度较高。

2.2. 空气的压缩经过预处理后的空气被压缩机压缩，使得空气变得更加浓缩。

压缩过程需要控制压力和温度，确保空气达到适合进入分离器的条件。

2.3. 空气的分离将经过压缩的空气进入分离器中，通过物理分离的方法将其中的氧气、氩气等成分分离出去，使得剩余氮气浓度增高。

常用的分离方法主要有吸附分离和膜分离。

2.4. 温度降低将经过分离的氮气进入冷却器中，通过降低温度使得氮气逐渐液化。

冷却器中的制冷剂将热量从氮气中吸收，使其冷却并液化。

2.5. 液氮的储存将液化的氮气存储于合适的容器中，通常是保温性能好的真空容器。

液氮在常温下蒸发很慢，因此合适的储存容器能够确保液氮的长时间保存。

3. 安全注意事项在液氮的制作和使用过程中，需要注意以下几个安全事项：•避免液氮与皮肤接触，因为液氮的温度非常低，可能导致严重的冷冻伤害。

•在操作液氮时，应穿戴好防护手套和安全眼镜等个人防护装备。

•确保储存液氮的容器具备良好的密封性能，以防止气体泄漏。

•禁止在密闭空间中储存大量液氮，以免产生大量氮气，引起窒息等危险情况。

•严禁将液氮倒入密闭容器中，因为液氮蒸发会产生大量气体，使压力增大，容器可能爆炸。

4. 应用领域液氮具有极低温的特性，因此在许多领域有广泛的应用：•冷冻食品：液氮可以快速冷冻食品，保持食品的新鲜和质量。

•医药领域：液氮被用于低温保存生物样本、药品和疫苗。

•航天航空：液氮被用作推进剂和冷却剂，在航天器和飞机的燃料系统中发挥重要作用。

•电子产业：液氮用于半导体制造过程中的冷冻和冷却，以提高电子元件的性能。

作者简介:张学懿(１９６４ )ꎬ男ꎬ工程师ꎬ从事煤化工技术管理工作ꎻｚｈｘｙ８６５９＠１２６.ｃｏｍ液氮洗装置运行问题分析及处理张学懿ꎬ侯晶晶ꎬ霍吉生(中煤鄂尔多斯能源化工有限公司ꎬ内蒙古鄂尔多斯㊀０１７３１７)㊀㊀摘㊀要:针对液氮洗装置存在的吸附器再生效果差㊁甲烷回收量小㊁尾气浪费㊁冷箱内漏㊁中压氮通道冻堵等影响系统运行的瓶颈问题进行了分析ꎬ提出了有效的处理措施ꎮ经过实施工艺改进㊁优化操作ꎬ装置实现了平稳运行ꎬ系统实现了长周期满负荷运行ꎬ取得了良好的经济效果ꎮ㊀㊀关键词:液氮洗ꎻ吸附器ꎻ甲烷ꎻ冷箱㊀㊀中图分类号:ＴＱ１１３.２６㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ｂ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:２０９６￣３５４８(２０１９)０１￣００２４￣０４㊀㊀中煤鄂尔多斯能源化工有限公司(简称中煤能源)规划建设年产２０００ｋｔ合成氨㊁３５００ｋｔ尿素的大型煤化工基地ꎬ其中一期为１０００ｋｔ/ａ合成氨㊁１７５０ｋｔ/ａ尿素ꎬ副产１００ｋｔ液化甲烷ꎮ装置于２０１４年２月打通全流程ꎬ顺利产出合格的大颗粒尿素ꎮ液氮洗采用法液空工艺包ꎬ控制系统采用集散控制系统(ＤＣＳ)自动控制ꎬ装置的紧急停车和安全联锁系统由独立的紧急停车系统(ＥＳＤ)实现ꎬ为安全生产提供了可靠的技术保障ꎮ在试生产运行期间ꎬ出现了吸附器再生不彻底㊁尾气浪费㊁甲烷回收量小㊁低压氮气再生阀内漏㊁冷箱内漏㊁中压氮和废液调节阀(ＬＶ３２５Ａ)通道冻堵等影响系统运行的情况ꎮ经过实施工艺改进㊁优化操作等达到了消除制约生产的瓶颈ꎬ确保了装置的稳定运行[１]ꎮ１㊀液氮洗装置工艺流程液氮洗工艺流程示意图见图１ꎮ图１㊀液氮洗工艺流程示意图㊀㊀经过低温甲醇洗脱除酸性气体后的净化气压力为３.１ＭＰａꎬ温度为－５４.５ħꎬ单系列体积流量为１６５６８１ｍ３/ｈ(标态)ꎬ由分子筛脱除净化气中的微量ＣＯ２和ＣＨ３ＯＨꎬ保证分子筛出口ＣＯ２㊁ＣＨ３ＯＨ体积分数小于０.１ˑ１０－６ꎬ２台吸附器交替运行ꎬ每个吸附器吸附周期为１０ｈꎮ脱除ＣＯ２和ＣＨ３ＯＨ后的净化气进入冷箱净化气冷却器上端进行换热ꎬ换热后的净化气(－１２３ħ)经氮气/甲烷塔的再沸器换热至－１４７ħ进入净化气分离器中进行气液分离ꎬ在此大量的甲烷被分离下来ꎬ液相甲烷与氮气/甲烷塔的液相甲烷混合换热后ꎬ作为产品气送出ꎻ气相进入净化气冷却器上端继续换热ꎬ并进一步冷却至－１８２ħꎬ送至氮洗塔底部分离器中进行气液分离ꎬ分离出的气相进入氮洗塔中ꎬ经洗涤氮脱除微量的ＣＯ㊁ＣＨ４和Ａｒꎬ进入净化气冷却器中配氮和回收部分冷量后ꎬ大部分气体去低温甲醇洗装置换热ꎬ小部分经氮气冷却器换热后ꎬ与去低温甲醇洗换完热的气体混合后ꎬ作为合成气送往合成制氨ꎮ而氮洗塔底部的液相经节流后ꎬ送至废气分离器进行气液分离ꎬ气相(低热值尾气)与氮气/甲烷塔顶部的气体经净化气冷却器和氮气冷却器换热后ꎬ作为燃料气送至锅炉ꎮ液相经废气分离器液相阀位比例控制调节ꎬ分为两股:一股由ＬＶ３２５Ａ经净化气冷却器换热后进入氮气/甲烷塔作为中部进料ꎬ另一股由液位调节阀(ＬＶ３２５Ｂ)进入氮气/甲烷塔顶部作为回流ꎮ氮洗塔底部合成气分离器中分离的大量甲烷液作为氮气/甲烷塔的底部进料ꎬ氮气/甲烷塔作为精馏塔ꎬ精馏分离出甲烷和尾气ꎬ甲烷气送入甲烷液化装置[２￣３]ꎮ２㊀运行中出现的问题及处理措施２.１㊀分子筛超级再生不彻底装置纯化系统所用的分子筛为１３Ｘ型ꎬ其孔径为１ｎｍꎬ吸附０.３６４~１.０００ｎｍ的任何分子ꎬ可脱除水㊁二氧化碳和甲醇ꎮ每台吸附器的装填量为４８３５ｋｇꎬ再生气体积流量为１４２００ｍ３/ｈ(标态)ꎮ吸附前的净化气中φ(ＣＯ２)ɤ２０ˑ１０－６㊁φ(ＣＨ３ＯＨ)ɤ５０ˑ１０－６ꎬ其中φ(ＣＨ３ＯＨ)在开车期间最大可允许２００ˑ１０－６ꎬ吸附后的净化气中φ(ＣＯ２)和φ(ＣＨ３ＯＨ)均小于０.１ˑ１０－６ꎮ再生气入口温度为２００~２３０ħꎬ出口温度为１８５~２００ħꎻ吸附时的操作压力为２.９~３.１ＭＰａꎬ再生时的操作压力为０.３０~０.３５ＭＰａꎮ分子筛超级再生曲线见图２ꎮ图２㊀分子筛超级再生曲线图㊀㊀在吸附器刚装入分子筛或ＣＯ２穿透分子筛ꎬ以及长时间停车后ꎬ开车前需经超级再生ꎬ用于脱除分子筛中的ＣＯ２㊁ＣＨ３ＯＨ及其他杂质ꎮ装置原始开车时ꎬ由于缺乏经验ꎬ对分子筛再生曲线选取不合理ꎬ温度未达到要求ꎬ导致开车后吸附器出口ＣＯ２在线分析数据频繁波动ꎬ净化气通道阻力增大ꎬ被迫停车复热解冻ꎬ造成了很大的经济损失ꎮ故分子筛性能取决于再生温度ꎮ在开车时ꎬ一定要严格执行超级再生的要求ꎮ解决措施:分子筛重新进行超级再生ꎮ确保入口温度达到２３０ħꎬ此时分子筛的性能最佳ꎬ低于这个值ꎬ只能除去部分水分ꎬ如果温度升不上去ꎬ需开疏水器旁路阀进行提温ꎮ加热时吸附器出口处达到最高温度１９０ħ后还需要持续６ｈ(图２中Ｔ１)ꎬ吸附器再生完成后开始氮气冷却ꎬ当吸附器出口温度至高于入口温度５~１０Ｋ时冷却结束ꎮ实践证明ꎬ加热温度至关重要:加热温度低ꎬ会导致解吸不完全ꎬ造成分子筛的吸附容量减小ꎬ使其工作周期缩短[４]ꎻ加热温度过高ꎬ会延长冷却时间ꎮ分子筛的再生ꎬ加热是关键ꎬ加热时间选择在吸附器再生出口温度缓慢增长至规定温度保持稳定结束ꎮ所以ꎬ控制分子筛的再生温度是关键ꎬ时间作为参考ꎮ在分子筛再生过程中ꎬ严格控制再生加热器出口氮气温度为２３０ħꎬ一方面严格防止低压氮气超温ꎬ另一方面防止低压氮气温度过低ꎬ导致分子筛冷却温度过快ꎬ二者均影响分子筛的使用寿命ꎮ２.２㊀尾气回收大部分液氮洗装置中低热值尾气都经尾气压缩机压缩后送至变换装置ꎬ但装置原设计将尾气送入火炬燃烧ꎬ未考虑回收ꎮ经核算将尾气加压送至变换装置ꎬ由于氮含量高ꎬ易造成系统累积循环ꎬ且需增加两台(一开一备)往复式压缩机ꎬ投资费用较大ꎮ考虑到以上原因ꎬ将尾气送至锅炉装置作为燃料气ꎬ原设计为塔顶温度在－１８４ħ下ꎬ尾气组分(体积分数)为φ(ＣＯ)＝３０％ꎬφ(Ｈ２)＝８％ꎬφ(ＣＨ４)＝１％ꎬφ(Ｎ２)＝６１％ꎬ热值约１０００ｋＪꎬ每小时可节省１０ｔ煤ꎬ经济效益显著ꎮ尾气组分存在波动ꎬ在最大限度回收有效甲烷组分和保证甲烷纯度的前提下ꎬ控制氮气/甲烷塔塔顶的温度可维持尾气热值的稳定ꎬ是精细操作的要点ꎮ表１为不同温度下尾气中各组分体积分数ꎮ由表１可见:将塔顶温度控制在－１７８ħ可以保证尾气热值的稳定ꎮ表１㊀不同温度下尾气中各组分体积分数塔顶温度/ħφ(ＣＨ４)/％φ(ＣＯ)/％φ(Ｈ２)/％φ(Ｎ２＋Ａｒ)/％－１７０１２.０２７.６８.１５２.３－１７５５.０２９.１８.３５７.６－１７８１.２３０.２８.４６０.２－１８００.９３０.３８.２６０.６－１８４０.３３０.１８.０６１.６２.３㊀甲烷提纯中煤能源液氮洗装置需将分离得到的甲烷富液送入氮气/甲烷塔进行甲烷组分精馏ꎬ得到甲烷气[φ(ＣＨ４)ȡ９８％]ꎬ送到甲烷液化装置ꎮ开车时ꎬ甲烷气量偏小㊁纯度低ꎮ当系统中压氮气和液氮充足的情况下ꎬ采用净化气分离器积液操作ꎮ反之ꎬ采用氮气/甲烷塔塔釜提纯ꎬ控制塔釜温度在－１４７ħꎬ甲烷纯度会达到９８％以上ꎬ但可能会造成甲烷回收率降低ꎮ净化气分离器操作中积液具备的条件为: (１)提高液体节流前压力ꎬ降低节流后压力ꎻ(２)液氮充足ꎻ(３)适当调高原料气中ＣＯ的含量ꎬ馏分中ＣＯ含量的增大有利于节流多制冷ꎮ甲烷馏分和尾气馏分的分配要兼顾冷量平衡与最大限度回收甲烷馏分ꎬ以减少有效成分的损失ꎬ而且要保证尾气热值的稳定ꎮ采取的调整措施为:(１)将氮气/甲烷塔塔顶压力由设定值０.２２ＭＰａ逐渐降至０.１８ＭＰａꎬ使塔釜温度迅速下降ꎻ(２)通过调整比例调节控制ꎬ加大ＬＶ３２５Ａ通道的流量ꎬ减小ＬＶ３２５Ｂ通道的流量ꎻ(３)氮气/甲烷塔多进液氮ꎬ使塔的整体温度下降ꎮ适当增大洗涤氮量ꎬ使整个系统节流制冷量增大ꎮ逐渐开大通过氮气/甲烷塔再沸器的净化气量ꎬ使其温度降至－１４０ħ进入净化气分离器进行气液分离ꎬ大部分甲烷被冷凝下来[φ(ＣＨ４)约为９９％]ꎬ此时氮气/甲烷塔负荷将会降低ꎬ其塔顶温度将由－１７５ħ降至－１８０ħꎬ致使塔顶尾气中甲烷的体积分数降至０.９％以下ꎮ但由于整个塔的温度降低ꎬ将导致甲烷纯度的降低ꎬ体积分数由９９.５％降至９６％ꎬ甲烷的气量将会增大ꎬ将氮气/甲烷塔塔釜温度控制在－１５８ħ左右ꎬ实现净化气分离器积液操作ꎮ液体经高低压节流阀进入甲烷气通道进行换热ꎬ为系统提供冷量ꎮ气体经氮气/甲烷塔下端回收冷量后ꎬ净化气温度进一步下降ꎬ系统温度降低ꎬ可以稍减少洗涤氮量ꎬ达到了降低氮气用量的目的ꎮ净化气分离器进行积液操作对液氮洗稳定运行ꎬ进一步回收甲烷有效组分以及甲烷液化装置的稳定运行ꎬ系统的节能降耗具有重要的意义ꎮ实践证明ꎬ净化气分离器积液操作ꎬ更有利于甲烷的有效回收ꎮ２.４㊀冷箱内漏自开车以来ꎬ液氮洗冷箱内漏情况严重ꎮ在分析冷箱增压氮气时ꎬ其中氢气的体积分数达３％左右ꎮ冷箱外部结霜严重ꎬ系统跑冷ꎬ严重影响装置的安全稳定运行ꎮ经与设计院沟通ꎬ当冷箱充压到设计压力ꎬ用传统的肥皂水多次对冷箱内所有的管道㊁设备㊁仪表管线进行查漏ꎬ均无结果ꎮ因氦气具有质量数小㊁质量轻㊁渗透能力强等特点ꎬ最终决定用氦检仪再进行查漏ꎮ所用氦检仪为法国Ａｌｃａｔｅｌ公司生产的ＡＳＭ￣１４２型氦检仪ꎬ其方法是对冷箱内部所有的设备管线处进行充压ꎬ达到设定压力后充入一定量的氦气ꎬ使氦体积分数不小于１０％ꎮ发现氮洗塔顶部导压管处有沙眼㊁冷配氮管线处有一焊渣腐蚀的沙眼ꎮ经查这些漏点均为施工时造成ꎮ所以在今后冷箱内部施工时一定要注意防止碰到管线设备等ꎮ为提高冷箱的保冷效率可采取以下措施: (１)在冷箱底部阀门裙座里填充干燥的岩棉并且压紧ꎻ(２)在靠近冷箱壁增压氮流通的气道上开孔(靠近冷箱底部约１.５ｍ的位置)ꎬ并且填充岩棉ꎬ防止冷量外壁结霜ꎮ经冷箱查漏消漏ꎬ并且增大冷箱增压氮气的体积流量ꎬ从３５ｍ３/ｈ(标态)调高至５０ｍ３/ｈ(标态)左右ꎬ冷箱氢含量泄漏率由３％降至０.０１％ꎬ并且冷箱外壁几乎没有挂霜ꎬ消除了安全隐患ꎬ增加了安全性ꎬ保证系统长期安全稳定运行ꎮ２.５㊀分子筛氮气再生入口阀ＫＶ１５、ＫＶ２５内漏开车以来ꎬ分子筛再生入口程控阀ＫＶ１５和ＫＶ２５内漏比较严重ꎬ导致高压侧向低压侧漏气ꎬ低压侧压力升高ꎬ使氮气压力升至０.７ＭＰａꎬ高高联锁ꎬ液氮洗跳车ꎮ利用停车机会ꎬ对阀进行维修ꎬ效果不明显ꎮ为避免出现联锁跳车ꎬ在ＫＶ１５和ＫＶ２５低压侧导压管处配管泄压引至高点排放ꎮ利用大修时ꎬ在低压氮气进入ＫＶ１５和ＫＶ２５的管线上配制ＤＮ２５的管线至火炬放空ꎬ以保证不发生联锁跳车ꎮ注意在分子筛充压㊁煤气冷却㊁并联运行时将排空阀打开ꎬ设定压力投自动ꎻ在氮气再生加热和氮气冷却时关闭ꎮ此方法解决了就地排放的危险性ꎬ达到了安全稳定的目的ꎮ２.６㊀中压氮气带水冻堵及ＬＶ３２５阀通道流量受限２０１４年７月２０日ꎬ液氮洗二系列原始开车时ꎬ冷箱各通道做露点时都达到－６０ħꎬ具备开车条件ꎮ当冷箱导气全部结束后ꎬ系统缓慢调整ꎬ逐渐加负荷ꎬ系统运行正常ꎮ当负荷加至８５％时ꎬ系统温度逐渐回升ꎬ氮洗气中ＣＯ含量逐渐上升ꎬ换热器热端温差增大ꎬ系统跑冷严重ꎬ工况持续恶化ꎬ采取各种措施进行调整ꎬ系统温度仍高ꎮ经中控现场多次检查确认ꎬＬＶ３２５Ａ全开(废气分离器废液通道至净化气冷却器换热后作为氮气/甲烷塔中部进料)ꎬ体积流量在２０００~２５００ｍ３/ｈ(标态)波动[设计值为６７００ｍ３/ｈ(标态)]ꎬ经换热器后的温度高于设计值ꎬ致使净化气冷却器各通道温度整体回升ꎬ导致系统回升ꎬ现场仪表确认调节阀也是全开状态ꎮ经多次分析并查资料ꎬＬＶ３２５Ａ管线在冷箱内部布置为Ｕ形弯状ꎬＬＶ３２５Ａ管线在最低端处ꎬ在开车时ꎬ因没有在此处做露点ꎬ可能造成死区ꎬ造成冻堵ꎬ系统只能减负荷运行ꎮ２０１４年１０月５日装置大检修时ꎬ对冷箱复热解冻后ꎬ对ＬＶ３２５Ａ处做露点时发现不合格ꎬ随后对此处调整彻底吹除干燥直至合格为止ꎮ再次系统开车后ꎬ未发现此处流量波动ꎬ系统温度正常ꎬ加负荷时也未出现波动ꎬ系统满负荷运行正常ꎮ在液氮洗装置开车时ꎬ所有的仪表管线导淋㊁取样点一定要进行彻底的氮气干燥ꎬ尤其是注意管线低端处的阀门要全部取样进行分析ꎬ并多次取样直至合格ꎮ综上所述ꎬ液氮洗是合成氨装置最关键的工段ꎬ同时兼顾冷量耦合㊁氢氮比㊁甲烷纯度㊁收率等ꎬ其操作稳定性对前后工段影响特别大ꎬ对全系统的连续运行㊁节能降耗㊁提高产量至关重要ꎮ在液氮洗选取工艺时一定要进行充分论证ꎬ并对工艺包全面审查ꎬ与设计院沟通ꎬ进行针对性工艺的优化ꎬ确保工艺的经济合理性ꎮ液氮洗是一个复杂的相变过程ꎬ操作中同时发生换热㊁冷凝㊁分离㊁蒸发㊁节流㊁吸收㊁溶解㊁解吸等多种单元操作ꎬ一处调整ꎬ多处发生变化ꎬ其调整的原则是:(１)需缓慢进行ꎬ一次调整要等半小时才能有效果ꎻ(２)调整幅度小ꎬ大幅度调整会产生大波动和工况紊乱ꎮ总之ꎬ液氮洗装置在工艺选取㊁设备安装㊁原始开车以及正常操作中要注意每一个细节ꎬ才能确保装置达标运行ꎮ３㊀结语中煤能源液氮洗装置经过对运行中遇到的问题解决和优化操作后ꎬ装置实现了平稳运行ꎬ系统达到了满负荷运行ꎬ装置性能考核中各项指标均达到或优于设计值ꎬ取得了良好的经济效果ꎬ积累了实际运行经验ꎬ系统实现了长周期满负荷运行ꎮ参考文献[１]㊀王世成ꎬ李猛ꎬ侯晶晶ꎬ等.中煤图克化肥项目液氮洗优化操作技改探讨[Ｊ].煤化工ꎬ２０１６ꎬ４４(３):３４￣３６. [２]㊀董忠民ꎬ冯永发ꎬ常伟.液氮洗工艺探讨[Ｊ].大氮肥ꎬ１９９８ꎬ２１(４):２６４￣２６６.[３]㊀任多胜.大型合成氨装置液氮洗工艺流程的优化[Ｊ].大氮肥ꎬ２０１１ꎬ３４(２):８１￣８３.[４]㊀柳兆忠.液氮洗装置的优化与改进[Ｊ].大氮肥ꎬ２０１４ꎬ３７(３):１６６￣１６８.(收稿日期㊀２０１８￣０１￣１６)。

精制铜氨液洗涤法一、氨的性质 (1)二、合成氨的生产工艺及主要方法 (3)三、生产合成氨的原料 (7)四、合成氨的生产步骤 (11)五、少量一氧化碳和二氧化碳脱除的方法 (13)六、铜洗工序的任务 (15)七、铜液的工艺流程及吸收 (16)八、铜液的组成及配置 (20)九、铜洗的基本原理 (20)一、氨的性质氨（Ammonia，即阿摩尼亚），或称“氨气”，分子式为NH，是一种无色气体，有强烈的刺激气味。

极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨。

氨对地球上的生物相当重要，它是所有食物和肥料的重要成分。

氨也是所有药物直接或间接的组成。

氨有很广泛的用途，同时它还具有腐蚀性等危险性质。

由于氨有广泛的用途，氨是世界上产量最多的无机化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。

由于氨可以提供孤对电子，所以它也是一种路易斯碱。

比空气轻（比重为0.5），可感觉最低浓度为5.3ppm。

氨是一种碱性物质，它对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用。

可以吸收皮肤组织中的水分，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜结构。

氨的溶解度极高，所以主要对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用，减弱人体对疾病的抵抗力。

浓度过高时除腐蚀作用外，还可通过三义神经末梢的反射作用而引起心脏停搏和呼吸停止。

氨通常以气体形式吸入人体，进入肺泡内的氨，少部分为二氧化碳所中和，余下被吸收至血液，少量的氨可随汗液、尿或呼吸排出体外。

结构：氨分子为三角锥形分子，是极性分子。

N原子以sp°杂化轨道成键。

1.物理性质氨气通常情况下是有刺激性气味的无色气体，密度比空气小，极易溶于水，易液化，液氨可作制冷剂。

以700：1的溶解度溶于水。

氨水中含有粒子：水分子，氨（NH）分子，一水合氨（NH，~H40）分子，铵根离子，氢离子，氢氧根离子。

摩尔质量：17.0306CAS：7664-41-7密度：0.6942熔点：-77.73℃沸点：-33.34℃在水中溶解度：89.9g/100mL，0℃偶极距：1.42D2.化学性质NH.遇HC1气体或浓盐酸有白烟产生，可与氯气反应。

浅谈低温液氮洗装置操作维护摘要：在我国进入21世纪以来，我国的综合国力在快速的发展，社会在不断的进步，我国科学技术在不断的发展，煤制合成氨工艺中关于净化气中CO脱除一般选择低温液氮洗技术，但低温液氮洗工艺工作条件苛刻，对工艺操作、设备维护要求较高，本文就公司液氮洗装置出现的问题及正常维护相关工作进行分享。

关键词：液氮洗；操作维护；板翅式换热器引言在煤制合成氨生产过程中，经变换后的气体除含有氢、氮、水外，还含有较多的二氧化碳和少量的一氧化碳、甲烷，此外还含有H2S、COS等硫化物。

含氧化合物与含硫化合物是氨合成触媒的毒物，气体在进入合成工序之前必须将它们脱除干净。

我国引进的以煤为原料的大型合成氨装置中，基本上都是采用低温甲醇洗脱除工艺气中的酸性气体，然后再采用液氮洗洗涤CO，这些过程都为物理过程。

但是许多已投产厂家在低温甲醇洗和液氮洗装置的开车过程和运行过程中由于操作的原因，都会存在不少问题，这里将其中部分问题产生的原因进行分析，并提出相应的解决措施。

现运行的低温甲醇洗装置大多遵循林德公司的设计理念，采用六塔流程，即洗涤塔、CO2产品塔、H2S浓缩塔、热再生塔、甲醇水分离塔、尾气洗涤塔，采用绕管式换热器，选择性地一步法脱硫脱碳。

1液氮洗装置主要存在的问题1.1低温液氮洗运行中出现的问题2015年弛放气合成氨装置再次开车，在运行过程中出现以下问题：1）装置开车过程控制困难，稍有控制不慎，必须重新进行积液，往往导致整个开车过程延缓8~10h或更长。

2）氮洗塔底部不能建立稳定的液位，生产过程稍有波动，冷量不足，极易导致液氮洗出口合成气微量CO波动，并危及氨合成工段和催化剂安全运行。

曾出现因工况波动，冷量不足，氮洗塔出口气CO含量超100×10-6mg/L，无法在短时间扭转，被迫切除合成回路，中断生产流程的情况。

3）氮洗塔底部尾气氮气含量远远高于设计值（设计值为7.8%，而实际含量最高达到40%），氮气损失大，制约生产能力，夏季表现更加明显。

液氮洗岗位题库一、填空1、原料气来自低温甲醇洗，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

2、出吸附器的原料气，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

3、进氮洗塔的原料气，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

4、出氮洗塔的合成气，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

5、去甲醇洗的合成气，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

6、出冷箱的合成气，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

7、甲醇洗返回合成气，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

8、去合成的合成气，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

9、氮洗塔塔底液体，温度℃，压力 MPa，流量 m3/h,主要成分。

10、进V-1702的物料（两相、，温度℃，压力 MPa，流量 ,主要成分。

11、循环氢气出V-1702，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

12、循环氢气去甲醇洗，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

13、燃料气出V-1702液相，温度℃，压力 MPa，流量 m3/h,主要成分。

14、燃料气出液氮洗，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

15、中压氮气进液氮洗，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

16、液氮进氮洗塔，温度℃，压力 MPa，流量 m3/h,主要成分。

17、低压氮气进液氮洗，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

18、低压氮气进E-1701，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

19、低压氮气出E-1701，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

20、低压氮气进E-1702，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

21、低压氮气出E-1702，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

22、低压氮气旁路，温度℃，压力 MPa，流量 Nm3/h,主要成分。

液氮洗冷箱运行总结孙栋【摘要】介绍了液氮洗工艺流程和运行情况,针对液氮洗导气速率过慢或失败的原因进行了分析,提出了解决方案,使液氮洗运行稳定得到保障,保证合成氨产量,降低消耗.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2017(043)007【总页数】2页(P9,70)【关键词】液氮洗;冷箱;运行【作者】孙栋【作者单位】中海石油华鹤煤化有限公司合成氨生产部,黑龙江鹤岗 154000【正文语种】中文【中图分类】TQ113.264中海石油华鹤煤化有限公司合成氨装置由五环设计院设计、十六化建承建，设计年产300kt合成氨，以煤为原料，采用丹麦托普索合成氨技术，主要工艺分为变换、低温甲醇洗、液氮洗、氨合成冷冻等单元。

液氮洗单元是杭州杭氧公司按德国林德公司工艺规范制成的一种成套装置，主要任务是利用分子筛吸附器脱除净化气中CO2、CH3OH 等高沸点物质；通过冷凝和液氮洗涤脱除工艺气中微量 CH4，CO 和少量的Ar。

生产H2∶ N2为3 ∶ 1的合成气；向燃料气系统输送燃料气。

液氮洗涤是利用空分装置所得到的高纯氮气，在氮洗塔中吸收氮洗气中少量CO的分离过程。

液氮由塔顶加入，净化气由塔底通入，进行逆流操作。

在洗涤过程中，由于 CO、CH4和 Ar的冷凝温度都比氮高，因此，当这些组分气体与低温液氮接触，温度降低而被冷凝下来，溶解在液氮中，在塔顶得到纯净的氢氮气。

采用液氮洗涤法脱除工艺气中微量的 CO、CH4等气体，其原理是利用 CO、CH4等气体具有比氮的沸点高且易溶解于液态氮的特性，液氮洗涤为物理过程，以液氮为洗涤剂，CO、CH4被冷凝在液氮中，而部分液氮被蒸发到洗涤气中作为氨合成的原料。

华鹤公司液氮洗装置，自2015年5月一次性开车成功，运行两年以来总体比较稳定，系统负荷逐渐加满，出口微量一直比较稳定，未出现过出口精制合成气不合格现象，但是在运行过程中也出现过一些影响系统安全稳定的因素，系统造成过几次波动，本文就出现的一些问题进行分析、解决和探讨。