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CO2汽提塔出液温度异常增高原因及分析

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年7月上13期作者：康瑄付乾坤张东旭

[导读] 兖矿新疆煤化工有限公司（简称“兖新煤化”），负责运营兖矿集团投资的新疆区域煤化工项目。项目规划设计产能300kt/a甲醇、520 kt/a尿素，同时副产26 kt/a硫酸、50 kt/a液氩、20 kt/a液氧，项目与2012年投产运营。2020年兖新煤化于9月下旬至10月中旬进行年度大修，于21日系统正式开车。

兖矿新疆煤化工有限公司康瑄付乾坤张东旭新疆乌鲁木齐 830000

兖矿新疆煤化工有限公司（简称“兖新煤化”），负责运营兖矿集团投资的新疆区域煤化工项目。项目规划设计产能300kt/a甲醇、520 kt/a尿素，同时副产26 kt/a硫酸、50 kt/a液氩、20 kt/a液氧，项目与2012年投产运营。2020年兖新煤化于9月下旬至10月中旬进行年度大修，于21日系统正式开车。在开车过程中汽提塔出液温度出现异常偏高，负荷明显后移，低压循环系统负荷重，氨耗高等一系列问题。遂对汽提塔拆解、清扫处理，再次于10月31日恢复正常运行，各项数据回归正常指标氛围。
关键词：co₂提塔温度异常、负荷后移、系统异常、尿素氨耗；
        引言
        "兖新煤化”位于乌鲁木齐甘泉堡工业园区内，利用新疆丰富的煤炭资源优势运营兖矿集团投资的煤化工项目，公司于2020年9月下旬至10月中旬进行年度大修，但在系统开车后出现汽提塔出液、出气温度异常偏离工艺指标，低压循环系统负荷过大，产品质量差与尿素氨耗居高不下，系统操作困难等一系列问题。
        1、工艺运行简述
        co₂汽提：从尿素合成反应塔中溢流出的合成液温度控制在，进入汽提塔的上部，经汽提塔上部的液体分布器分布后，合成液均匀流入汽提塔列管内，并以膜状沿管壁向下流动。co₂气从塔底进入汽提塔列管内并与液膜逆流接触，在壳侧2.5MPa左右的蒸汽提供热量的条件下，合成液中的氨基甲酸铵受热分解成、，同时与原料气中新鲜的co₂气混合后，从汽提塔顶部进入高压甲铵冷凝器进行反应，从汽提塔底部出来的液体进入低压循环系统提纯与回收未反应的、。
        2、工艺系统出现的异常现象
        2.1、汽提塔出液、出气温度异常高
        2.2、尿素吨氨耗高
        2.3、常压吸收塔出液温度高指标12℃
        2.4、氨水槽内co₂和NH₃含量明显偏高
        3、原因分析及工艺改善操控：
        初步分析为高压系统汽提塔出现问题，导致生产负荷后移至低压循环系统，造成各项指标异常。因汽提塔工作异常导致气提效率降低，返回高压甲铵冷凝器的汽提气减少，惰气含量不断积累增加，最终导致高压洗涤器的放空阀开度增大，氨也随之排放出系统，进而使低压甲铵冷凝器负荷、常压吸收塔及后系统出现指标整体变化，使系统循环恶化，最终停车处理。
原因分析：
        3.1汽提塔液位过高；因汽提塔壳侧通入2.5MPa左右的蒸汽加热，而汽提塔液位过高，则使得汽提效率降低，其壳侧蒸汽直接变成加热合成液的热源，致使其汽提塔出液温度增高。但我们工艺采用将汽提塔出液阀开大保证在其液位在不窜气的条件下低限操作，经过一段时间控制操作仍未见明显改善。故而排除汽提塔液位过高可能。
        3.2、进入汽提塔C0₂升高，使得汽提塔出液温度增高。根据调控压缩机四段出口温度，控制进入进入汽提塔的C0₂温度在指标范围内合理波动，经一段时间监控运行，却仍未见汽提塔出液温度有明显改善，故排除其可能。
        3.3、生产负荷过低，使得汽提塔出液温度增高。因为低负荷时液体分布器内液位槽液位下降，使得气液在汽提塔列管中分布不均匀使局部列管中气液量减少造成出液温度增高，而且伴随着腐蚀加剧，危害设备与生产安全。但此时系统仍处于70%负荷运行，不构成过低负荷运行条件，故也排除。
        3.4、进入汽提塔的合成液中上升导致，一般每上升0.1，则会使出液温度上升2℃。经过分析取样结果也排除。
        3.5、液体分布器中某些液体分布小孔堵塞。因为小孔被堵塞后，影响到其它管的液体量增加，使得形成被合成液加热格局减弱汽提分解的效率，造成出液温度升高。因为系统刚经历年度大检修，存在某些杂物随物料进入汽提塔堵塞液体分布器中小孔的可能。遂短停检修发现有些许杂物等，重现清理，处理完成后回装完成，系统各工艺指标恢复正常氨耗降低、后系统运行正常平稳。
故在系统停车大修过程中，要及时保护好各开口密封，防止落入杂物进入系统管道；同时在各设备检修过程中，由于焊渣等杂物进入系统，在经过汽提塔时堵塞液体分布器小孔。液体分布器小孔被堵塞后造成各汽提管内的液体分布不均匀,因此在系统开车前应全部吹扫，保证设备内干净无杂。
        4、总结
        CO2汽提塔出液温度异常增高有多种原因，同时也会引起整个系统各指标的异常变化，如尿素氨耗增高、后系统负荷增重，尿素产品质量优劣以及设备腐蚀安全性方面等问题。只有平时系统生产过程中多学习观察、多讨论分析，同时利用新媒体信息借鉴参考其他同类型企业的类似问题，遇到异常及时处理更好的优化工艺系统。