甲醇凈化裝置越冬防凍總結(jié)

劉 波

（黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司浩良河化肥分公司，黑龍江伊春 153103）

我公司甲醇裝置于2006年11月投產(chǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為100kt／a。投產(chǎn)半年后，裝置運(yùn)行即趨于穩(wěn)定，2008年10月月產(chǎn)甲醇超萬(wàn)噸，標(biāo)志著甲醇裝置達(dá)到了設(shè)計(jì)產(chǎn)能。然而，2008年末，由于市場(chǎng)低迷，甲醇價(jià)格迅速滑至谷地，系統(tǒng)面臨停車。由于當(dāng)時(shí)正值隆冬，滴水成冰，甲醇裝置保安全、保防凍成為一項(xiàng)重點(diǎn)工作。本文就甲醇裝置越冬防凍方案選擇、制定、組織實(shí)施，停車期間的日常維護(hù)，以及恢復(fù)開(kāi)車的情況作一介紹。

1 防凍的原則

裝置停車后，既要考慮防凍的問(wèn)題，更要考慮日后系統(tǒng)恢復(fù)開(kāi)車的問(wèn)題。由于黑龍江地處祖國(guó)的最北方，因而甲醇裝置停車后，系統(tǒng)防凍就成為當(dāng)務(wù)之急，如果放在夏季做還相對(duì)容易些，有足夠的時(shí)間處理；冬季做防凍就要考慮周全，才不容易出紕漏，減少設(shè)備、管道、閥門被凍壞的幾率，最大限度地提高防凍的效率。為日后系統(tǒng)的重新開(kāi)車打下基礎(chǔ)。

在做防凍處理過(guò)程中，要求各物料不能互串，已處理的工序、設(shè)備、管道要避免被二次污染，避免不必要的重復(fù)工作。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際和氣候狀況，本次防凍制定的原則如下：

（1）保證催化劑安全可靠，不受損害；

（2）把溶液貯存起來(lái)，避免浪費(fèi)；

（3）不凍壞設(shè)備、管道、閥門；

（4）各物料之間不能互串；

（5）該加盲板的地方不要漏項(xiàng)，并掛好盲板標(biāo)志牌；

（6）防凍要有序進(jìn)行，做好記錄臺(tái)帳；

（7）防凍期間所有工作要按計(jì)劃進(jìn)行，要有專人負(fù)責(zé)，完成一項(xiàng)，檢查確認(rèn)一項(xiàng)；

（8）一旦時(shí)機(jī)成熟，裝置能夠很快恢復(fù)開(kāi)車。

2 防凍的重點(diǎn)和難點(diǎn)

我公司甲醇凈化裝置采用中溫耐硫變換、中溫水解轉(zhuǎn)化、濕法脫硫脫碳以及常溫水解轉(zhuǎn)化后配合氧化鋅精脫硫的流程。該流程具有調(diào)整氣體組分范圍較寬、調(diào)節(jié)方便、毒物成分去除徹底、與后續(xù)工序甲醇裝置相匹配，結(jié)合連貫的特點(diǎn)。

從流程即可看出，耐硫變換催化劑、中溫水解轉(zhuǎn)化劑、常溫水解轉(zhuǎn)化劑、氧化鋅脫硫劑的處理過(guò)程是重點(diǎn)。這些催化劑不僅要處理好，更要保護(hù)好，為日后甲醇裝置恢復(fù)開(kāi)車時(shí)各種催化劑仍能保持高活性，裝置順利開(kāi)車打基礎(chǔ)。

停車時(shí)處于冬季，因而本次停車防凍過(guò)程中，介質(zhì)為水和溶液的設(shè)備和管道處理起來(lái)需從速、謹(jǐn)慎、徹底。防凍方案的編制也是圍繞防凍的重點(diǎn)和難點(diǎn)而展開(kāi)，其中的難點(diǎn)有以下：

（1）脫硫、脫碳系統(tǒng)溶液的處理；

（2）各種鍋爐給水排空及防凍處理；

（3）各水冷器、換熱器的防凍處理；

（4）各種補(bǔ)水管道內(nèi)水的清除和管道的防凍處理；

（5）各分離器冷凝液排出管道的防凍處理；

（6）外送蒸汽管道的截?cái)嗪头纼鎏幚恚?/p>

（7）運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的處理。

3 防凍處理措施

3.1 各種催化劑的處理

系統(tǒng)停車以后，裝置內(nèi)各爐催化劑的處理隨即展開(kāi)。首先用N2將全系統(tǒng)置換合格，然后導(dǎo)通中溫變換爐、中溫水解槽、常溫水解槽、氧化鋅脫硫槽熱氮盲板，用氮?dú)饧訜釥t依次對(duì)各爐催化劑進(jìn)行烘干處理，去除催化劑中的水分，以保持催化劑的高活性。在烘干過(guò)程中，要在出口處取樣分析，以三次水含量小于0.5g／m3為合格。烘干結(jié)束以后，要對(duì)各爐催化劑進(jìn)行封爐處理，尤其中變?yōu)槟土蜃儞Q催化劑，其活性較高，如不慎竄入空氣，易引起催化劑燒結(jié)，從而使催化劑失去活性，遭到損壞。因此，變換爐爐頭和爐底以及激冷副線等處共計(jì)加盲板4塊，使催化劑與空氣隔絕。其他各爐催化劑則不需加盲板，但也要在烘干合格后將氣體出入口閥門關(guān)閉。

3.2 脫硫、脫碳溶液的處理

3.2.1 脫硫溶液的處理

我公司脫硫溶液為含Na2CO3的堿液，其冰點(diǎn)要比純水低，但如果不做處理，擱置較長(zhǎng)時(shí)間，也會(huì)結(jié)冰，導(dǎo)致管道和閥門損壞，甚至威脅設(shè)備的安全。脫硫系統(tǒng)為全循環(huán)的封閉系統(tǒng)，脫硫溶液共約400m3，裝置內(nèi)有兩個(gè)脫硫溶液循環(huán)槽，可盛裝溶液450m3左右，完全可以把所有的脫硫溶液放入循環(huán)槽內(nèi)，并且槽內(nèi)設(shè)有加熱器，開(kāi)通后即可起到防凍作用。經(jīng)過(guò)35h的連續(xù)作業(yè)，脫硫溶液被全部導(dǎo)入脫硫溶液循環(huán)槽。設(shè)備、管道內(nèi)溶液通過(guò)導(dǎo)淋排至地下池后打入脫硫溶液循環(huán)槽。由于處理及時(shí)，人員跟班作業(yè)，脫硫溶液沒(méi)有出現(xiàn)損失和結(jié)凍的情況。

3.2.2 脫碳溶液的處理

我公司脫碳溶液為含K2CO3水溶液，約有270m3，其處理方式與脫硫溶液類似。所不同的是，脫碳貯槽不參與循環(huán)，脫碳泵出口管在室外；管道內(nèi)溶液需及時(shí)吹掃干凈；但溶液可通過(guò)脫碳泵處理。因而其倒液速度較快，只半小時(shí)即完成。管道內(nèi)溶液通過(guò)脫碳塔蓄壓后吹掃至脫碳地下池后，再用潛水泵打入脫碳貯槽。在處理過(guò)程中，管道內(nèi)溶液吹掃是關(guān)鍵，需多次吹掃，確認(rèn)無(wú)溶液積存后，才可停止。

由于我公司脫碳貯槽內(nèi)原設(shè)計(jì)沒(méi)有加熱器，因而新配置加熱器，定期開(kāi)啟，加熱溶液。

3.3 鍋爐給水的處理

我公司送入本裝置的鍋爐給水有低壓鍋爐給水和高壓鍋爐給水兩種?？梢圆扇∷腿胂到y(tǒng)保持流通，然后排出的方式防凍，能夠起到防凍作用，但是幾個(gè)月下來(lái)，會(huì)造成很大的浪費(fèi)。出于節(jié)能的考慮，我公司決定采取措施，其中高壓鍋爐給水的處理方式為，在與高壓鍋爐給水相連接的設(shè)備中溫水解槽內(nèi)蓄壓，然后關(guān)閉在熱電廠廠房?jī)?nèi)的出工段閥門，把閥后法蘭解開(kāi)，打開(kāi)本裝置內(nèi)的入口閥門，進(jìn)行吹掃，反復(fù)幾次，直至吹掃干凈后，在鍋爐的出工段閥后加盲板。

與高壓鍋爐給水的處理類似，低壓鍋爐給水則在與其相連接中變廢鍋內(nèi)蓄壓，進(jìn)行吹掃處理。最后在低壓鍋爐給水出工段閥后加盲板。

3.4 各水冷器、換熱器的防凍處理

3.4.1 水冷器的處理

凈化系統(tǒng)共有水冷器5臺(tái)，本裝置的水冷器都是冷卻工藝氣和二氧化碳?xì)怏w的。其循環(huán)水（一般為管程）的處理相對(duì)容易些，逐漸關(guān)小上水閥門，使水量控制在最小，保證有水通過(guò)即可。既保證了防凍，同時(shí)節(jié)省水量和動(dòng)力消耗。對(duì)于殼程的處理，我公司則考慮較多，首先是打開(kāi)殼程排凈口，排干凈冷凝液后，在排凈口加閥。定期開(kāi)閥檢查，這是基于一旦水冷器循環(huán)水泄漏，通過(guò)這種方式可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

3.4.2 換熱器的處理

凈化系統(tǒng)換熱器較多，需要及時(shí)處理的就有6臺(tái)。凈化系統(tǒng)的換熱器管程和殼程均為工藝氣，一旦系統(tǒng)停下來(lái)，氣體被外界冷卻后其冷凝液容易結(jié)冰凍壞設(shè)備。因此需在置換完成后，打開(kāi)管程和殼程排凈口排放冷凝液，有的排放不及時(shí)，已有結(jié)凍現(xiàn)象，遇到這種情況用蒸汽加熱一下，就可排出換熱器內(nèi)部積存的冷凝液。

3.5 補(bǔ)水管道的處理

脫硫和脫碳系統(tǒng)的補(bǔ)水管道均有很大一部分在室外，需做防凍處理。處理時(shí)，首先在室內(nèi)低點(diǎn)處法蘭斷口，排出管內(nèi)積存的大部分積水，然后在管道導(dǎo)淋處接入氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，吹掃時(shí)采取一人控制氮?dú)忾y門，一人在法蘭斷口處監(jiān)視的方式?；ハ嘤脤?duì)講機(jī)聯(lián)系，待法蘭處無(wú)水噴出后，先關(guān)閉氮?dú)忾y門，稍停一會(huì)再重復(fù)吹掃一次，確認(rèn)管內(nèi)無(wú)水后，補(bǔ)水管道處理才算完畢。

3.6 各分離器冷凝液排出管道的防凍處理

各分離器的冷凝液在正常生產(chǎn)中都靠壓力的作用排至下游設(shè)備。一旦停車，冷凝液就排不出去，必須及時(shí)處理掉，否則將凍壞管道。處理方法為，首先給各分離器蓄壓，然后在冷凝液用戶的進(jìn)戶閥前法蘭處解口，接下來(lái)迅速打開(kāi)冷凝液排出閥門，吹掃管內(nèi)積存的冷凝液，如此反復(fù)兩次，確保冷凝液吹掃干凈。

3.7 外送蒸汽管道的截?cái)嗪头纼鎏幚?/h3>

中變廢鍋產(chǎn)生的蒸汽送入統(tǒng)一的蒸汽管網(wǎng)。裝置停車以后蒸汽不再產(chǎn)生，外送蒸汽管道需要斷開(kāi)，以保證管道的安全。處理時(shí)采取在與蒸汽管網(wǎng)連接處的根部斷口，并加堵板，使裝置內(nèi)蒸汽管道與管網(wǎng)徹底隔離開(kāi)。之所以在管網(wǎng)根部處理，是考慮如果與管網(wǎng)太遠(yuǎn)則有可能管內(nèi)積存冷凝液，最后產(chǎn)生結(jié)凍，出現(xiàn)不良后果。

3.8 運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的處理

裝置內(nèi)共有大型運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備5臺(tái)，雖然都在室內(nèi)，但也要采取處理措施，以保證其性能安全可靠。處理時(shí)，首先關(guān)閉泵入口和出口閥門，用水把機(jī)械密封處結(jié)垢沖洗干凈，然后排凈泵內(nèi)存液，解除電機(jī)熱備。

4 裝置停車期間的日常維護(hù)

本次裝置防凍工作歷經(jīng)18天，停車防凍順利處理完畢。但這僅僅是防凍的開(kāi)始，在再次開(kāi)車之前，裝置的日常維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題尤其重要。裝置日常維護(hù)主要內(nèi)容有以下。

（1）在裝置停車期間，每班至少巡回檢查兩次，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)匯報(bào)。

（2）各系統(tǒng)氮封處理。用N2給各個(gè)系統(tǒng)沖壓，使各系統(tǒng)保持正壓，使靜止設(shè)備免受腐蝕。

（3）系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的維護(hù)。運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備每天盤車一次，油箱定期加油，確保其轉(zhuǎn)動(dòng)自如。

（4）現(xiàn)場(chǎng)的閥門在閥桿處定期涂抹防腐的潤(rùn)滑脂。

（5）各分離器冷凝液排液閥門和蒸汽閥門均保持一定開(kāi)度，防止閥門處因積液或積水而產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象，損害閥門。

（6）每班要打開(kāi)水冷器殼程排凈口閥，檢查水冷器循環(huán)水是否泄漏，如無(wú)泄漏則可關(guān)閉。

（7）中控崗位要注意各爐催化劑床層的溫度變化，如有異常及時(shí)匯報(bào)。

（8）停車期間公司各部門定期對(duì)裝置自身情況進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)整改。

5 裝置開(kāi)車

2009年7月，由于我公司合成氨系統(tǒng)催化劑還原的需要，甲醇裝置要進(jìn)入開(kāi)車程序，檢驗(yàn)防凍是否成功、是否高效的時(shí)候到了。開(kāi)車前的準(zhǔn)備工作在7月初即開(kāi)始啟動(dòng)，逐一抽加盲板、管道連接、系統(tǒng)置換、催化劑升溫、溶液制備、溶液循環(huán)、導(dǎo)通各工序氣路閥門。經(jīng)過(guò)20多天的緊張忙碌，于7月27日具備了接氣的條件，并用12h順利打通全系統(tǒng)，一次開(kāi)車成功！

6 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和存在不足

裝置防凍無(wú)疑是一項(xiàng)全新的工作，也是一種挑戰(zhàn)，需慎之又慎。我公司甲醇裝置停車防凍雖然是有計(jì)劃的，但在停車時(shí)仍不放過(guò)任何一個(gè)細(xì)節(jié)。停車時(shí)所做的工作有詳細(xì)的記錄，停車期間裝置的日常維護(hù)毫不松懈。

本次裝置防凍不足之處是，裝置開(kāi)車后，放空時(shí)發(fā)現(xiàn)中變放空總管有漏氣現(xiàn)象，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)管道上有一10mm長(zhǎng)裂紋。分析認(rèn)為因此處位置較低，氣體中的冷凝液在此積存，結(jié)冰以后，體積膨脹，使管道出現(xiàn)了裂紋。在以后的防凍過(guò)程中，我們把中變放空總管低點(diǎn)處的法蘭斷口，使冷凝液能夠及時(shí)排出，沒(méi)有再出現(xiàn)類似現(xiàn)象。

7 結(jié) 語(yǔ)

細(xì)節(jié)決定成敗。由于我公司在裝置防凍過(guò)程中準(zhǔn)備充分，對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)都經(jīng)過(guò)反復(fù)的研究，確定最佳處理措施，處理時(shí)嚴(yán)格按照方案執(zhí)行，裝置日常維護(hù)細(xì)致全面，保證了催化劑等介質(zhì)的安全可靠，保證了設(shè)備的安全，記錄臺(tái)帳細(xì)致完整，在再次開(kāi)車時(shí)有章可循，使裝置在恢復(fù)開(kāi)車時(shí)能夠順利一次開(kāi)車成功。