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低溫甲醇洗系統尾氣中氫含量高的原因分析及對策

文檔作者：李永強張鵬文檔來源：河南心連心化肥有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年04月27日
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小氮肥 第 ４４ 卷 第 ７ 期 ２０１６ 年 ７ 月低溫甲醇洗系統尾氣中氫含量高的原因分析及對策李永強 張 鵬（河南心連心化肥有限公司 河南新鄉(xiāng) ４５３７３１）河南心連心化肥有限公司四分公司低溫甲醇洗系統采用七塔工藝，尾氣放空量 ２０ ０００ ｍ３／ｈ（標態(tài)）。 運行初期，尾氣中氫含量與設計值相差較大，日積月累會造成極大資源浪費。1 現狀調查從原始開車起，低溫甲醇洗系統尾氣中氫含量一直未達到設計值，并且與設計值偏差較大。經計算，尾氣排放的氫氣折合成合成氨為 ０．８ ～１．０ ｔ／ｄ。 影響低溫甲醇洗系統尾氣成分的主要氣體分析結果如表 １ 所示。表 1 影響低溫甲醇洗系統尾氣成分的主要氣體分析結果項 目φ（Ｈ２ ） ／％尾氣 循環(huán)機進口 ＣＯ２閃蒸罐出口φ（ＣＯ２ ） ／％２０１４-０１-１１ ４．２２０ ３９．４９３ ３９．４２１ ９９．１ ２０１４-０１-１２ ４．５００ ３８．８６５ ３９．７４２ ９９．３ ２０１４-０１-１３ ４．４２１ ３７．９９８ ３９．０５６ ９９．０ ２０１４-０１-１４ ６．９８９ ３８．０２６ ４０．５３０ ９９．４ ２０１４-０１-１５ ４．５２６ ３８．５２４ ３９．８００ ９９．１ ２０１４-０１-１６ ３．１２１ ３８．４９１ ３７．８９０ ９９．０ ２０１４-０１-１７ ４．４３２ ３７．９８０ ３９．２１０ ９８．８ ２０１４-０１-１８ ３．２２４ ３９．２１０ ３８．０２３ ９９．０ 平均值 ４．４２９ ３８．５７３ ３９．２０９ ９９．１ 設計值 ０．１１ ３５ ０．１３ ９９．０ 由表 １ 可知，ＣＯ２閃蒸罐（Ｖ１６０８）出口氣中氫含量實際值比設計值大很多，可判定尾氣中氫含量高的直接原因是 Ｖ１６０８ 出口氣中氫含量高。2 原因分析針對尾氣中氫含量高的問題展開討論，歸納、總結出原因分析樹狀示意如圖 １ 所示。 主要末端因素如下：①含硫甲醇閃蒸罐（Ｖ１６０２）、無硫甲醇閃蒸罐（Ｖ１６０３） 壓力控制得過高，閃蒸不完全；②Ｖ１６０２和 Ｖ１６０３ 液位控制得過高，閃蒸不完全；③原料氣分離罐（Ｖ１６０１）液位顯示假液位；④原料氣冷 卻器 （ Ｅ１６０１ ） 殼程 排 污 閥 沒 有 關 閉；⑤Ｅ１６０１ 殼程排污閥內漏。 歸納、匯總造成尾氣中氫含量高的末端因素進行要因確認，運用數據分析、現場調查、現場驗證等方法對所有末端因素進行認真分析，要因確認計劃如表 ２ 所示。圖 1 原因分析樹狀示意表 2 要因確認計劃項 目 確認內容 確認方法 規(guī)定標準 確認地點 確認日期末端因素一 壓力控制 微機監(jiān)控 １．５５ ～１．７０ ＭＰａ 甲醇洗微機 ２０１４-０１-２０ 末端因素二 液位控制 微機監(jiān)控 ９００ ～１ ３００ ｍｍ 甲醇洗微機 ２０１４-０１-２０ 末端因素三 液位是否正常 液位計校驗 現場微機一致 甲醇洗微機 ２０１４-０１-２０ 末端因素四 閥門關閉 檢查 關閉狀態(tài) 甲醇洗現場 ２０１４-０３-０１ 末端因素五 Ｖ１６０１ 液位 觀察液位 液位無明顯變化 甲醇洗現場 ２０１４-０３-０５１５小氮肥 第 ４４ 卷 第 ７ 期 ２０１６ 年 ７ 月2．1 末端因素一末端因素一即 Ｖ１６０２ 和 Ｖ１６０３ 壓力控制得過高，閃蒸不完全。 確認過程：據 Ｖ１６０２ 和 Ｖ１６０３壓力控制數據統計，其壓力在 １．５８ ～１．６５ ＭＰａ，而工藝指標為 １．５５～１．７０ ＭＰａ。結論：Ｖ１６０２ 和 Ｖ１６０３ 壓力控制在工藝指標內且較為穩(wěn)定，對其他工藝未造成影響，其為非要因。2．2 末端因素二末端因素二即 Ｖ１６０２ 和 Ｖ１６０３ 液位控制得過高，閃蒸不完全。 確認過程：據 Ｖ１６０２ 和 Ｖ１６０３液位控制數據統計，其液位在 ９５０ ～１ １４０ ｍｍ，而工藝指標為 ９００ ～１ ３００ ｍｍ。結論：Ｖ１６０２ 和 Ｖ１６０３ 液位控制在工藝指標內且較為穩(wěn)定，其為非要因。2．3 末端因素三末端因素三即 Ｖ１６０１ 液位顯示假液位。 確認過程：針對 Ｖ１６０１ 現場和微機液位進行比對。結論：Ｖ１６０１ 微機液位和現場液位顯示基本一致，且在工藝指標范圍內，其為非要因。2．4 末端因素四末端因素四即 Ｅ１６０１ 殼程排污閥未關閉。確認過程：關閉 Ｅ１６０１ 殼程排污閥，對關閉該排污閥前、后的尾氣進行分析對比，其結果如表 ３所示。表 3 E1601 殼程排污閥對尾氣中 φ（H2 ）的影響 ％日期 關閉 Ｅ１６０１ 殼程排污閥前 關閉 Ｅ１６０１ 殼程排污閥后２０１４-０３-０１ ４．３２０ １．６２５ ２０１４-０３-０２ ４．５２０ １．５５２ ２０１４-０３-０３ ５．２４０ １．５９０ ２０１４-０３-０４ ５．４５０ １．５５２ ２０１４-０３-０５ ４．３８０ ２．５３０ 結論：關閉 Ｅ１６０１ 殼程排污閥后，尾氣中氫含量明顯降低。 因此，判定 Ｅ１６０１ 殼程排污閥未關閉為要因。2．5 末端因素五末端因素五即 Ｅ１６０１ 殼程排污閥內漏。 進一步分析，在正常情況下，關閉 Ｅ１６０１ 殼程排污閥，Ｅ１６０１ 殼程液體應進入 Ｖ１６０１，液位應有所上升，但實際液位與關閉前無明顯變化，確定可能為Ｅ１６０１ 殼程排污閥內漏，導致變換氣進入 Ｖ１６０１液相管線內，然后進入 Ｖ１６０８，再經閃蒸后進入Ｔ１６０３，導致尾氣中氫含量高。為了進一步確認排污閥內漏導致尾氣中氫含量偏高，采取了將 Ｖ１６０８ 氣相切至火炬的措施，以確定原因。 分析對比了 ２０１４ 年 １ 月 Ｖ１６０８ 出口 φ（Ｈ２ ）（表 １）與 ２０１４ 年 ３ 月 Ｖ１６０８ 氣相切火炬前、后尾氣中 φ（Ｈ２ ）（表 ４）。表 4 V1608 氣相切火炬前、后尾氣中 φ（H2 ）對比 ％日期 Ｖ１６０８ 氣相切火炬前 Ｖ１６０８ 氣相切火炬后２０１４-０３-０１ ４．３２０ ０．１６１ ２０１４-０３-０２ ４．５２０ ０．１８２ ２０１４-０３-０３ ５．２４０ ０．１８３ ２０１４-０３-０４ ５．４５０ ０．１７５ ２０１４-０３-０５ ４．３８０ ０．１８２ 結論：Ｖ１６０８ 氣相切火炬后尾氣中氫含量降低比較明顯，且比單獨關閉排污閥效果顯著。 因此，判定 Ｅ１６０１ 殼程排污閥內漏為要因。3 解決措施２０１４ 年 ３ 月，利用停車機會對 Ｅ１６０１ 殼程排污閥門進行更換，更換閥門后尾氣中 φ（ Ｈ２ ） 在０暢１１５％～０．１８４％。鞏固完善措施：①每月對操作人員進行不少于 ２ 次的培訓，以彌補經驗不足的缺陷；②每周對尾氣進行檢測，監(jiān)控尾氣中氫含量變化；③及時對設備進行維護。4 結語針對甲醇洗尾氣中氫含量高的原因進行分析并整改，經計算，尾氣中降低的氫含量折合為合成氨可增加 ０．８ ～１．０ ｔ／ｄ，按氨價 ２ ０００ 元／ｔ、年運行時間 ３００ ｄ 計，則每年可節(jié)約費用約 ４８ 萬元；低溫甲醇洗系統尾氣中 φ（Ｈ２ ）由 ４．０％左右降至０．２％以下，經濟效益顯著。（收稿日期 ２０１５-１０-０２）歡 迎 訂 閱 歡 迎 投 稿 歡 迎 刊 登 廣 告１６

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