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雙甲系統兩起超溫事故及處理

文檔作者：秦樹青，范建廣文檔來源：晉煤天源化工有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年05月12日
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雙甲系統兩起超溫事故及處理秦樹青，范建廣(晉煤天源化工有限公司，山西高平048400)[中圖分類號]TQ 113．26+4．3 [文獻標志碼]B [文章編號]1004—9932(2014)04—0034—021工藝簡介晉煤天源化工有限公司成立于2004年，是一個剛剛成長起來的大型煤化工企業，年產合成凈化工藝采用雙甲工藝，在凈化合成氨原料氣的同時聯產甲醇，提高了經濟效益。雙甲裝置包括均溫甲醇塔、絕熱甲醇塔和甲烷化塔，催化劑采用四川亞連的KC一603低壓甲醇催化劑和Ydl08一氨360 kt、甲醇40 kt。合成氨原料氣的最后一道 2Q甲烷化催化劑。雙甲工藝設計參數見表1。表1雙甲工藝設計參數2事故經過2．1 事故一2013年11月4日9：27，雙甲一系列汽包中壓蒸汽壓力高達4．1 MPa(正常2．6 MPa)，甲醇分離器液位同時上漲，中控操作工判斷人雙甲工段變換氣的c0嚴重超標，于是通知調度切氣，當負荷減到最低后，床溫趨于平穩并有下降趨勢，于是維持現狀穩定系統，正常后開始加量恢復生產。事故起因是變換工段高壓蒸汽調節閥誤動作導致調節閥關閉5 min，導致cO含量高達30％的變換氣流人雙甲工段。從變換9：06發現問題到雙甲9：27開始發現溫升大約經歷了21min，這段時間未有人及時匯報，浪費掉了關鍵的處理時間。盡管雙甲、合成緊急減量，但仍然造成3臺反應器嚴重超溫。幸運的是，合成新鮮氣的微量并沒有超標，避免了合成催化劑中毒的重大事故發生。同時也印證了雙甲工藝的設計是有很寬的裕量的，雙甲凈化工藝是優秀的。此次事故資料統計見表2。[收稿日期]2013—12—09 [修稿日期]2013—12—13[作者簡介]秦樹青(1975一)，男，山西高平人，助理工程師。表2事故一資料2．2事故二2013年11月22日16：30，同樣的事故再次發生，但是由于變換操作工及時匯報，雙甲、合成緊急減量，避免了雙甲嚴重超溫事故的發生，在系統負荷接近滿負荷情況下，高壓蒸汽產量約在6 min內從24．7 t／h降到7．9 t／h，通過核算，變換氣cO含量在20％左右，是雙甲允許的最高指標(5％)的4倍，在不合格氣未流入雙甲之前進行了減量處理，在雙甲進口CO含量降到在線分析儀量程(3．5％)之內時通知調度開始恢復正常生產。整個過程持續近1 h。事實證明，負荷降到滿負荷的1／4保證了雙甲的穩定，各項指標均合格。需要說明的是，雖然進行了減量處萬方數據第4期 秦樹青等：雙甲系統兩起超溫事故及處理 ·35·理，但是單位時間的粗甲醇產量和最高負荷時的產量居然是相同的。此次事故資料統計見表3。表3事故二資料3事故分析3．1 變換氣CO超標的量化處理兩起事故發生的原因雖然相同，但是因為處理的不同導致造成的后果顯著不同。甲醇合成塔運行時容易超溫，當使用新的、活性強的催化劑時，這個問題更突出。在高溫下，甲醇催化劑燒結會使其喪失活性。雙甲運行的重要安全指標如下：第一甲醇塔設計溫度270 oC，催化劑使用溫度210～270 oC；第二甲醇塔設計溫度275 oC，催化劑使用溫度210～270 oC；甲烷化塔設計溫度360 oC，催化劑使用溫度250～430 oC。為了保證催化劑的壽命，操作溫度應盡可能與催化劑要求的使用溫度一致，維持操作的穩定，因此針對變換氣CO不可避免的超標必須制定嚴格的處理方法。當變換氣CO超標時在脫碳放空(雙甲前工段)未必能將不合格氣全部排放，合適的排放時間很難掌握，采取切氣局部停車也面臨同樣的問題，而且事故損失會更大，所以最佳的處理方法只能通過減量減少進入雙甲的CO量來降低反應器溫升?，F在面臨的問題是要制定變換氣CO超標多少需要減到多少負荷的量化處理辦法。實際上雙甲設計的所能反應的CO量是有一個極限的。正常運行時的統計數據表明，在催化劑使用中期，在滿負荷下雙甲進口允許的最高CO含量是5％。 如果：Q…M。=K(常數)式中Q…——雙甲允許最高氣量；M…——雙甲進N允許最高CO含量。通過分析可以知道：當雙甲進口CO含量升高至M…的n倍時，為了維持K值不變，就必須要將雙甲的負荷降低到滿負荷Q。。的1／u，才能維持雙甲系統的穩定運行。所以只要知道變換氣CO含量，我們就可以對雙甲進行量化的處理。比如事故一，變換氣CO含量高達30％，大約是雙甲允許指標5％的6倍，所以要維持雙甲的穩定就必須將負荷降到滿負荷的1／6。3．2 變換氣CO含量的估算變換氣CO在線分析儀最高顯示值為3．5％，這意味著當變換氣CO含量超過3．5％時，我們就無法知道變換氣CO含量到底是多少，這樣雙甲的準確處理就缺少了依據。所以，必須在事故情況下對變換氣CO含量進行估算，可以通過變換反應式并參考高壓蒸汽的量進行計算。變換高壓蒸汽量每減少1 t／h，就會有1000／18 x22．4=1 244 n13／h的CO不能被變換，而滿負荷時變換氣量為92 860 n13／h，1244／92860=1．3％，即變換氣CO含量就可能升高約1％，而在低負荷下此值會更高。比如事故二，變換高壓蒸汽量減少了約17 t／h，說明變換氣CO含量可能已經達到了近20％，是雙甲允許指標5％的4倍，所以必須將負荷減到滿負荷的1／4才能維持雙甲的穩定。這只是個簡單的估算，但對于生產的指導顯然已經足夠了。4結語事故的發生是偶然的，但是事故的正確處理和防范措施的完善是必然的。通過以上兩起事故的對比分析發現，針對相同事故的不同處理會導致截然不同的結果。為了避免不可預知的錯誤造成嚴重的后果，必須在生產管理中開展事故預想，完善事故處理方案，建立針對事故的量化處理措施，做到心中有數，處理事故時井然有序，盡量減少事故損失。一般地，甲醇合成催化劑的最佳使用溫度已達到了270 oC，甲烷化催化劑的最佳使用溫度也達到了430 oC，但這僅僅是理論上的溫度，如果合成塔超溫，催化劑就有被損壞的危險，會給公司帶來重大的經濟損失。車間作業指導書應反映合成塔可能出現的異常工況，為了連續穩定運行，應強調操作的最高溫度和事故處理的最佳時間和方法，始終讓措施走在事故的前面，堅持用數據指導生產

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