中海石油化学股份有限公司一期合成氨装置设计以天然气为原料,产合成氨1000 t/d,采用英国ICI-AMV合成氨技术,由日本千代田公司成套引进。脱碳系统选用苯菲尔特低热专利技术,由两段吸收,两段再生,四级喷射抽吸闪蒸组成。脱碳系统产的二氧化碳送往尿素装置经二氧化碳压缩机提压进入合成塔反应。
合成装置脱碳系统产的二氧化碳气体设计温度小于40 ℃,但从2011年下半年开始送往尿素的二氧化碳温度由42 ℃左右逐渐涨至56 ℃,由于温度偏高,在同样生产负荷下,二氧化碳压缩机耗中压蒸汽量增加,不但不利于装置的节能降耗,而且影响尿素的稳定运行。
二氧化碳冷却器05E005A/B是与循环冷却水进行换热,如果05E005A/B有异物堵塞及结垢,换热效果下降后会导致二氧化碳温度升高。正常生产运行期间,05E005A/B出口二氧化碳现场温度表指示为56 ℃,与分离罐分离后送往尿素的主控指示热电偶指示一样。因此,确认是05E005A/B换热效果下降后导致二氧化碳温度偏高。原来的解决办法是每次大修期间对板式换热器进行化学清洗,但化学清洗也带来新的问题,即回装投用后易发生泄漏,并且每次清洗后二氧化碳温度只下降5 ℃左右,基本上达不到小于40 ℃的设计值。为了彻底解决该问题,公司利用大修及停车机会,采取了以下措施。
2012年3月大修时,对泄漏的05E004板式换热器进行了更换,并在05E004A/B/C脱盐水入口增加1道闸阀;在05E005A/B入口循环冷却水增设管道过滤器。大修完开车正常后,二氧化碳温度仍然偏高。 2012年10月,公司再次利用10天的停车时间,对05E005A/B进行检查,发现B台换热器结垢较为严重,遂进行了更换。更换后,系统开车正常时,二氧化碳温度指示在28~30 ℃之间,低于设计温度40 ℃。
二氧化碳温度偏高的问题得到解决后,在同样负荷下,与原来工况相比,二氧化碳压缩机耗中压蒸汽量节约2 t/h,不但有利于节能降耗,操作弹性也更大,对尿素装置的稳定运行十分有利。如二氧化碳温度一直低于设计温度运行1年,中压蒸汽按170元/t计算,年可节约成本将近250万元。