黃國祥

（中海石油化學股份有限公司，海南東方 572600）

中海石油化學股份有限公司二期合成氨裝置采用美國KBR（Kellogg Brown Root公司）工藝技術，年產450kt，是國內單套生產能力最大的合成氨裝置。工藝是用含CH461.7%的天然氣作為原料，合成純度99.98%的液氨產品。裝置產生的高壓蒸汽（12.00MPa，245t／h）主要用于驅動兩臺壓縮機透平103JT、105JT（合成氣壓縮機透平103JT 正常耗汽量約163t／h，氨冰機透平105JT 正常耗汽量約78t／h）。

1 事故概述

2009年9月12日以及2010年1月20日二期合成氨裝置兩次開車過程中，氨冰機透平105JT 均出現(xiàn)轉速上漲，高壓蒸汽用量大幅度增加，GV 閥全開的現(xiàn)象，見圖1、2。同時，合成氣壓縮機103JECV 閥開度達到85%以上（正常時30%～45%），造成蒸汽系統(tǒng)和氨冷凍系統(tǒng)波動，給裝置的穩(wěn)定運行帶來很大風險。

圖1 2010年1月20日105J趨勢圖

圖2 2009年9月12日105J趨勢圖

1.1 波動過程介紹

尿素裝置停車之前合成系統(tǒng)運行穩(wěn)定，105J在2010年1月19日21：35的轉速為8 899r／min，尿素停后送冷氨，105J負荷增加，轉速增加。1月20日4：14尿素啟動高壓氨泵304J，105J轉速升到9 600r／min，4：24 蒸汽用量從3：50 的80 545kg／h增加到119 921kg／h，105J GV 閥4：09開到100%，同時，103JECV 閥在4：25時開度達到88.4%，造成高壓蒸汽系統(tǒng)小幅度的波動，氨分離溫度升高，氨冷器130C 的壓力和液位出現(xiàn)間斷性的波動。

1.2 波動對裝置的危害

（1）對蒸汽系統(tǒng)的影響 105JT 高壓蒸汽用量增加，造成103J ECV 閥開度大。若103J ECV 閥開度達到100%，高壓蒸汽系統(tǒng)將無法實現(xiàn)自動控制。若105JT 高壓蒸汽用量繼續(xù)增加，高壓管網壓力將降低，從而引起整個蒸汽管網的波動。

（2）對合成回路的影響 進入組合式氨冷器120CF1／CF2的氣氨量大幅度增加，105J短時間內無法提供足夠的制冷量，造成120C 分離溫度上升，分離效果惡化，氨合成塔105D 入口氨含量增加，105D 反應平衡被打破，產氨量下降，合成回路壓力上升，嚴重時會造成合成回路被迫停車。

2 原因分析

逐一排查后確定，造成105J轉速上升、蒸汽量增加的直接原因是尿素高壓氨泵304J返回120CF2的液氨中帶水，水進入冷凍系統(tǒng)，與液氨混合后大量放熱，造成120CF2中的液氨大量閃蒸，氨冷凍冰機105J入口壓力增加，轉速上漲，高壓蒸汽用量大幅度增加。

分析主要有以下幾方面的因素。

（1）尿素停車后，氨系統(tǒng)壓力下降過快，PCV3915／3945現(xiàn)場調節(jié)閥未及時調整，造成壓差高，密封水進入氨系統(tǒng)，氨溶于水放出了大量的熱，隨氣氨返回到120CF。

（2）304J／JA 停車后，返回閥未關，尿素高壓氨泵以及管線中液氨的壓力遠遠高于合成120CF 的壓力，造成了大量的氣氨閃蒸到120CF。

3 處理措施

3.1 合成裝置方面

（1）發(fā)現(xiàn)氨冷凍系統(tǒng)含水后，第一時間進行置換操作，氨冷器130C持續(xù)排污。

（2）尿素停車時，關界區(qū)304J返回閥，開304J之前打開。

（3）304J啟動時，盡量減少氨罐冷氨的輸送。

（4）在304J啟動后返回氨時，不要提前或者大量輸送液氨到120CF1 中，盡量儲存在149D、120CF2中，可以緩慢輸送到120CF1中。

（5）啟動304J之前合成方面可以通過降低105J入口壓力或者壓控控制提前增加105J的負荷。

3.2 尿素裝置方面

（1）裝置停車，304J／JA 停運后，關閉FIC3026A／B及切斷閥，關閉冷、熱氨界區(qū)切斷閥，氨壓力高可以通過卸壓閥向302F卸壓。

（2）停車過程中崗位人員隨時注意PCV3915／3945 壓差，若氨管線壓力下降快、PCV3915／3945壓差高，要立即手動關小調節(jié)閥，防止過量的水進入氨系統(tǒng)。

（3）在304J／JA 啟動前，打開FIC3026A／B，把管道中積存的氣氨排盡，可以保證304J／JA 啟動后不會有大量氣氨返回合成。

4 結 語

通過以上措施，隨后的2010年5月10日、2010年10月8日兩次裝置開停車過程，105J轉速、耗汽量穩(wěn)定，GV 閥開度正常，高壓蒸汽管網、氨冷凍系統(tǒng)穩(wěn)定，沒有再出現(xiàn)類似的事故。