王愛民，錢 浩，曲洪昌，王 瑞，翟迎春，黃宏飛

（中石油塔里木油田分公司塔西南煉油化工廠，新疆澤普 844804）

0 引 言

中石油塔里木油田分公司塔西南化肥廠合成氨裝置以天然氣為原料，采用M.W凱洛格公司的低能耗、加壓催化轉(zhuǎn)化工藝生產(chǎn)合成氨。2017年3月，塔西南化肥廠合成氨裝置大型氨罐進(jìn)行內(nèi)部檢驗，3月底復(fù)工開車，開車過程中需對合成氨裝置合成冷凍系統(tǒng)引氨，按照開工統(tǒng)籌圖先將氨罐及冷凍系統(tǒng)置換合格，然后檢查現(xiàn)場各導(dǎo)淋、排放狀態(tài)，完畢后液氨槽車向合成冷凍系統(tǒng)2臺設(shè)備——氨受槽 （109-F）和組合式氨冷器（120-C）引氨。由于這是建廠以來首次用氨槽車向合成氨裝置引氨，實際引氨過程中出現(xiàn)了一些問題，于是針對出現(xiàn)問題時的現(xiàn)象和各項工藝參數(shù)的變化進(jìn)行研判，找出問題原因，并采取了相應(yīng)的措施，最終確保了首次引氨工作的安全與環(huán)保達(dá)標(biāo)?，F(xiàn)簡介如下。

1 氨槽車向109-F和120-C引氨

1.1 引氨前期準(zhǔn)備工作

（1）確認(rèn)氨冷凝器 （127-C）檢修完畢，相關(guān)法蘭連接完畢。

（2）確認(rèn)氨壓縮機(jī) （105-J）檢修完畢，油系統(tǒng)運(yùn)行正常，密封油系統(tǒng)運(yùn)行正常。

（3）確認(rèn)冷凍系統(tǒng)徹底排水，不允許冷凍系統(tǒng)內(nèi)有水、汽。

（4）冷凍系統(tǒng)置換合格、多點(diǎn)分析氧含量低于0.5%后才能進(jìn)行引氨操作。

（5）通過109-F向冷凍系統(tǒng)充氮?dú)猓刂?09-F和120-C內(nèi)壓力在0.35MPa以上，檢查并確認(rèn)冷凍系統(tǒng)低點(diǎn)導(dǎo)淋排水完畢，之后關(guān)閉所有導(dǎo)淋。

1.2 氨槽車向109-F和120-C引氨流程 （圖1）

圖1 氨槽車引氨至109-F和120-C流程示意

1.3 氨槽車向109-F和120-C引氨建立液位

（1）確認(rèn)軟管與裝置內(nèi)管線連接，接地線連接，槽車熄火，司機(jī)離開。

（2）關(guān)閉109-F去120-C液位調(diào)節(jié)閥 （LV-15）、109-F壓力調(diào)節(jié)閥 （PV-25）。

（3）關(guān)閉引氨管線上導(dǎo)淋閥，緩慢打開槽車液相切斷閥，先將切斷閥稍開，檢查軟管和法蘭無泄漏后再開大切斷閥。如發(fā)現(xiàn)連接管線有泄漏，立即關(guān)閉切斷閥予以處理。

（4）緩慢打開引氨至109-F的切斷閥，將氨引至109-F。

（5）觀察109-F的壓力指示，保持109-F的壓力比槽車壓力低0.1MPa以上，將氨緩慢引入109-F。

（6）109-F液位達(dá)到80%以上后，打開LV-15，將氨送至120-C，同時打開120-C四級液位自調(diào)閥 （LV-21）、120-C三級液位自調(diào)閥 （LV-22）、120-C二級液位自調(diào)閥 （LV-23），平衡120-C各級壓力。

（7）引氨過程中，保持109-F與120-C之間的壓差以及槽車與109-F之間的壓差，109-F和120-C壓力高時，可通過放空降低其壓力。

（8）引氨過程中，109-F和120-C的壓力不得低于0.3MPa，109-F和120-C的溫度不得低于0℃。

（9）引氨結(jié)束后，關(guān)閉槽車切斷閥和至109-F的切斷閥，打開引氨管線上的導(dǎo)淋泄壓，再斷開軟管。

1.4 引氨過程中出現(xiàn)的問題及解決

109-F剛開始引氨時，109-F的溫度會下降、壓力會上漲，這是因為液氨易汽化，故第1次引氨開閥的時候一定要緩慢，隨時和室內(nèi)操作人員保持聯(lián)系，了解109-F的壓力和溫度，其溫度下降和壓力上漲緩慢后，再將引氨閥開大一些，本次引氨過程中據(jù)109-F壓力和溫度變化的趨勢引氨閥分3次全開。

由于置換氮?dú)鈮毫?20kPa，故氨槽車壓力也為820kPa，而109-F在引氨過程中壓力逐漸升至780kPa，即氨槽車與109-F的壓差逐漸減小，引氨壓差小導(dǎo)致引氨緩慢。出現(xiàn)這種情況后，我們根據(jù)109-F是否有液位進(jìn)行部分泄壓操作：當(dāng)109-F還沒有液位的時候，打開LV-15將壓力泄至120-C內(nèi)；當(dāng)109-F有一定液位后，由于存在一定的液封，此時液氨就要通過洗滌段倒流到液氨排放槽 （107-F）安全閥的旁路閥，從而將壓力泄至氨放空總管。

引氨過程中，對照109-F與120-C各級室內(nèi)外液位時，發(fā)現(xiàn)室內(nèi)外液位偏差甚大，聯(lián)系儀表人員進(jìn)行處理，得知液位開關(guān)有的沒有投用，處理后120-C二級液位還是有偏差，用磁鐵進(jìn)行了檢驗，并聯(lián)系儀表人員進(jìn)一步處理。

引氨過程中，當(dāng)109-F液位建立至80%時，120-C各級液位分別為65%、73%、80%、0%，即120-C一級液位建立非常緩慢。通過對各工藝參數(shù)變化的分析以及現(xiàn)場壓力表的指示，判斷120-C一級壓力太高，與前一級沒有形成一定的壓差而造成其引氨特別緩慢。于是將120-C一級放空閥打開，待120-C一級液位建立至正常值70%后再關(guān)閉放空閥。

2 氨罐引氨降溫

2.1 氨罐引氨降溫流程

氨罐 （2012-F）引氨降溫流程如圖2。引氨至109-F后，按照圖2中虛線部分管路將液氨引入，液氨經(jīng)過止回閥、液氨輸送閥 （HV-404）進(jìn)入氨加熱器 （2012-C），然后從2012-C頂部安全閥旁路經(jīng)氨罐頂部快速切斷進(jìn)氨罐的閥門（XV-3）進(jìn)入氨罐，即用逐步引氨的方法對氨罐進(jìn)行降溫操作。

2.2 氨罐引氨降溫操作步驟

（1）確認(rèn)液氨輸送閥 （HV-404）前止回閥閥芯拆除。

（2）點(diǎn)燃氨罐火炬。

（3）緩慢將氨加熱器 （2012-C）安全閥旁路閥稍微打開，室內(nèi)人員監(jiān)看好氨罐底部的溫度以及壓力，如果其溫度下降過快或者壓力上漲過快，則關(guān)閉引氨的閥門，即關(guān)閉2012-C安全閥旁路閥。此過程現(xiàn)場人員需來回進(jìn)行調(diào)整，造成人員勞動強(qiáng)度增大。于是改變氨罐引氨降溫的方法，具體為：聯(lián)系儀表人員確認(rèn)XV-3電磁閥開關(guān)良好，經(jīng)過一番調(diào)整和檢驗，確認(rèn)現(xiàn)場人員只需將2012-C安全閥旁路閥開至2圈，室內(nèi)人員根據(jù)氨罐壓力及底部溫度對HV-404和 XV-3進(jìn)行調(diào)節(jié)即可，不再需要現(xiàn)場人員來回開關(guān)閥門。引氨期間注意氨罐的壓力，如果氨罐壓力達(dá)到上限值18kPa，則關(guān)閉 XV-3，此過程由室內(nèi)1名操作人員操作即可。隨著引氨操作的進(jìn)行，氨罐溫度逐漸下降。

3 氨罐降溫后大量引氨

3.1 氨槽車向氨罐引氨前期準(zhǔn)備工作

在第二車氨槽車到來之后，將通過120-C的LV-12B大量引氨至氨罐。但在氨槽車向氨罐大量引氨之前，需做好如下準(zhǔn)備工作。

（1）確認(rèn)LV-12B臨時管線安裝完畢并能正常使用。

（2）確認(rèn)屏蔽泵 （109-J）冷泵去氨罐的流程打通；氨壓縮機(jī) （105-J）檢修完畢，油系統(tǒng)運(yùn)行正常，密封油系統(tǒng)正常。

（3）確認(rèn)105-J入口閥 （XV-5）儀表調(diào)試合格，開關(guān)能夠正常啟用。

（4）確認(rèn)并啟動105-J，且保證105-J運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

3.2 氨槽車向氨罐引氨出現(xiàn)的問題及解決

緩慢將氨槽車的閥門打開，室內(nèi)人員監(jiān)看好109-J的出口流量，同時監(jiān)看好氨罐的壓力和溫度。逐漸開大氨槽車的閥門，氨罐壓力上漲的快慢通過105-J的轉(zhuǎn)速以及防喘振閥開度來進(jìn)行調(diào)節(jié)，注意105-J一級壓力不得小于4kPa。屏蔽泵 （109-J）的打量一般在5～6t／h，將109-J回流全部關(guān)閉，可以打到10t／h左右，可使引氨速度加快。

第二車氨槽車引氨快要結(jié)束的時候，發(fā)現(xiàn)氨罐壓力逐漸上漲，通過現(xiàn)場核對判斷電磁閥XV-5因故障關(guān)閉，于是暫停引氨，將XV-5前截止閥關(guān)閉 （避免氨罐壓力上漲過快），并立即聯(lián)系儀表人員進(jìn)行現(xiàn)場處理。檢查發(fā)現(xiàn)XV-5電磁閥部件損壞，更換并調(diào)校完畢后投用，整個處理過程耗時半個多小時，之后繼續(xù)引氨；引氨完畢后，氨槽車與引氨管線斷開，氨槽車辦理相關(guān)手續(xù)后返程，操作人員關(guān)閉有關(guān)閥門，第二天拆除引氨臨時管線。

4 引氨過程中105-J跳車的處理措施

首次氨槽車引氨至109-F和120-C四級后，氨罐冷壁經(jīng)過降溫，準(zhǔn)備開啟氨壓縮機(jī) （105-J）將第二車氨槽車的氨引至氨罐時，因120-C一級和二級液位高而觸發(fā)聯(lián)鎖，105-J跳車。最終通過采取2種平衡120-C液位的操作方法 （第1次平衡120-C液位的操作方法有些緩慢，也容易引起120-C各級液位波動，后又進(jìn)行改進(jìn)）成功將105-J開啟，順利將第二車氨槽車的氨引至氨罐，具體過程如下。

4.1 第1次液位平衡

針對120-C一級和二級液位高觸發(fā)聯(lián)鎖導(dǎo)致105-J跳車的問題，我們對120-C四級液位進(jìn)行了第1次平衡。當(dāng)120-C液位高時，首先關(guān)閉合成冷凍系統(tǒng)120-C各級出口閥，如果120-C的二級液位高 （一般均為該級液位高），想排到三級，那么可將三級的放空閥稍開一些，利用液位自調(diào)閥LV-22以及與防喘振閥 （自動全開的）相通的原理，將二級液位降下來。這種操作方法雖然減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，但120-C各級液位因為防喘振閥全開，液位仍然不能按照所需得到很好的控制，且各級液位容易互串，在105-J從開啟到正常運(yùn)行的過程中 （2h左右）還是會出現(xiàn)一、二級液位高的現(xiàn)象，只是其液位升高的趨勢緩慢一些，歷時相對長一些。需要指出的是，這種120-C各級液位平衡的操作方法只能在105-J開啟之前采用。

4.2 第2次液位平衡

針對第1次120-C液位平衡操作方法有些緩慢且容易引起120-C各級液位波動的問題，我們對120-C液位平衡操作方法進(jìn)行了改進(jìn)。

當(dāng)120-C液位高時，首先關(guān)閉合成冷凍系統(tǒng)120-C各級出口閥，如果120-C二級液位高 （一般均為該級液位高），想排到三級，那么可將三級的放空閥稍開一些，將二級和三級導(dǎo)淋 （此處也叫平衡閥）打開，二級液位就會降下來；如果一級液位高，想排至三級，則將三級的放空閥打開，將一級、二級、三級的導(dǎo)淋打開即可。需注意的是，用這種操作方法平衡120-C各級液位時，尤其是一級和二級，室內(nèi)操作人員不要將液位自調(diào)閥LV-21～LV-24打開。

采用改進(jìn)后的液位平衡操作方法后，120-C一級液位可控制在10%，105-J開啟過程中還是會出現(xiàn)120-C一級、二級液位上漲的現(xiàn)象，但105-J運(yùn)行正常后，液氨送至氨罐后120-C各級液位即恢復(fù)正常。

同樣，這種120-C各級液位平衡的操作方法只能在105-J開啟之前采用。

5 引氨操作經(jīng)驗總結(jié)及建議

（1）第一車氨槽車引氨過程中，要建立氨槽車和109-F之間的壓差，剛開始109-F沒有液位的時候，可以用LV-15進(jìn)行泄壓，以保持氨槽車和109-F之間一定的壓差；但當(dāng)109-F有一定液位的時候，即有液封的時候，我們從系統(tǒng)自身流程上找到了解決問題的辦法，即利用洗滌段將壓力泄放至107-F并將其安全閥旁路稍開一些，就可以使氨槽車和109-F之間維持一定的壓差。

（2）109-F和120-C之間的液位平衡，可采用上述第1次液位平衡的操作方法；同時，為保證第二車氨槽車引氨的順利進(jìn)行，120-C一級、二級液位應(yīng)盡量控制得低一些。

（3）氨罐引氨降溫過程中，針對現(xiàn)場操作人員來回開關(guān)現(xiàn)場閥門勞動強(qiáng)度大的問題，我們利用現(xiàn)有資源解決了工藝方面的問題，現(xiàn)場只需將2012-C安全閥旁路閥開到一定閥位，室內(nèi)操作人員利用電磁閥XV-3調(diào)節(jié)即可，不僅大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，而且能監(jiān)控好氨罐降溫和升壓的速率，可謂一舉多得。

（4）第二車氨槽車引氨之前，我們需開啟105-J，但因120-C一級液位高導(dǎo)致105-J跳車，據(jù)當(dāng)時的現(xiàn)象和工藝參數(shù)的變化情況，充分利用120-C各級相通、不同壓力等級形成一定壓差的辦法解決了120-C液位平衡的問題，尤其是第2次液位平衡采取的方法，其是在第1次液位平衡操作方法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)而來的，創(chuàng)新性的液位平衡方法在之后的幾次105-J開車過程中得到很好地應(yīng)用，使105-J開車步驟有序進(jìn)行，消耗得以減少，開車時間得以縮短，還避免大量氣氨放空，節(jié)能降耗且安全環(huán)保。

為避免今后再發(fā)生120-C一級液位高的現(xiàn)象，建議對工藝流程管線進(jìn)行改造，即從109-J出口 （出口閥前）引一條管線至120-C四級和三級。目前此建議公司已采納，只是尚未實施。

6 結(jié)束語

針對塔西南化肥廠首次氨槽車引氨過程中出現(xiàn)的問題，我們通過仔細(xì)研究系統(tǒng)流程并結(jié)合實際生產(chǎn)狀況，充分利用現(xiàn)有資源并從系統(tǒng)自身流程找到了解決問題的辦法，采取相應(yīng)的處理措施后，氨槽車引氨工作得以順利完成。同時，從操作過程中我們總結(jié)出了氨槽車引氨的操作經(jīng)驗，并就今后可能出現(xiàn)的問題提出了改造建議?？梢?，當(dāng)問題出現(xiàn)后，一定要全面考慮，仔細(xì)研究系統(tǒng)流程以及實際生產(chǎn)情況，充分利用現(xiàn)有資源制定相應(yīng)的處理措施。另外，本次氨槽車引氨工作的經(jīng)驗我們還進(jìn)行了全裝置范圍內(nèi)的分享，見得多、想得全面，才會在處理問題上更進(jìn)一步，才能把握好每一個處理環(huán)節(jié)，各工序的穩(wěn)定運(yùn)行才能保證整個裝置的安全、高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

［1］大連工學(xué)院.大型氨廠合成氨生產(chǎn)工藝 ［M］.袁 一，曾憲龍，修訂.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1981.

［2］塔西南化肥廠操作規(guī)程 ［Z］.2012.