塔西南化肥厂首次氨槽车引氨小结

王爱民，钱 浩，曲洪昌，王 瑞，翟迎春，黄宏飞

（中石油塔里木油田分公司塔西南炼油化工厂，新疆泽普 844804）

0 引 言

中石油塔里木油田分公司塔西南化肥厂合成氨装置以天然气为原料，采用M.W凯洛格公司的低能耗、加压催化转化工艺生产合成氨。2017年3月，塔西南化肥厂合成氨装置大型氨罐进行内部检验，3月底复工开车，开车过程中需对合成氨装置合成冷冻系统引氨，按照开工统筹图先将氨罐及冷冻系统置换合格，然后检查现场各导淋、排放状态，完毕后液氨槽车向合成冷冻系统2台设备——氨受槽 （109-F）和组合式氨冷器（120-C）引氨。由于这是建厂以来首次用氨槽车向合成氨装置引氨，实际引氨过程中出现了一些问题，于是针对出现问题时的现象和各项工艺参数的变化进行研判，找出问题原因，并采取了相应的措施，最终确保了首次引氨工作的安全与环保达标。现简介如下。

1 氨槽车向109-F和120-C引氨

1.1 引氨前期准备工作

（1）确认氨冷凝器 （127-C）检修完毕，相关法兰连接完毕。

（2）确认氨压缩机 （105-J）检修完毕，油系统运行正常，密封油系统运行正常。

（3）确认冷冻系统彻底排水，不允许冷冻系统内有水、汽。

（4）冷冻系统置换合格、多点分析氧含量低于0.5%后才能进行引氨操作。

（5）通过109-F向冷冻系统充氮气，控制109-F和120-C内压力在0.35MPa以上，检查并确认冷冻系统低点导淋排水完毕，之后关闭所有导淋。

1.2 氨槽车向109-F和120-C引氨流程 （图1）

图1 氨槽车引氨至109-F和120-C流程示意

1.3 氨槽车向109-F和120-C引氨建立液位

（1）确认软管与装置内管线连接，接地线连接，槽车熄火，司机离开。

（2）关闭109-F去120-C液位调节阀 （LV-15）、109-F压力调节阀 （PV-25）。

（3）关闭引氨管线上导淋阀，缓慢打开槽车液相切断阀，先将切断阀稍开，检查软管和法兰无泄漏后再开大切断阀。如发现连接管线有泄漏，立即关闭切断阀予以处理。

（4）缓慢打开引氨至109-F的切断阀，将氨引至109-F。

（5）观察109-F的压力指示，保持109-F的压力比槽车压力低0.1MPa以上，将氨缓慢引入109-F。

（6）109-F液位达到80%以上后，打开LV-15，将氨送至120-C，同时打开120-C四级液位自调阀 （LV-21）、120-C三级液位自调阀 （LV-22）、120-C二级液位自调阀 （LV-23），平衡120-C各级压力。

（7）引氨过程中，保持109-F与120-C之间的压差以及槽车与109-F之间的压差，109-F和120-C压力高时，可通过放空降低其压力。

（8）引氨过程中，109-F和120-C的压力不得低于0.3MPa，109-F和120-C的温度不得低于0℃。

（9）引氨结束后，关闭槽车切断阀和至109-F的切断阀，打开引氨管线上的导淋泄压，再断开软管。

1.4 引氨过程中出现的问题及解决

109-F刚开始引氨时，109-F的温度会下降、压力会上涨，这是因为液氨易汽化，故第1次引氨开阀的时候一定要缓慢，随时和室内操作人员保持联系，了解109-F的压力和温度，其温度下降和压力上涨缓慢后，再将引氨阀开大一些，本次引氨过程中据109-F压力和温度变化的趋势引氨阀分3次全开。

由于置换氮气压力为820kPa，故氨槽车压力也为820kPa，而109-F在引氨过程中压力逐渐升至780kPa，即氨槽车与109-F的压差逐渐减小，引氨压差小导致引氨缓慢。出现这种情况后，我们根据109-F是否有液位进行部分泄压操作：当109-F还没有液位的时候，打开LV-15将压力泄至120-C内；当109-F有一定液位后，由于存在一定的液封，此时液氨就要通过洗涤段倒流到液氨排放槽 （107-F）安全阀的旁路阀，从而将压力泄至氨放空总管。

引氨过程中，对照109-F与120-C各级室内外液位时，发现室内外液位偏差甚大，联系仪表人员进行处理，得知液位开关有的没有投用，处理后120-C二级液位还是有偏差，用磁铁进行了检验，并联系仪表人员进一步处理。

引氨过程中，当109-F液位建立至80%时，120-C各级液位分别为65%、73%、80%、0%，即120-C一级液位建立非常缓慢。通过对各工艺参数变化的分析以及现场压力表的指示，判断120-C一级压力太高，与前一级没有形成一定的压差而造成其引氨特别缓慢。于是将120-C一级放空阀打开，待120-C一级液位建立至正常值70%后再关闭放空阀。

2 氨罐引氨降温

2.1 氨罐引氨降温流程

氨罐 （2012-F）引氨降温流程如图2。引氨至109-F后，按照图2中虚线部分管路将液氨引入，液氨经过止回阀、液氨输送阀 （HV-404）进入氨加热器 （2012-C），然后从2012-C顶部安全阀旁路经氨罐顶部快速切断进氨罐的阀门（XV-3）进入氨罐，即用逐步引氨的方法对氨罐进行降温操作。

2.2 氨罐引氨降温操作步骤

（1）确认液氨输送阀 （HV-404）前止回阀阀芯拆除。

（2）点燃氨罐火炬。

（3）缓慢将氨加热器 （2012-C）安全阀旁路阀稍微打开，室内人员监看好氨罐底部的温度以及压力，如果其温度下降过快或者压力上涨过快，则关闭引氨的阀门，即关闭2012-C安全阀旁路阀。此过程现场人员需来回进行调整，造成人员劳动强度增大。于是改变氨罐引氨降温的方法，具体为：联系仪表人员确认XV-3电磁阀开关良好，经过一番调整和检验，确认现场人员只需将2012-C安全阀旁路阀开至2圈，室内人员根据氨罐压力及底部温度对HV-404和 XV-3进行调节即可，不再需要现场人员来回开关阀门。引氨期间注意氨罐的压力，如果氨罐压力达到上限值18kPa，则关闭 XV-3，此过程由室内1名操作人员操作即可。随着引氨操作的进行，氨罐温度逐渐下降。

3 氨罐降温后大量引氨

3.1 氨槽车向氨罐引氨前期准备工作

在第二车氨槽车到来之后，将通过120-C的LV-12B大量引氨至氨罐。但在氨槽车向氨罐大量引氨之前，需做好如下准备工作。

（1）确认LV-12B临时管线安装完毕并能正常使用。

（2）确认屏蔽泵 （109-J）冷泵去氨罐的流程打通；氨压缩机 （105-J）检修完毕，油系统运行正常，密封油系统正常。

（3）确认105-J入口阀 （XV-5）仪表调试合格，开关能够正常启用。

（4）确认并启动105-J，且保证105-J运转正常。

3.2 氨槽车向氨罐引氨出现的问题及解决

缓慢将氨槽车的阀门打开，室内人员监看好109-J的出口流量，同时监看好氨罐的压力和温度。逐渐开大氨槽车的阀门，氨罐压力上涨的快慢通过105-J的转速以及防喘振阀开度来进行调节，注意105-J一级压力不得小于4kPa。屏蔽泵 （109-J）的打量一般在5～6t／h，将109-J回流全部关闭，可以打到10t／h左右，可使引氨速度加快。

第二车氨槽车引氨快要结束的时候，发现氨罐压力逐渐上涨，通过现场核对判断电磁阀XV-5因故障关闭，于是暂停引氨，将XV-5前截止阀关闭 （避免氨罐压力上涨过快），并立即联系仪表人员进行现场处理。检查发现XV-5电磁阀部件损坏，更换并调校完毕后投用，整个处理过程耗时半个多小时，之后继续引氨；引氨完毕后，氨槽车与引氨管线断开，氨槽车办理相关手续后返程，操作人员关闭有关阀门，第二天拆除引氨临时管线。

4 引氨过程中105-J跳车的处理措施

首次氨槽车引氨至109-F和120-C四级后，氨罐冷壁经过降温，准备开启氨压缩机 （105-J）将第二车氨槽车的氨引至氨罐时，因120-C一级和二级液位高而触发联锁，105-J跳车。最终通过采取2种平衡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缓慢，也容易引起120-C各级液位波动，后又进行改进）成功将105-J开启，顺利将第二车氨槽车的氨引至氨罐，具体过程如下。

4.1 第1次液位平衡

针对120-C一级和二级液位高触发联锁导致105-J跳车的问题，我们对120-C四级液位进行了第1次平衡。当120-C液位高时，首先关闭合成冷冻系统120-C各级出口阀，如果120-C的二级液位高 （一般均为该级液位高），想排到三级，那么可将三级的放空阀稍开一些，利用液位自调阀LV-22以及与防喘振阀 （自动全开的）相通的原理，将二级液位降下来。这种操作方法虽然减轻了操作人员的劳动强度，但120-C各级液位因为防喘振阀全开，液位仍然不能按照所需得到很好的控制，且各级液位容易互串，在105-J从开启到正常运行的过程中 （2h左右）还是会出现一、二级液位高的现象，只是其液位升高的趋势缓慢一些，历时相对长一些。需要指出的是，这种120-C各级液位平衡的操作方法只能在105-J开启之前采用。

4.2 第2次液位平衡

针对第1次120-C液位平衡操作方法有些缓慢且容易引起120-C各级液位波动的问题，我们对120-C液位平衡操作方法进行了改进。

当120-C液位高时，首先关闭合成冷冻系统120-C各级出口阀，如果120-C二级液位高 （一般均为该级液位高），想排到三级，那么可将三级的放空阀稍开一些，将二级和三级导淋 （此处也叫平衡阀）打开，二级液位就会降下来；如果一级液位高，想排至三级，则将三级的放空阀打开，将一级、二级、三级的导淋打开即可。需注意的是，用这种操作方法平衡120-C各级液位时，尤其是一级和二级，室内操作人员不要将液位自调阀LV-21～LV-24打开。

采用改进后的液位平衡操作方法后，120-C一级液位可控制在10%，105-J开启过程中还是会出现120-C一级、二级液位上涨的现象，但105-J运行正常后，液氨送至氨罐后120-C各级液位即恢复正常。

同样，这种120-C各级液位平衡的操作方法只能在105-J开启之前采用。

5 引氨操作经验总结及建议

（1）第一车氨槽车引氨过程中，要建立氨槽车和109-F之间的压差，刚开始109-F没有液位的时候，可以用LV-15进行泄压，以保持氨槽车和109-F之间一定的压差；但当109-F有一定液位的时候，即有液封的时候，我们从系统自身流程上找到了解决问题的办法，即利用洗涤段将压力泄放至107-F并将其安全阀旁路稍开一些，就可以使氨槽车和109-F之间维持一定的压差。

（2）109-F和120-C之间的液位平衡，可采用上述第1次液位平衡的操作方法；同时，为保证第二车氨槽车引氨的顺利进行，120-C一级、二级液位应尽量控制得低一些。

（3）氨罐引氨降温过程中，针对现场操作人员来回开关现场阀门劳动强度大的问题，我们利用现有资源解决了工艺方面的问题，现场只需将2012-C安全阀旁路阀开到一定阀位，室内操作人员利用电磁阀XV-3调节即可，不仅大大降低了操作人员的劳动强度，而且能监控好氨罐降温和升压的速率，可谓一举多得。

（4）第二车氨槽车引氨之前，我们需开启105-J，但因120-C一级液位高导致105-J跳车，据当时的现象和工艺参数的变化情况，充分利用120-C各级相通、不同压力等级形成一定压差的办法解决了120-C液位平衡的问题，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础上进一步改进而来的，创新性的液位平衡方法在之后的几次105-J开车过程中得到很好地应用，使105-J开车步骤有序进行，消耗得以减少，开车时间得以缩短，还避免大量气氨放空，节能降耗且安全环保。

为避免今后再发生120-C一级液位高的现象，建议对工艺流程管线进行改造，即从109-J出口 （出口阀前）引一条管线至120-C四级和三级。目前此建议公司已采纳，只是尚未实施。

6 结束语

针对塔西南化肥厂首次氨槽车引氨过程中出现的问题，我们通过仔细研究系统流程并结合实际生产状况，充分利用现有资源并从系统自身流程找到了解决问题的办法，采取相应的处理措施后，氨槽车引氨工作得以顺利完成。同时，从操作过程中我们总结出了氨槽车引氨的操作经验，并就今后可能出现的问题提出了改造建议。可见，当问题出现后，一定要全面考虑，仔细研究系统流程以及实际生产情况，充分利用现有资源制定相应的处理措施。另外，本次氨槽车引氨工作的经验我们还进行了全装置范围内的分享，见得多、想得全面，才会在处理问题上更进一步，才能把握好每一个处理环节，各工序的稳定运行才能保证整个装置的安全、高效、稳定、经济运行。

［1］大连工学院.大型氨厂合成氨生产工艺 ［M］.袁 一，曾宪龙，修订.北京：化学工业出版社，1981.

［2］塔西南化肥厂操作规程 ［Z］.2012.