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雙甲系統(tǒng)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(shù)：	更新時間： 2025年05月12日
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雙甲系統(tǒng)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(xiàn)標(biāo)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(yè)，年產(chǎn)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(lián)產(chǎn)甲醇，提高了經(jīng)濟(jì)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(shè)計參數(shù)見表1。表1雙甲工藝設(shè)計參數(shù)2事故經(jīng)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(dá)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(yán)重超標(biāo)，于是通知調(diào)度切氣，當(dāng)負(fù)荷減到最低后，床溫趨于平穩(wěn)并有下降趨勢，于是維持現(xiàn)狀穩(wěn)定系統(tǒng)，正常后開始加量恢復(fù)生產(chǎn)。事故起因是變換工段高壓蒸汽調(diào)節(jié)閥誤動作導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥關(guān)閉5 min，導(dǎo)致cO含量高達(dá)30％的變換氣流人雙甲工段。從變換9：06發(fā)現(xiàn)問題到雙甲9：27開始發(fā)現(xiàn)溫升大約經(jīng)歷了21min，這段時間未有人及時匯報，浪費掉了關(guān)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(yīng)器嚴(yán)重超溫。幸運的是，合成新鮮氣的微量并沒有超標(biāo)，避免了合成催化劑中毒的重大事故發(fā)生。同時也印證了雙甲工藝的設(shè)計是有很寬的裕量的，雙甲凈化工藝是優(yōu)秀的。此次事故資料統(tǒng)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(fā)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(yán)重超溫事故的發(fā)生，在系統(tǒng)負(fù)荷接近滿負(fù)荷情況下，高壓蒸汽產(chǎn)量約在6 min內(nèi)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(biāo)(5％)的4倍，在不合格氣未流入雙甲之前進(jìn)行了減量處理，在雙甲進(jìn)口CO含量降到在線分析儀量程(3．5％)之內(nèi)時通知調(diào)度開始恢復(fù)正常生產(chǎn)。整個過程持續(xù)近1 h。事實證明，負(fù)荷降到滿負(fù)荷的1／4保證了雙甲的穩(wěn)定，各項指標(biāo)均合格。需要說明的是，雖然進(jìn)行了減量處萬方數(shù)據(jù)第4期 秦樹青等：雙甲系統(tǒng)兩起超溫事故及處理 ·35·理，但是單位時間的粗甲醇產(chǎn)量和最高負(fù)荷時的產(chǎn)量居然是相同的。此次事故資料統(tǒng)計見表3。表3事故二資料3事故分析3．1 變換氣CO超標(biāo)的量化處理兩起事故發(fā)生的原因雖然相同，但是因為處理的不同導(dǎo)致造成的后果顯著不同。甲醇合成塔運行時容易超溫，當(dāng)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(jié)會使其喪失活性。雙甲運行的重要安全指標(biāo)如下：第一甲醇塔設(shè)計溫度270 oC，催化劑使用溫度210～270 oC；第二甲醇塔設(shè)計溫度275 oC，催化劑使用溫度210～270 oC；甲烷化塔設(shè)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(yīng)盡可能與催化劑要求的使用溫度一致，維持操作的穩(wěn)定，因此針對變換氣CO不可避免的超標(biāo)必須制定嚴(yán)格的處理方法。當(dāng)變換氣CO超標(biāo)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(jìn)入雙甲的CO量來降低反應(yīng)器溫升?，F(xiàn)在面臨的問題是要制定變換氣CO超標(biāo)多少需要減到多少負(fù)荷的量化處理辦法。實際上雙甲設(shè)計的所能反應(yīng)的CO量是有一個極限的。正常運行時的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在催化劑使用中期，在滿負(fù)荷下雙甲進(jìn)口允許的最高CO含量是5％。 如果：Q…M。=K(常數(shù))式中Q…——雙甲允許最高氣量；M…——雙甲進(jìn)N允許最高CO含量。通過分析可以知道：當(dāng)雙甲進(jìn)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(fù)荷降低到滿負(fù)荷Q。。的1／u，才能維持雙甲系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。所以只要知道變換氣CO含量，我們就可以對雙甲進(jìn)行量化的處理。比如事故一，變換氣CO含量高達(dá)30％，大約是雙甲允許指標(biāo)5％的6倍，所以要維持雙甲的穩(wěn)定就必須將負(fù)荷降到滿負(fù)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(dāng)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(zhǔn)確處理就缺少了依據(jù)。所以，必須在事故情況下對變換氣CO含量進(jìn)行估算，可以通過變換反應(yīng)式并參考高壓蒸汽的量進(jìn)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(fù)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(fù)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(jīng)達(dá)到了近20％，是雙甲允許指標(biāo)5％的4倍，所以必須將負(fù)荷減到滿負(fù)荷的1／4才能維持雙甲的穩(wěn)定。這只是個簡單的估算，但對于生產(chǎn)的指導(dǎo)顯然已經(jīng)足夠了。4結(jié)語事故的發(fā)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(fā)現(xiàn)，針對相同事故的不同處理會導(dǎo)致截然不同的結(jié)果。為了避免不可預(yù)知的錯誤造成嚴(yán)重的后果，必須在生產(chǎn)管理中開展事故預(yù)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(shù)，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(dá)到了270 oC，甲烷化催化劑的最佳使用溫度也達(dá)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(jīng)濟(jì)損失。車間作業(yè)指導(dǎo)書應(yīng)反映合成塔可能出現(xiàn)的異常工況，為了連續(xù)穩(wěn)定運行，應(yīng)強調(diào)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(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)

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