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【摘要】介绍大庆石化公司化肥厂合成氨装置2005年扩能改造后开车过程中，在对脱碳系统进行清洗时通过改变清洗程序等一系列措施，缩短了开工时间并取得了较好的效果。
【关键词】脱碳系统 清洗 效果
脱碳系统在运转前的清洗主要是为除去设备及管线的铁锈和油脂等以防止脱碳溶液起泡，这是装置改造后开车时关键的一步。大庆化肥厂在2005年装置50%扩能改造后的开车过程中，根据改造后的实际情况，采用具有自己特色的清洗工艺，对脱碳系统进行了清洗，开工后从脱碳系统运行状况看，清洗时所采取的措施是有效可行的。
1 脱碳系统改造简介
大庆化肥厂脱碳系统采用苯菲尔特法两段吸收两段再生流程，1993年增加半贫液四级闪蒸再生系统，2005年50%扩能改造后脱碳系统主要有下列变化：用新型活化剂ACT-1替换原有的活化剂二乙醇胺DEA、使用高效的规整填料更换吸收塔和再生塔的鲍尔环填料、吸收塔底部增加1000mm高的鲍尔环填料、两塔内件改造、半贫液泵及水力透平改造、增加贫液换热器1107-C1等设备。
2 改造后清洗程序不同于原始开车
原始开车的清洗程序是两塔的管线冲洗、冷的循环水洗、热循环水洗然后再碱洗最后用脱盐水冲净。改造后脱碳系统清洗时首先直接进行碱洗，在这一过程中不但除去了溶液系统的油脂还可以除去系统的污物和铁锈等杂质，通过碱洗可以取代两塔管线冲洗、冷水洗和热水洗，碱洗后再用热的脱盐水进行循环。这样可以达到在保证清洗效果的前提下缩短整个清洗时间以提前开车。
3 改造后清洗药品的选择
清洗过程中需要使用碱液把系统的油脂除去，避免脱碳系统开车后溶液起泡。具体到使用那种碱液进行清洗涉及到改造的经济性和环保要求。
3.1 氢氧化钠溶液
苯菲尔特法原始开车推荐使用4%-5%的氢氧化钠溶液作为碱洗液。该方法的优点是氢氧化钠溶液碱性强，对于除去杂质有利。缺点是清洗后不可避免地遗留下少量钠离子，影响溶液的性质。另一方面，使用氢氧化钠作碱洗液需要订购30吨左右氢氧化钠，从经济方面及开车时间方面考虑也不合适。
3.2 废碳酸钾溶液
由于本次改造要更换全部碳酸钾溶液，为了充分利用废弃的旧溶液，决定利用存放在溶液大罐1114-F内的碳酸钾溶液作为清洗时的碱液。碱洗前对溶液大罐内的溶液进行了分析。
旧溶液中含有微量的氯离子，但该成份与使用氢氧化钠作为碱洗液时要求的氯离子成份相差不大，完全可以接受；从泡高和消泡时间可以看出，溶液含有杂质少比较干净；旧溶液中的铁离子、钒对清洗没有影响。
从环保方面考虑，利用部分旧溶液不如使用氢氧化钠溶液作为清洗液有利，使用氢氧化钠溶液作清洗液后，可以使用药品进行中和后再排放，而旧溶液的COD高的惊人，但利用旧溶液时可以采取措施消除对环境的影响。所以碱洗时，使用旧溶液是可行的。
3.3 旧溶液使用量的确定
因为旧溶液共有400吨左右，需要提前处理一部分旧溶液，如果保留较多的旧溶液，则剩余部分无法处理，影响开工时新溶液的配制；如果保留较少旧溶液，碱洗时，溶液浓度不够，影响碱洗效果。由于溶液大罐的液面计的零点位置不在大罐的最低点，必须利用米尺量出具体深度，根据碳酸钾溶液的比重，计算出所需碳酸钾的数量，通过计算为了保证碱洗液的浓度， 溶液大罐1114-F内需保留1.5米的废碳酸钾溶液。
4 改造后清洗时工艺条件的选择
由于改造后半贫液泵的入口更换了新型滤网，与往年使用临时线进行系统清洗不同，本次清洗时不能够使用半贫液泵提供动力，只有使用氮气向溶液系统充压，提供清洗时的动力。
往年进行清洗时流程如下：
再生塔1102-E底部→贫液泵1110-J→吸收塔1101-E顶部 ， 再生塔1102-E中部→半贫液闪蒸槽1107-F→半贫液泵1107-JC→吸收塔1101-E中部，吸收塔1101-E底部→ 水力透平1107-JHT入口截止阀LRC91A → 1107-JHT入口滤网 →半贫液泵1107-JB入口滤网→1107-JB→1107-JB出口单向阀→LRC91C付线阀→1102-E
4.1 系统压力
系统压力越高越好，但是系统压力受氮气管网限制是无法控制的，需要服从氮气管网压力，另外脱碳系统必须达到0.6Mpa，否则无论水洗还是碱洗都因为压力低而使系统无法运行。
4.2 循环量
水洗或碱洗的循环量越大越好，循环量增加可以提高清洗的效率，缩短清洗的时间。因为氮气系统压力的限制，循环量不可能无限大。使用氮气作动力，循环量可以达到设计值的50%。
4.3 浓度
相同浓度的碳酸钾溶液比氢氧化钠溶液的碱性小，为了提高清洗的效率碳酸钾溶液的浓度要高于氢氧化钠溶液，但是并不是浓度越高越好，由于处于清洗阶段，设备内部还没有形成钝化膜，碳酸钾浓度高了会对设备产生腐蚀，一般控制碳酸钾溶液浓度在5%-10%。
4.4 分析项目及分析频率
为了掌握溶液系统清洗的效果，在进行碱洗时每2小时分析一次碱洗液的总钾浓度、泡高及消泡时间，在进行热的脱盐水洗时，每2小时分析一次脱盐水的泡高、消泡时间及浊度。
5 清洗时注意事项5.1 维护好机泵运行
在机泵入口将粗滤网更换为40目滤网，当机泵入口压力低时，经判断如果是过滤网堵要及时倒泵处理。贫液泵运行时转数不要太高，防止机泵抽空，但还要保证一定的转数以维持一定的循环量，否则机泵内液体汽化也将损坏机泵。
5.2 控制好两塔液位
主要是控制好溶液循环量，特别注意溶液系统压力，当系统压力变化时，溶液循环量也随着发生变化，造成两塔液位波动；其次控制好再生塔底温度，防止再生塔汽提过度；在控制两塔液位时还要及时将再生塔蒸发出的水打回溶液系统，不必从外界向溶液系统补充脱盐水；在清洗时还要注意再生塔的液位不要太高，否则再生塔底将发生水击，主要是通过观察再生塔压差来判断再生塔的液位。
5.3 控制好系统压力
脱碳系统压力必须控制在0.6Mpa以上，当氮气管网压力波动低于脱碳系统压力时，要及时关闭氮气充压阀，否则碱洗液会倒入氮气管网。另外要防止脱碳系统泄漏以保证系统压力。
6 效果与效益
装置在2005年10月开工后，溶液系统运行平稳，溶液的主要指标泡高与消泡时间均在控制指标内，并且在装置达到满负荷生产时，二氧化碳吸收塔和再生塔的压差也比较稳定，满足了扩能改造后生产的需要。说明开工时，脱碳系统的清洗工艺是切实可行的。
开工时按照改进后的工艺进行操作，脱碳系统进行碱洗花费33小时，循环水洗花费47小时，共花费80小时；如果按照原清洗工艺进行，管线冲洗需花费24小时，冷水洗和热水洗需花费48小时，碱洗需花费33小时，脱盐水洗需花费24小时，共花费129小时，由此可见采用改进后的工艺对脱碳系统进行清洗可以缩短开工时间49小时。
【关键词】脱碳系统 清洗 效果
脱碳系统在运转前的清洗主要是为除去设备及管线的铁锈和油脂等以防止脱碳溶液起泡，这是装置改造后开车时关键的一步。大庆化肥厂在2005年装置50%扩能改造后的开车过程中，根据改造后的实际情况，采用具有自己特色的清洗工艺，对脱碳系统进行了清洗，开工后从脱碳系统运行状况看，清洗时所采取的措施是有效可行的。
1 脱碳系统改造简介
大庆化肥厂脱碳系统采用苯菲尔特法两段吸收两段再生流程，1993年增加半贫液四级闪蒸再生系统，2005年50%扩能改造后脱碳系统主要有下列变化：用新型活化剂ACT-1替换原有的活化剂二乙醇胺DEA、使用高效的规整填料更换吸收塔和再生塔的鲍尔环填料、吸收塔底部增加1000mm高的鲍尔环填料、两塔内件改造、半贫液泵及水力透平改造、增加贫液换热器1107-C1等设备。
2 改造后清洗程序不同于原始开车
原始开车的清洗程序是两塔的管线冲洗、冷的循环水洗、热循环水洗然后再碱洗最后用脱盐水冲净。改造后脱碳系统清洗时首先直接进行碱洗，在这一过程中不但除去了溶液系统的油脂还可以除去系统的污物和铁锈等杂质，通过碱洗可以取代两塔管线冲洗、冷水洗和热水洗，碱洗后再用热的脱盐水进行循环。这样可以达到在保证清洗效果的前提下缩短整个清洗时间以提前开车。
3 改造后清洗药品的选择
清洗过程中需要使用碱液把系统的油脂除去，避免脱碳系统开车后溶液起泡。具体到使用那种碱液进行清洗涉及到改造的经济性和环保要求。
3.1 氢氧化钠溶液
苯菲尔特法原始开车推荐使用4%-5%的氢氧化钠溶液作为碱洗液。该方法的优点是氢氧化钠溶液碱性强，对于除去杂质有利。缺点是清洗后不可避免地遗留下少量钠离子，影响溶液的性质。另一方面，使用氢氧化钠作碱洗液需要订购30吨左右氢氧化钠，从经济方面及开车时间方面考虑也不合适。
3.2 废碳酸钾溶液
由于本次改造要更换全部碳酸钾溶液，为了充分利用废弃的旧溶液，决定利用存放在溶液大罐1114-F内的碳酸钾溶液作为清洗时的碱液。碱洗前对溶液大罐内的溶液进行了分析。
旧溶液中含有微量的氯离子，但该成份与使用氢氧化钠作为碱洗液时要求的氯离子成份相差不大，完全可以接受；从泡高和消泡时间可以看出，溶液含有杂质少比较干净；旧溶液中的铁离子、钒对清洗没有影响。
从环保方面考虑，利用部分旧溶液不如使用氢氧化钠溶液作为清洗液有利，使用氢氧化钠溶液作清洗液后，可以使用药品进行中和后再排放，而旧溶液的COD高的惊人，但利用旧溶液时可以采取措施消除对环境的影响。所以碱洗时，使用旧溶液是可行的。
3.3 旧溶液使用量的确定
因为旧溶液共有400吨左右，需要提前处理一部分旧溶液，如果保留较多的旧溶液，则剩余部分无法处理，影响开工时新溶液的配制；如果保留较少旧溶液，碱洗时，溶液浓度不够，影响碱洗效果。由于溶液大罐的液面计的零点位置不在大罐的最低点，必须利用米尺量出具体深度，根据碳酸钾溶液的比重，计算出所需碳酸钾的数量，通过计算为了保证碱洗液的浓度， 溶液大罐1114-F内需保留1.5米的废碳酸钾溶液。
4 改造后清洗时工艺条件的选择
由于改造后半贫液泵的入口更换了新型滤网，与往年使用临时线进行系统清洗不同，本次清洗时不能够使用半贫液泵提供动力，只有使用氮气向溶液系统充压，提供清洗时的动力。
往年进行清洗时流程如下：
再生塔1102-E底部→贫液泵1110-J→吸收塔1101-E顶部 ， 再生塔1102-E中部→半贫液闪蒸槽1107-F→半贫液泵1107-JC→吸收塔1101-E中部，吸收塔1101-E底部→ 水力透平1107-JHT入口截止阀LRC91A → 1107-JHT入口滤网 →半贫液泵1107-JB入口滤网→1107-JB→1107-JB出口单向阀→LRC91C付线阀→1102-E
4.1 系统压力
系统压力越高越好，但是系统压力受氮气管网限制是无法控制的，需要服从氮气管网压力，另外脱碳系统必须达到0.6Mpa，否则无论水洗还是碱洗都因为压力低而使系统无法运行。
4.2 循环量
水洗或碱洗的循环量越大越好，循环量增加可以提高清洗的效率，缩短清洗的时间。因为氮气系统压力的限制，循环量不可能无限大。使用氮气作动力，循环量可以达到设计值的50%。
4.3 浓度
相同浓度的碳酸钾溶液比氢氧化钠溶液的碱性小，为了提高清洗的效率碳酸钾溶液的浓度要高于氢氧化钠溶液，但是并不是浓度越高越好，由于处于清洗阶段，设备内部还没有形成钝化膜，碳酸钾浓度高了会对设备产生腐蚀，一般控制碳酸钾溶液浓度在5%-10%。
4.4 分析项目及分析频率
为了掌握溶液系统清洗的效果，在进行碱洗时每2小时分析一次碱洗液的总钾浓度、泡高及消泡时间，在进行热的脱盐水洗时，每2小时分析一次脱盐水的泡高、消泡时间及浊度。
5 清洗时注意事项5.1 维护好机泵运行
在机泵入口将粗滤网更换为40目滤网，当机泵入口压力低时，经判断如果是过滤网堵要及时倒泵处理。贫液泵运行时转数不要太高，防止机泵抽空，但还要保证一定的转数以维持一定的循环量，否则机泵内液体汽化也将损坏机泵。
5.2 控制好两塔液位
主要是控制好溶液循环量，特别注意溶液系统压力，当系统压力变化时，溶液循环量也随着发生变化，造成两塔液位波动；其次控制好再生塔底温度，防止再生塔汽提过度；在控制两塔液位时还要及时将再生塔蒸发出的水打回溶液系统，不必从外界向溶液系统补充脱盐水；在清洗时还要注意再生塔的液位不要太高，否则再生塔底将发生水击，主要是通过观察再生塔压差来判断再生塔的液位。
5.3 控制好系统压力
脱碳系统压力必须控制在0.6Mpa以上，当氮气管网压力波动低于脱碳系统压力时，要及时关闭氮气充压阀，否则碱洗液会倒入氮气管网。另外要防止脱碳系统泄漏以保证系统压力。
6 效果与效益
装置在2005年10月开工后，溶液系统运行平稳，溶液的主要指标泡高与消泡时间均在控制指标内，并且在装置达到满负荷生产时，二氧化碳吸收塔和再生塔的压差也比较稳定，满足了扩能改造后生产的需要。说明开工时，脱碳系统的清洗工艺是切实可行的。
开工时按照改进后的工艺进行操作，脱碳系统进行碱洗花费33小时，循环水洗花费47小时，共花费80小时；如果按照原清洗工艺进行，管线冲洗需花费24小时，冷水洗和热水洗需花费48小时，碱洗需花费33小时，脱盐水洗需花费24小时，共花费129小时，由此可见采用改进后的工艺对脱碳系统进行清洗可以缩短开工时间49小时。