合成氨生產(chǎn)中往復(fù)式壓縮機(jī)積炭現(xiàn)象的討論

1、合成氨生產(chǎn)中往復(fù)式壓縮機(jī)積炭現(xiàn)象的討論穆晨霞(河南化學(xué)工業(yè)高級技工學(xué)校,河南開封475000)摘要:通過對壓縮機(jī)積炭現(xiàn)象的形成、危害的分析,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐提出了一些預(yù)防措施。關(guān)鍵詞:往復(fù)式壓縮機(jī);積炭;硫磺顆粒;硫化亞鐵中圖分類號: tq051. 21 ; tq113. 25 + 1. 2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:b 文章編號:1008 - 021x(2006) 03 - 0030 - 02discussion on reciprocating compressor carbon deposit phenomenon inproduction of synthetic ammoniamu chen - xi

2、a(henan chemical indust ry senior technical school ,kaifeng 475000 ,china)abstract : through to the compressor carbon deposit phenomenon formation , the harm analysis , in coorwith progress of production practice proposed some preventive measures.key words :reciprocating compressor ;carbon deposit ;

3、sulfur pellet ;ferrous sulfide1 前言在合成氨生產(chǎn)過程中,原料氣的凈化和合成都是在一定的壓力條件下進(jìn)行的,而擔(dān)負(fù)這一重要任務(wù)的就是七級往復(fù)式壓縮機(jī)。因此,壓縮機(jī)在氨合成工藝過程中占有非常重要的地位。壓縮機(jī)性能的好壞直接影響著全廠的生產(chǎn)狀況,而壓縮機(jī)的積炭現(xiàn)象直接影響著機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)各段輸入的氣體,經(jīng)各段前后氣體凈化設(shè)備時(shí),同時(shí)將少量的硫磺顆粒、催化劑粉、硫化亞鐵、油霧、潤滑油裂解析出的炭、金屬細(xì)小顆粒等夾帶到氣體中,與氣體中原來帶入的灰塵混合形成壓縮機(jī)系統(tǒng)分散度很高的導(dǎo)電性粉塵,粘附在壓縮機(jī)各段出入管道、氣閥壁、活塞體工作面、倒淋處,也會粘附在壓縮機(jī)水冷器

4、等輔助設(shè)備上,形成壓縮機(jī)系統(tǒng)中的積炭現(xiàn)象1 。積炭現(xiàn)象發(fā)生初期,機(jī)件表面變?yōu)楹谏?隨著積炭的不斷積聚,最終形成片狀或塊狀的硬質(zhì)沉積物。積炭是一種可燃性物質(zhì),當(dāng)積累到一定厚度時(shí),積炭層產(chǎn)生的熱量使其內(nèi)部溫度高于自燃溫度時(shí),就可能引起自燃和爆炸。壓縮機(jī)在正常生產(chǎn)時(shí),雖然不可避免的有積炭的存在,但當(dāng)氧含量不超過0. 2 %1 ,控制操作溫度、操作壓力不超過限定值,積炭也不會自燃,更不會爆炸。盡管如此,積炭在壓縮機(jī)系統(tǒng)中也是不安定因素。2 積炭的危害合成氨生產(chǎn)中壓縮機(jī)積炭的危害主要分為兩種情況。2. 1 壓縮機(jī)正常生產(chǎn)時(shí)的危害(1) 當(dāng)積炭黏附在壓縮機(jī)各段出入口管路上時(shí),將使氣流通道面積減小,氣流阻力

5、增大,壓縮機(jī)的功耗也相應(yīng)增加,造成吸氣量減小,影響了壓縮機(jī)的生產(chǎn)能力,使其性能下降。(2) 當(dāng)積炭黏附在閥座、閥片上時(shí),將使氣閥密封不嚴(yán),吸氣時(shí)將剛排出的高溫氣體吸入氣缸,使排氣溫度升高,閥片、氣閥彈簧在高溫作用下加速膨脹變形。在快速吸排氣時(shí),將猛烈撞擊閥座,使閥片、氣閥彈簧、閥座的磨損加劇,降低這些零件的使用壽命,減少機(jī)組出氣。(3) 當(dāng)積炭存在于活塞環(huán)、活塞體工作面上時(shí),可導(dǎo)致活塞在氣缸內(nèi)卡死1 ,造成事故。(4) 當(dāng)積炭存在于氣缸內(nèi)時(shí),將使壓縮機(jī)的余隙減小,影響壓縮機(jī)的排氣量。當(dāng)積炭過多時(shí),將使氣閥損壞,增加維修費(fèi)用。(5) 當(dāng)積炭存在于倒淋處時(shí),將導(dǎo)致倒淋堵塞,使油水分離器內(nèi)液位升高,

6、降低分離效果,若將積炭帶入下一級氣缸,影響壓縮機(jī)的生產(chǎn)能力。(6) 當(dāng)積炭存在于壓縮機(jī)的水冷器上時(shí),將堵塞氣流通道,使換熱效率下降、能耗上升、清理維護(hù)費(fèi)用增高。2. 2 空氣試車的危害壓縮機(jī)空氣試車的工作介質(zhì)一般為水煤氣或半水煤氣。由于空氣較重,2/ 3 的空氣負(fù)荷就相當(dāng)于工作介質(zhì)的滿負(fù)荷1 。在進(jìn)行空氣試車時(shí),如果在30 shandong chemical industry2006年第35 卷山東化工收稿日期:2006 - 02 - 05 ;修回日期:2006 - 03 - 14作者簡介:穆晨霞(1967 - ) ,女,安徽簫縣人,1990 年7 月畢業(yè)于河南大學(xué)石油化工專業(yè),一級實(shí)習(xí)指導(dǎo)教

7、師,長期從事化工專業(yè)教學(xué)及指導(dǎo)學(xué)生實(shí)習(xí)工作。 1994-水冷器和各段氣體出口處有大量積炭時(shí),提壓和卸壓速度又很快,壓力超過了工作介質(zhì)設(shè)計(jì)壓力的2/3 ,氧含量劇增,氧化作用增強(qiáng),硫化亞鐵、硫磺顆粒和炭粉等可燃性物質(zhì)迅速氧化而生成一氧化碳、二氧化碳和二硫化碳,放出的熱量大量積存于積炭中,使其溫度升高,當(dāng)達(dá)到自燃點(diǎn)時(shí),積炭自燃,有時(shí)可將設(shè)備、管道燒紅1 。當(dāng)生成的一氧化碳和油霧、油氣濃度達(dá)到其爆炸極限時(shí),發(fā)生爆炸,將其出口管、水冷器炸毀。3 積炭的形成(1) 來自造氣工段的硫磺顆粒。原料煤中含有極少量的硫磺顆粒,這部分顆粒不能完全轉(zhuǎn)換成硫化物,仍有極少數(shù)的隨氣流進(jìn)入下一工序。如果凈化過程不能完全除

8、去,將會進(jìn)入壓縮機(jī)系統(tǒng)的一段和二段,高溫氣體使其黏附于管路、閥門、水冷裝置等處(通常在一段和二段的進(jìn)出口氣閥處可看到瀝青狀的黑色物質(zhì)) 。(2) 來自于變換的催化劑粉末。在生產(chǎn)過程中,無論是低變、還是中變用催化劑,都會有極少量的催化劑粉末隨氣流進(jìn)入壓縮機(jī)系統(tǒng),黏附于三段、四段管路、閥門等處。由于量很少,只對空氣試車帶來危害。(3) 來自于硫化亞鐵。從造氣過來的原料氣中含有16mg/ m3 的硫化氫氣體,在氣體輸送時(shí)會腐蝕設(shè)備管道,產(chǎn)生硫化亞鐵固體。另外,煤在堆放時(shí),由于濕潤,煤中的硫化鐵被空氣中的氧氧化生成硫化亞鐵1 。它將在高溫氣體的作用下,黏附于壓縮機(jī)系統(tǒng)中。(4) 來自于細(xì)小的金屬顆粒。

9、壓縮機(jī)在工作過程中,由于活塞在氣缸做往復(fù)運(yùn)動,相互摩擦而產(chǎn)生細(xì)小金屬顆粒2 。如果入口氣體中帶進(jìn)了固體雜質(zhì),會對氣缸、活塞端面造成刮傷而產(chǎn)生金屬顆粒。這些顆粒也會在高溫氣體的作用下黏附于系統(tǒng)中。(5) 來自于潤滑油。積炭是潤滑油本身的特性3 。當(dāng)排氣溫度過高時(shí),潤滑油中輕餾分將受熱、氣化形成油霧,并迅速氧化成不溶解于油的氧化物浮渣,與吸入氣體中粉塵和金屬磨屑等聚合在一起,呈瀝青狀和硬制煤狀的碳化物,沉積在機(jī)件表面形成積炭。(6) 來自工藝氣體中夾帶的灰塵。從造氣出來的原料氣中,雖經(jīng)過了水洗塔洗滌、靜電除焦除塵等凈化,仍然還有少量的灰塵,進(jìn)入壓縮系統(tǒng)形成積炭。4 預(yù)防積炭的措施(1) 對硫磺顆粒

10、形成的積炭,可以通過改變脫硫工藝和及時(shí)更換用于脫硫的焦炭、活性炭等手段,盡量把硫磺除去,最低限度保證硫磺含量不超過工藝要求。(2) 對催化劑粉末形成的積炭,在開車前應(yīng)徹底吹凈。在正常生產(chǎn)中經(jīng)常加強(qiáng)倒淋的排放來解決。(3) 對硫化亞鐵形成的積炭,最根本的辦法是要脫除硫化氫?？稍诰摿蚨卧O(shè)置一個(gè)水解脫硫槽,把硫化氫和硫磺顆粒一并脫除,減小硫化氫氣體對設(shè)備管道的腐蝕,減少硫化亞鐵的生成。也可通過經(jīng)常打開倒淋,定期清除的方法來排除。(4) 對細(xì)小金屬顆粒形成的積炭,通過保證潤滑系統(tǒng)暢通,定期切換濾油器,經(jīng)常查看和分析潤滑油含水量和雜質(zhì),當(dāng)不符合規(guī)定時(shí)要及時(shí)更換新油,以保證活塞與氣缸之間有良好的潤滑效果

11、,減少機(jī)器各部件之間的相互摩擦產(chǎn)生細(xì)小的金屬顆粒。生產(chǎn)中通常在壓縮機(jī)下段吸入口安裝一個(gè)過濾器,以防止氣流中帶來的固體顆粒進(jìn)入下段氣缸產(chǎn)生刮傷3 。(5) 對潤滑油帶來的積炭,應(yīng)選擇壓縮機(jī)專用潤滑油,保證黏度和閃點(diǎn)溫度高于排氣溫度2025 4 。在正常生產(chǎn)中控制排氣溫度不能過高,以保證潤滑油不超溫運(yùn)行。(6) 對工藝夾帶的灰塵形成的積炭,可改變壓縮系統(tǒng)的流程來完成。從脫硫來的氣體通過洗氣塔、焦碳過濾器后,再在壓縮機(jī)入口管路上加裝一靜電除塵器和洗氣塔,從而有效的控制了灰塵進(jìn)入壓縮機(jī)系統(tǒng)。(7) 為了防止空氣試車發(fā)生積炭爆炸,在試車前必須對壓縮機(jī)系統(tǒng)的積炭進(jìn)行徹底的清除,并控制壓力不超過20mpa4 ,提壓和卸壓時(shí)要緩慢。當(dāng)有條件時(shí)可用氮?dú)庠囓嚒? 結(jié)束語總而言之,積炭在氨合成壓縮機(jī)系統(tǒng)的存在是有百害而無一利的,它隨時(shí)都威脅著壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),給生產(chǎn)帶來很大危害。唯有有效的預(yù)防,及時(shí)處理,才能保證設(shè)備長期穩(wěn)定的運(yùn)行,保證安全生產(chǎn),獲得優(yōu)質(zhì)、高效的產(chǎn)品。參考文獻(xiàn)1 中型氮肥生產(chǎn)安全