摘要：造气装置主要由重油气化、合成气净化、碳回收三大系统构成，在生产运行过程中时常出现脱碳分层器液面测量仪表被碳黑堵塞及萃取后分层效果不好等波动因素影响气化炉正常运行，造成装置被迫停工，影响长周期安全生产，降低了装置效能。本文对造气装置碳回收系统生产中存在的问题进行探讨并提出对策。
关键词：碳回收 碳黑 萃取 堵塞 波动 对策
1造气装置碳回收系统生产运行时波动情况
主操采取全开FV4402调节阀及副线阀，关小LV4102（重油入1201罐调节阀）调节阀及FV4304（石脑油入1507调节阀）调节阀等方法处理，均无明显效果。5时50分开始，1507预热器温度由125℃逐渐降低，6时1507温度降至101℃，造成1252石脑油气提塔温度均逐渐降低。由于1252塔温度降低，造成石脑油无法被完全气提出去，6时20分，1252塔底重油泵3210抽空。车间一方面调整重油流量，同时积极调整3210泵，但均无效果。
2造气装置碳回收系统生产运行时波动原因分析
2.1碳回收系统典型波动初步分析判断
车间最初判断外来重油入1507预热器单向阀故障，造成重油无法进入1507预热器，车间一方面对外来重油管线进行吹扫、将重油入1507单向阀内浮球等部件进行拆除，同时将1252下塔内含轻组分较多的重油进行排放，防止开工3210泵运行困难。12时50分，车间将碳回收系统处理完毕，开车后运行正常。
2.2碳回收系统典型波动再分析处理
3月12日夜班，车间采取各种措施，保证碳回收系统能够维持运行，包括调整1105分层器操作、调整1201罐重油调节阀、调整一、二段石脑油流量、请调度室联系原料罐区提高重油外送压力及外网重油伴热温度等。车间到化工一厂原料罐区查看重油外送泵运行情况，发现原料重油泵运行平稳，外送压力正常，并且泵出口回流调节阀无波动，由此排除了外来重油的原因。在为保证重油进入1507预热器而调整1105分层器的操作时，车间发现1105石脑油流量无法提高，最高流量只能达到2100kg/h左右，由此车间最终判断1507预热器内的进料分配器堵塞，导致重油和石脑油物料均无法进入1507。
2.3碳回收系统典型波动进一步分析判断
3月13日上午，经各专业开会研究波动现象和现场实际判断为碳回收系统重油流量偏低的根本原因是1507预热器进料分配器堵塞，该分配器为110个孔结构，孔径为φ6.5mm。经研究决定在重油及石脑油管线接1.1MPa蒸汽胶带，对堵塞在1507分配器上的碳黑进行吹扫，从而解决入1507进料不足的问题。13日11时，车间在准备工作完成后，将碳回收系统停工，在FV4402调节阀及FV4304调节阀导淋各接1.1MPa蒸汽胶带，向1507内进行吹扫。吹扫40分钟后，11时55分，车间开碳回收系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆重油、石脑油流量均达到正常，并且FV4402及FV4304调节阀阀位均在30%左右即能达到正常流量，说明1507分配器被彻底吹通。
3造气装置碳回收系统生产运行时波动处理措施
3.1碳回收系统典型波动处理措施
碳回收系统采用石脑油萃取方法萃取碳黑水中的碳黑，萃取后的碳黑被重油带至1201罐进入气化炉进行燃烧。碳回收系统重油流量越高，则1201罐内重油温度越高。碳回收系统原设计重油流量为1000kg/h，近几年来，车间将碳回收系统重油流量控制在800kg/h左右，1201罐内温度为110℃~120℃，如1201罐内温度过高，容易造成3201重油泵抽空，故车间没有将重油流量提至正常值。碳回收系统重油流量减少后，相应重油/石脑油混合物流中碳黑浓度增加，而1507分配器为φ6.5mm小孔组成，长期运行后造成1507分配器堵塞。同时，造气装置碳黑水罐1202内的碳黑水需要向系统进行补加，而1202罐底的碳黑水浓度较高，补加至系统后业可能造成1507分配器堵塞。
3.2碳回收系统波动预防措施
根据1507分配器堵塞的两种原因，车间在今后将做出以下调整，一是将碳回收系统重油流量控制在1000kg/h，防止由于重油流量偏低而造成1507分配器堵塞；二是在1202罐内碳黑水向系统补加时，控制补加速度，补加速度控制在100kg/h。
4造气装置碳回收系统生产运行时波动引发的问题
4.1酸气火炬下火雨
4.1.1原因分析
3月12日夜班在碳回收系统重油流量不足期间，车间调整了1105分层器的操作，关小石脑油采出阀FV4304，以减小重油进入1507的阻力，并且车间定期将FV4304调节阀开大，以防止1105液位过低。在此过程中，1105液位在40%左右，1105分层效果不好，导致部分石脑油和碳黑混合物进入了1107闪蒸槽，被1107闪蒸的气体带到了酸气火炬总管中。在吹扫1507分配器的过程中，由于吹扫出的蒸汽通过1106石脑油罐排放至酸气火炬，导致向酸气火炬排放的蒸汽量较大，至11时40分，1106罐压力达到0.1Mpa（正常生产时为0.08Mpa），酸气火炬总管内存留的石脑油、碳黑等物料被夹带到酸气火炬头处，被火炬明火点燃，部分物料落到火炬平台及地面，造成酸气火炬下火雨。
4.1.2经验教训
1）在车间制定方案时，风险识别不到位，虽然意识到会有部分物料能够被吹扫入酸气火炬，但没有考虑到酸气火炬系统被带入了石脑油及碳黑物料，造成了石脑油、碳黑被吹扫至酸气火炬头；并且在吹扫前没有提前确认酸气火炬罐的液位，虽然在13日早上对酸气火炬罐进行了排水，但在吹扫1507前没有有意识的对酸气火炬罐进行排液，如果酸气火炬罐液位过高，也会造成罐内轻组分物料被带到火炬头。
2）在调整碳回收系统操作时，没有考虑到1105分层效果不好的造成的风险，虽然为了防止碳黑进入1107罐，车间定期对1105分层器液位进行提高，但没有根本改善1105分层不好的现象。
3）火炬地面的干草没有及时进行清理，如火炬地面没有干草，也不会发生明火落到地面后造成地面起火的现象。今后车间对火炬、罐区等部位的杂草及时进行清除，以消灭安全隐患。
4.2造气装置至丁辛醇装置合成气中断
4.2.1原因分析
第一次合成气中断，原因是1254塔液位低联锁动作造成合成气切断阀关闭，使合成气中断。由于当时班组主操作忙于调整碳回收系统，对净化系统1254塔液位检查不及时，1254塔液位由10时33分的96％降至10时40分的40％，对1254塔液位的报警没有及时进行查看，最终使1254塔液位联锁动作，合成气中断；第二次合成气中断，使由于第一次合成气中断时，班组操作方法不当，采取的是直接将合成气切断阀的电磁阀进行联锁旁路，将合成气送至丁辛醇装置，而正常应该将动作的联锁进行复位，再将复位按钮进行复位，合成气自动送至定辛醇装置。班组主操作在下班前将合成气切断阀HV4701和HV4702的电磁阀联锁进行在线操作，而提前没有对其复位按钮进行复位，造成HV4701切断阀关闭，合成气中断。
4.2.2经验教训
今后装置发生波动时，要加强对DCS画面的检查，以免再次发生由于监盘不及时造成的其他波动，同时波动的岗位要保证两名主操在岗，当波动比较频繁，主操作忙于调整时，很容易发生检查不到位的现象，此时要保证两名主操操作，一人进行调整，一人进行正常操作，互相配合，保证装置的平稳运行。加强员工的培训，尤其是联锁逻辑的培训，使员工在异常情况下能够采取正确的操作方法进行处理，以免发生处理不当造成其他波动。
论文作者:李亮亮,陈东凯
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/17
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