1.液氮洗工艺简述：

液氮洗系统集成了分子筛净化单元、三台高效的板翅式热交换器、氮气洗涤塔以及氢气分离储罐等核心组件。分子筛吸附装置精准去除低温甲醇洗后气体中的CO2、CH3OH等极性杂质，确保输出工艺气体中CO₂浓度不超2mg/m³。随后，气体经过三级板翅式换热器逐级降温，进入氮洗塔内。在极低的-190℃环境中，凭借H2与其他组分（如CO、CH₄、Ar）沸点显著差异，实现类似多组分精细分离的效果，将CO、CH₄、Ar有效溶解于液态氮中，进而将合成气中的（CO+CO₂）总量降至16mg/m³以下。此外，系统还通过精细调控洗涤氮、初步配比氮及精确配比氮三个步骤，精确调整合成气中的氢氮比例至理想的3:1比例，其工艺流程如图1所示。

图1 液氮洗工艺流程

2.液氮洗装置运行中存在的主要问题

1.冷箱堵塞：冷箱内采用板翅式铝制换热器，换热效果好，但换热翅片通道小，操作维护不当易造成堵塞；2. 分子筛程控阀故障：分子筛采用5A分子筛，运行周期为20.46h，效果基本稳定，但不定时清洗容易发生故障；3. 板翅式换热器泄漏。

3.液氮洗涤装置的操作与维护策略

3.1 精确管理气体参数：鉴于液氮洗涤装置处于极端低温环境，最低可达-198℃，堵塞风险主要源自高沸点物质的冻结。一旦发生堵塞，需依赖氮气再加热解决，但这将带来显著的经济负担。因此，日常操作中需严密监控原料气中的CO2、甲醇含量，以及1#、2#原料气冷却器前后的压力差异。具体而言，应确保进入分子筛吸附器的原料气中CO2低于10mg/m³，甲醇低于25mg/m³。分子筛出口气体则需维持CO2低于2mg/m³，且甲醇完全吸附。定期评估分子筛的吸附与再生效能，通过检测解吸末期再生氮气中的CO2与甲醇含量来实现。冷箱启动阶段，需细致监测置换氮气中的CO2浓度与露点，确保在多个物料通道中选取合适点取样，直至氮气纯度达99.5%以上，露点低于-50℃，方可进行氮气冷却积液作业。

3.2 精细调控开停车与运行速率：鉴于冷箱内的板翅式换热器设计精密，高效但脆弱，操作中的速率控制至关重要。无论是启动、停车还是稳定运行，均需严格控制制冷与复热速率，避免超过15℃/h的温变速度，并密切关注换热器端面的温差，理想状态下控制在10℃以内，以不超过50℃为限。在调整负荷时，尽管牺牲一定能耗效率，但建议将原料气流量限制在20000m³/h以下，以最大限度保护换热器。

3.3 优化冷箱冷量管理：液氮洗涤冷箱通过氮气节流制冷与板翅式换热器冷量回收维持冷量平衡。操作中需精细调控各物流的冷量分配，确保冷量高效利用。冷箱内视为绝热环境，主要通过调整物料流量来平衡冷量。利用高压氮气冷却器合成气调节阀，合理分配流向低温甲醇洗与氨合成装置的合成气量，控制换热器端面温差与出冷箱合成气温度，最大化冷量回收。同时，通过调节燃料气放空阀，控制进入冷箱的中压氮气冷量，维持冷箱内外冷量平衡。考虑到冷箱设计通常留有120%至130%的富余量，建议将多余冷量导向其他冷却需求，实现资源高效利用。

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