制氮裝置分餾塔長周期運(yùn)行試探

王全成

(新特能源股份有限公司，新疆 烏魯木齊 831400)

1、引言

氣體車間是整個(gè)工程氧氣、氮?dú)?、儀表空氣及工藝空氣的生產(chǎn)和輸送單位，該氣體車間最重要的設(shè)備是分餾塔，分餾塔的運(yùn)行不僅對車間經(jīng)濟(jì)效益具有直接影響，而且會(huì)影響到整個(gè)工廠的生產(chǎn)。然而目前的1000m3/h 的制氮裝置處在低負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，其生產(chǎn)氮?dú)饬亢艿?，常常要進(jìn)行維修，分餾塔的運(yùn)行周期較短。為保證該工廠和其氣體車間的正常生產(chǎn)，必須提升分餾塔運(yùn)行效果，車間在幾個(gè)方面做了工作調(diào)整，分餾塔實(shí)現(xiàn)了長周期運(yùn)行。

2、目前制氮裝置分餾塔的現(xiàn)狀

根據(jù)該廠生產(chǎn)報(bào)表數(shù)據(jù)信息可以得出預(yù)冷空氣溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出工藝標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)塔空氣的流量很小，平均進(jìn)塔空氣量是1937m/h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)流量。出塔氮?dú)饬糠浅５?，平均出塔氮?dú)饬渴?44.3m3/h，高于標(biāo)準(zhǔn)出塔量。該工廠制氮裝置分餾塔的運(yùn)行情況如下:空氣裝置的冷損情況十分嚴(yán)重，主要原因是空氣裝置跑冷較嚴(yán)重;預(yù)冷空氣溫度較高，目前的冷凍機(jī)組的冷卻效果非常差;純化器的再生不夠完善，分子篩純化器再生時(shí)間和再生溫度都不合適;液氮積冷過程，常常排放液氮，這主要是由于透平機(jī)的機(jī)前壓力與機(jī)后壓力較高，氮?dú)廨斔头ǖ拇蜷_度較小;純化器里的分子篩的吸附能力非常差，這和吸附劑長期使用具有一定聯(lián)系;分餾塔和管路里有積聚物，這是因?yàn)榉逐s塔加溫不夠徹底;進(jìn)純化器之前的空氣里油水含量過多，這和排放油水不勤具有緊密聯(lián)系。

3、影響制氮裝置的主要因素

該制氮裝置運(yùn)用的空氣壓縮機(jī)型號(hào)是LW-48/8，壓縮機(jī)配有SD305-WL 型的冷凍機(jī)組，其產(chǎn)生冷量會(huì)在蒸發(fā)器里將空氣冷卻，這種冷卻方法獲得的冷卻效果在炎熱的夏季并不理想。通常情況下，冷卻以后的空氣溫度通常為18 攝氏度，溫度較高，冷凍機(jī)也會(huì)時(shí)常損壞，有關(guān)工藝規(guī)范要求的指標(biāo)是5攝氏度，這種高溫度空氣進(jìn)入純化器后，會(huì)導(dǎo)致純化器里分子篩的吸附能力下降。冷卻后的空氣溫度越高，空氣里的飽和含水量就會(huì)越多，純化器的運(yùn)行周期就會(huì)更短，所以，空氣溫度對分餾塔運(yùn)行效果具有一定影響?？諝鉁囟雀邥?huì)使分餾塔運(yùn)行效果變差，導(dǎo)致制氮裝置在低負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，給制氮裝置的氮?dú)赓|(zhì)量與產(chǎn)量造成一定影響。

4、采取有效措施進(jìn)行解決

4.1 減少空分裝置的冷損

要解決空分裝置冷損嚴(yán)重問題或減少空分裝置冷損，可以從兩方面展開工作。第一方面，減少空分裝置的跑冷，空分裝置跑冷和裝置的周圍環(huán)境、裝置的大小、裝置管道閥門密封性及保溫條件具有緊密聯(lián)系，要選擇導(dǎo)熱系數(shù)較小的珠光砂作為保溫材料。同時(shí)，為了避免筒殼里的保溫材料受潮濕，一定要做充氮保護(hù)，盡量不向外排放液體或減少排放量，檢查維修設(shè)備過程中消除泄露隱患。第二方面，可以通過減少復(fù)熱不足冷損失來減少空分裝置的冷損，充分運(yùn)用液化器、過冷器等換熱型設(shè)備，對返流氣體冷量進(jìn)行回收。

4.2 增設(shè)空氣冷卻器

對于原有裝置冷卻后空氣溫度仍然很高的問題，可以利用增加空氣冷卻器來降低預(yù)冷空氣溫度，可以運(yùn)用工程PO 分廠的冷凍站冷媒水，在PO 廠接入管道，利用LW-48/8 型的空氣壓縮機(jī)以后增加一臺(tái)空氣冷卻器，運(yùn)用空氣冷卻器再次冷卻空氣。

4.3 徹底加溫和更換吸附劑

對于因加溫不徹底而引起的分離塔和管路里存有積聚物問題，可以給車間操作人員提出要求，要求他們無論單體加溫或全系統(tǒng)加溫，所有加溫都要徹底，氣體車間加強(qiáng)對操作人員的檢查工作與考核工作，制定獎(jiǎng)勵(lì)懲罰制度，對檢查結(jié)果優(yōu)秀的操作人員給與獎(jiǎng)勵(lì)，讓檢查結(jié)果和操作人員工資相掛鉤。對于純化器里的分子篩吸附劑長期使用問題，要通過及時(shí)更換吸附劑進(jìn)行解決，定期安排固定人員檢查吸附劑分子篩使用情況，如果發(fā)現(xiàn)吸附劑已運(yùn)用很長時(shí)間，立即進(jìn)行更換，新的分子篩最好選用UC8* 12 的球形分子篩。

4.4 調(diào)整壓力，定期排放不凝氣體

關(guān)于液氮積冷過剩問題，要常常排放液氮，并調(diào)整透平機(jī)機(jī)前壓力與機(jī)后壓力，實(shí)施之前透平機(jī)的機(jī)前壓力是0.196MPa，透平機(jī)的機(jī)后壓力是0.039MPa，實(shí)施之后透平機(jī)的機(jī)前壓力是0.1-0.15MPa，實(shí)施之后的透平機(jī)機(jī)后壓力是0.024MPa。要解決分餾塔里有很多不凝結(jié)氣體問題，必須建立健全不凝結(jié)氣體排放責(zé)任制，制定明確制度或規(guī)定要求操作人員每間隔一段時(shí)間就排放不凝結(jié)氣體，并實(shí)施獎(jiǎng)懲制度。另外，氣體車間要求操作人員嚴(yán)格控制分子篩純化器再生溫度，出口溫度為10 攝氏度，進(jìn)口溫度為250 攝氏度，有效控制純化器每隔一天倒換1 次。

5、整改以后的實(shí)施效果

運(yùn)用上述方法對制氮裝置進(jìn)行整改后，預(yù)冷空氣溫度從原來的平均12 攝氏度降至5 攝氏度，預(yù)冷空氣溫度的合格率為100%，預(yù)冷空氣溫度較高問題得到徹底解決。采取措施前每8 小時(shí)要倒換一次純化器，采取措施后每間隔12 小時(shí)倒換一次純化器，純化器工作周期明顯得到延長。整改前，分餾塔運(yùn)行幾個(gè)月就要檢修一次，通過開設(shè)實(shí)施每天檢查一次后，分餾塔能夠持續(xù)工作1年，并且保持良好的云翔狀態(tài)。

6、結(jié)束語

通過氣體車間技術(shù)整改，分餾塔的運(yùn)行周期明顯延長，氣體車間氮?dú)猱a(chǎn)量迅速提升，純化器的工作周期也變得更長，維修次數(shù)大大減少，氣體車間經(jīng)濟(jì)效益得到了很大提升。

［1］艾強(qiáng).優(yōu)化分餾塔操作，提高催化裝置處理量［J］.山東工業(yè)技術(shù).2014 (08)

［2］王春雷，徐金文.催化裂化裝置分餾塔頂循泵周期性抽空原因分析及對策［J］.天津化工.2013 (04)