小型空分裝置運行中出現的問題及解決辦法

文甜露李曉強

（1．新疆維美化工有限責任公司，新疆庫爾勒841000）

（2．新疆美克化工股份有限公司，新疆庫爾勒841000）

小型空分裝置運行中出現的問題及解決辦法

文甜露1李曉強2

（1．新疆維美化工有限責任公司，新疆庫爾勒841000）

（2．新疆美克化工股份有限公司，新疆庫爾勒841000）

作為高純度氮氣的生產裝置，小型空分裝置可在生產氮氣的同時，將隨之產生的氧氣進行再利用，通過無油螺桿壓縮機、全低壓常溫分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹劑制冷的流程，向需要氮氣進行生產或是生活的地方輸送氮氣。雖然小型空分裝置的運行提高了氮氣生產的效率和質量，但是在運行中還存在著很多缺點和不足，本文就從小型空分裝置的運行流程入手，分析了運行中存在的缺陷，并對小型空分裝置運行中出現問題的解決辦法進行了深入探究。

小型空分裝置；運行；問題；解決辦法

在日常生產中，要想保持氮氣生產的穩定性，就需要提高對小型空分裝置的重視程度，工作人員要對小型空分裝置進行實時的觀測，確保運行中的問題能夠得到及時的發現，并將問題立即上報，做到盡早解決。

1 小型空分裝置的運行流程

小型空分裝置在運行中將空氣作為原料，在經過除塵壓縮和預冷機冷卻后，再使用水分離器去除空氣中的冷凝水，最后借助分子篩純化器實現空氣的凈化，去除空氣中的水分、二氧化碳和雜質。隨后純凈的空氣將進入分餾塔中，經過板式熱交換器時，被返流氣冷卻至適宜的溫度流入精餾塔底部，再在精餾塔內由底部至頂部逐板上升，并與塔內的回流液進行反應，通過物質之間和熱量之間的傳導實現精餾，從而獲得純度較高的氮氣。

在氮氣的提取上，部分氮氣由精餾塔頂部進行抽出，再由被蒸餾的空氣復熱，在達到常溫后便形成了可輸出的產品氮氣；剩下的氮氣在經過液化后，成為了精餾塔的回流液，或是裝進液氮罐中，進行儲存或是輸出。

精餾塔的回流液由于長期集中在精餾塔底部，所以便形成了氧氣較多而回流液較少的狀態。針對這個狀況，可將回流液抽出并經由液空過冷器進入干式主冷器，使氮氣液化。廢氣則經過復熱后進入透平膨脹機，在溫度降低后通過板式熱交換器恢復至常溫后排出冷箱，剩下的廢氣可作為再生能源和透平膨脹機制動風機的氣源。

2 小型空分裝置運行中存在的缺陷

小型空分裝置在經過幾年的運行后，會出現很多問題：1、運行幾年后小型空分裝置的產氣量有所下降，逐漸達不到設計能力的標準，而且小型空分裝置的精餾塔壓力大不如前，有著明顯的下降；2、設備說明書的不完善，缺少對預冷機出口溫度如何設定的說明；3、由于各車間對氮氣的使用量不同，導致小型空分裝置沒有連續性、穩定性的運行。小型空分裝置是一個需要連續運行、供氣的裝置，只有前期保持穩定性，后期才能保證供氣量處于平穩的狀態。如果長時間的用氣不穩定，就會使小型空分裝置的運行受到阻礙，甚至產生一定的危險，尤其是在各車間用氣量變化幅度較大時，若是不采取有效的應對措施，將直接導致氮氣能源的不合理利用和浪費。

3 小型空分裝置運行中出現問題的解決辦法

3.1 壓力不足的解決辦法

3.1.1 問題分析

先將進塔空分壓力測量出來，判斷是否因為除空壓機故障或是預冷機和純化器之間存在漏點導致的壓力下降。然后觀察精餾塔塔板面上有無結霜、結露現象，若是有且精餾塔正面結霜現象較嚴重時，就要進行周密的分析。當環境溫度為34℃時，塔板面溫度為27—29℃，可是結霜需要的溫度應在10℃以下。所以可以初步判斷是塔內的部分管線出現了泄露問題，導致精餾塔壓力下降嚴重，出現了與設計能力不相符的狀況，嚴重影響氮氣生產數量。

3.1.2 解決方法

首先將小型空分裝置的運行停止，把塔內的回流液和氮氣清理干凈，利用空壓機將塔內的溫度升至常溫。再將分餾塔的頂部和底部打開，清理塔內的珍珠巖，并對塔內管線分別打入壓力，觀察哪些管線存在泄露的現象。在發現漏點后，根據經驗分析主要是塔內在進行珍珠巖填裝時，由于施工失誤造成儀表管線變形，在經過長時間的使用后，變形處逐漸形成漏點。把漏點焊接完成后，發現塔內壓力恢復正常數值，結霜現象也已經消失。

3.2 設備說明書問題的解決辦法

通過對小型空分裝置的使用和全面了解，得出預冷機出口溫度的穩定范圍為5—10℃，要保證溫度在范圍之內，若是溫度過低將會使預冷機管道內結冰，從而形成堵塞；若是溫度過高，則會對后續生產造成不良影響，使生產的穩定性得不到保障，導致進塔空氣露點溫度超過正常標準。

3.3 小型空分裝置不穩定的解決辦法

在日常運行中，要結合氮氣管網壓力情況，適當的調整氮氣產量，并且優化小型空分裝置的運行模式。小型空分裝置的變負荷操作是指從一個平衡到另一個平衡間的過程，這個過程具有動態性，且要根據溫度平衡、壓力平衡和膨脹機運行狀況來決定操作速度。速度要穩定，不宜過快或過慢。只有默契的配合，才會實現小型空分裝置的穩定運行。在小型空分裝置的變負荷操作時，要提高對加工空氣量和產品氣量之間遞減順序的重視程度。在增強運行負荷時，必須先將空氣的氮氣供應。在采取措施時要注意整體和局部的關系，加強工作人員專業技能的培訓，保障小型空分裝置的高效運行。加工量提升，在空氣加工量達到標準的1—2分鐘后，再提高氮氣和污氮產量；在減少運行負荷時，要先將氮氣量減少再減少空氣加工量。要對各車間的氮氣使用量進行提前預測，做到氮氣的合理配置。要使氮氣始終處于稍顯不足的狀態，若是氮氣需求量大則可使用部分液氮汽化進行補充，避免出現反復調整小型空分裝置氮氣產量的現象。

4 結語

根據小型空分裝置的運行狀況，分析了其中存在的問題，并進一步闡述了解決方法。通過這么方法的使用，可以使小型空分裝置的運行達到設計標準，實現穩定

[1]李敬海.小型空分裝置運行中出現的問題及解決辦法[J].化工管理,2016,21:91.

[2]李善恩.論空分裝置在日常運行中的安全問題與對策[J].中國石油和化工,2016,S1:58.

[3]高憲國,龐厚芳,李凌燕.空分裝置試運行期間存在的問題及處理[J].中氮肥,2009,01:27-28.