制氮裝置分餾塔長周期運行試探

王全成

(新特能源股份有限公司，新疆 烏魯木齊 831400)

1、引言

氣體車間是整個工程氧氣、氮氣、儀表空氣及工藝空氣的生產和輸送單位，該氣體車間最重要的設備是分餾塔，分餾塔的運行不僅對車間經濟效益具有直接影響，而且會影響到整個工廠的生產。然而目前的1000m3/h 的制氮裝置處在低負荷的運行狀態，其生產氮氣量很低，常常要進行維修，分餾塔的運行周期較短。為保證該工廠和其氣體車間的正常生產，必須提升分餾塔運行效果，車間在幾個方面做了工作調整，分餾塔實現了長周期運行。

2、目前制氮裝置分餾塔的現狀

根據該廠生產報表數據信息可以得出預冷空氣溫度遠遠超出工藝標準，進塔空氣的流量很小，平均進塔空氣量是1937m/h，遠遠小于標準流量。出塔氮氣量非常低，平均出塔氮氣量是444.3m3/h，高于標準出塔量。該工廠制氮裝置分餾塔的運行情況如下:空氣裝置的冷損情況十分嚴重，主要原因是空氣裝置跑冷較嚴重;預冷空氣溫度較高，目前的冷凍機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的機前壓力與機后壓力較高，氮氣輸送法的打開度較小;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系;分餾塔和管路里有積聚物，這是因為分餾塔加溫不夠徹底;進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系。

3、影響制氮裝置的主要因素

該制氮裝置運用的空氣壓縮機型號是LW-48/8，壓縮機配有SD305-WL 型的冷凍機組，其產生冷量會在蒸發器里將空氣冷卻，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，冷凍機也會時常損壞，有關工藝規范要求的指標是5攝氏度，這種高溫度空氣進入純化器后，會導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越多，純化器的運行周期就會更短，所以，空氣溫度對分餾塔運行效果具有一定影響。空氣溫度高會使分餾塔運行效果變差，導致制氮裝置在低負荷狀態運行，給制氮裝置的氮氣質量與產量造成一定影響。

4、采取有效措施進行解決

4.1 減少空分裝置的冷損

要解決空分裝置冷損嚴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系，要選擇導熱系數較小的珠光砂作為保溫材料。同時，為了避免筒殼里的保溫材料受潮濕，一定要做充氮保護，盡量不向外排放液體或減少排放量，檢查維修設備過程中消除泄露隱患。第二方面，可以通過減少復熱不足冷損失來減少空分裝置的冷損，充分運用液化器、過冷器等換熱型設備，對返流氣體冷量進行回收。

4.2 增設空氣冷卻器

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冷空氣溫度，可以運用工程PO 分廠的冷凍站冷媒水，在PO 廠接入管道，利用LW-48/8 型的空氣壓縮機以后增加一臺空氣冷卻器，運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加溫，所有加溫都要徹底，氣體車間加強對操作人員的檢查工作與考核工作，制定獎勵懲罰制度，對檢查結果優秀的操作人員給與獎勵，讓檢查結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，要通過及時更換吸附劑進行解決，定期安排固定人員檢查吸附劑分子篩使用情況，如果發現吸附劑已運用很長時間，立即進行更換，新的分子篩最好選用UC8* 12 的球形分子篩。

4.4 調整壓力，定期排放不凝氣體

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

5、整改以后的實施效果

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

6、結束語

通過氣體車間技術整改，分餾塔的運行周期明顯延長，氣體車間氮氣產量迅速提升，純化器的工作周期也變得更長，維修次數大大減少，氣體車間經濟效益得到了很大提升。

［1］艾強.優化分餾塔操作，提高催化裝置處理量［J］.山東工業技術.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)