工業生產中儀表氣露點高的影響與解決方案

胡學東，英 強，姚志國

（中鹽吉蘭泰氯堿化工有限公司，內蒙古 阿拉善 750336）

中鹽吉蘭泰氯堿化工有限公司（以下簡稱“吉蘭泰氯堿”）目前生產規模為40萬t/aPVC、36萬t/a燒堿。配套公用工程使用螺桿壓縮空壓機及微熱再生干燥器制取儀表氣，用于各種自動閥門使用。

吉蘭泰氯堿制取儀表氣設備為微熱再生吸附式干燥器，該干燥器是根據變壓吸附原理，對壓縮空氣進行干燥的一種設備。

1 儀表氣干燥工藝原理

在一定壓力下，使壓縮空氣自下而上流經吸附劑床層，在低溫高壓下，利用范德華力（分子作用力）的作用實現壓縮空氣水蒸氣向吸附劑表面轉移的過程，為吸附過程。壓力下降的干燥空氣，經加熱膨脹后，再與吸附水分飽和的吸附劑接觸時，吸附劑中的水分向再生空氣轉移，為解吸（再生）過程。該干燥器為雙筒結構，筒內充填滿活性氧化鋁吸附劑，當其中一吸附筒進行干燥時，同時另一吸附筒進行再生。

2 存在問題

吉蘭泰氯堿干燥儀表氣主要要求壓力為0.55～0.65 MPa，露點為-40℃，而工業配備壓縮機，不管是什么形式（活塞式、螺桿式、離心式），滿足壓力均沒有問題，但在氣源露點控制上則不盡人意，吉蘭泰氯堿使用的是噴油式螺桿壓縮機，配備的干燥器為微熱再生干燥器。多年來由于儀表氣露點一直不達標，對整體生產穩定運行影響較大，吉蘭泰氯堿儀表氣露點年度平均值為-15℃，且波動較大，有時露點可達-56℃，但有時只有-3℃，且在后續生產崗位儀表氣緩沖罐可大量排出冷凝水。

3 原因分析

儀表氣露點偏高原因，主要是供氣氣源不達標導致，由于是噴油式螺桿壓縮機，其本身壓縮氣就會帶有一定潤滑油，再則由于近年來壓縮機故障頻發，檢修較為頻繁，導致機組螺桿間隙有所增大（進氣端0.6 mm，出氣端0.5 mm），所以排氣帶油量嚴重超標；另由于吉蘭泰氯堿循環水水質較差，導致壓縮機潤滑油換熱器與壓縮氣排氣換熱器受粘泥與結垢影響，換熱效果不佳，致使排氣溫度偏高，所以在壓縮氣進干燥器時溫度有所超標。干燥器填充分子篩為活性氧化鋁，由于大量進油，氧化鋁分子篩被油污染，吸附能力下降，同時由于運行兩塔切換氣流沖擊或再生時再生氣量調節不當，吸附塔內干燥劑顆粒相互磨損，導致分子篩粉碎嚴重，致使分子篩整體吸水能力下降明顯，且由于進氣溫度偏高（進氣指標要求為≤50℃，實際進氣溫度為60℃），氣源含水量較大，最終導致儀表氣露點超標，同時露點超標后，因儀表氣輸送管線均為碳鋼材質，所以管線內部存在生銹問題，在鐵銹雜質進入自動閥氣缸后，會出現堵塞氣缸氣源通道的現象，導致閥門誤動作、不動作，對企業整體穩定生產運行影響較為惡劣。

由于儀表氣露點超標問題，在冬季儀控自動閥氣缸氣源管極易出現結冰現象，運行中常出現儀表自動閥突然性自動關閉現象，對生產穩定運行影響較大，在2011年到2014年間，已連續出現過多次緊急停車事件，儀表氣含水停車匯總表見表1。

表1 儀表氣含水停車匯總表

吉蘭泰氯堿投產時間為2007年，崗位員工均較為穩定，且針對儀表氣露點問題前期已制定應急預案，而且每年會做一次應急演練，所以雖然出現多次緊急停車情況，但崗位人員應急處置得當、及時，均沒有發生大的事故。但針對新企業或沒有做應急預案的企業，若出現氫氣總管自動閥突然關閉，后續HCl合成裝置處理不及時造成合成爐突然滅爐，則大量的氯氣會積存在系統當中，氯氣壓力過高時，需大量進入除害塔系統進行吸收，超過除害塔的處理能力時會有大量的氯氣排放至空氣中，造成氯氣泄漏危害生命財產安全。同時，若HCl合成裝置處理不及時，則氯乙烯混合脫水裝置HCl中則會氯過量，即過氯現象，會造成混合器防爆蓋發生爆炸著火事故。而乙炔大管總閥突然關閉，水堿洗系統需增加HCl吸收水量，若處理不及時，組合塔會出現高溫，造成組合塔變形損壞，處理較為麻煩，同時HCl吸收不完全會造成水堿洗過酸，腐蝕壓縮、精餾的換熱設備，給生產帶來較為不利影響。

4 解決方案

針對儀表氣露點高的問題，吉蘭泰氯堿首先從控制供氣源入手，即先解決空壓機帶油量大與排氣溫度高的問題，主要修復空壓機轉子間隙大的問題，把壓縮機轉子磨損型面進行修復，恢復到接近出廠前配合公差（進氣端0.4 mm，出氣端0.25 mm）；再對壓縮機做全面檢查，尤其是壓縮機回油管，若回油管彎曲，不能伸到油分濾芯底部，則勢必會造成帶油量偏高問題，經過檢查，并調整回油管角度，目前回油問題已得到解決，同時檢查機組斷油閥，確保機組供油通暢，經查，由于斷油閥使用年限較長，內部彈簧疲勞，彈力不足，且存在油污積碳卡阻現象，所以對斷油閥做更換處理，經檢查處理后壓縮氣含油量已明顯下降。

為更好的控制壓縮氣進干燥器前含油量，在原有1套高效除油器基礎上，又增加了1套高效除油器，干燥器要求進氣含油量為≤0.5 mg/m3，改造后數據達到0.45 mg/m3。未改造前干燥器氧化鋁分子篩每個月需更換1批，且每周需對分子篩進行補充，而且出氣粉塵過濾器排污時粉末較多，改造后運行3個月，從視鏡口觀察，未發現分子篩有粉碎現象，也未對干燥器進行分子篩補充，改造完畢后，經2015年全年運行觀察，干燥器分子篩未再出現粉碎問題，充分說明分子篩遇油污染粉碎問題已得到解決。

目前，由于水質問題仍未得到有效解決，壓縮機換熱器粘泥與結垢問題仍然存在，壓縮機排氣溫度仍偏高。為保障供氣氣源溫度在規定范圍內，減少氣源含水量，降低干燥器吸附負荷，在進干燥器之前總管上增加了4臺冷干機，單臺冷干機處理能力為30 m3/h，增加冷干機后，目前進干燥器壓縮氣溫度為18℃，在未增加冷干機前，經干燥器吸附后出氣溫度都在30℃以上，增加冷干機后，目前出氣溫度為20℃，且經過冷干機處理，進干燥器前緩沖罐排水量較大，這樣進入干燥器的壓縮氣將大大降低含水量，再經分子篩吸附壓縮氣水分后，現在儀表氣露點已得到有效控制，具體檢測數據見表2。

對于儀表氣管線銹雜堵塞自動閥氣缸氣源通道問題，2014年吉蘭泰氯堿組織把各關鍵裝置自動閥進行了增設旁通管線改造，并增加了過濾器，定期由專業人員進行排放處理，運行效果較佳，增設旁濾后，再未出現過因雜質堵塞氣源通道而影響生產的問題。工藝改造流程示意圖見圖1。

表2 2015年10月儀表氣露點

圖1 工藝改造流程示意圖

5 結語

對于地處北方的企業來說，冬季溫度偏低，所以儀表氣露點必須保證低于-30℃，才能保證企業達到安全最佳的經濟運行效果。按吉蘭泰氯堿儀表氣使用情況分析，若在不改變工藝與設備的基礎上，只要能夠控制壓縮氣含油量與壓縮機排氣溫度，則完全可以控制儀表氣露點超高問題，從而消除儀表氣露點偏高造成的影響。