制氮装置分馏塔长周期运行试探

王全成

(新特能源股份有限公司，新疆 乌鲁木齐 831400)

1、引言

气体车间是整个工程氧气、氮气、仪表空气及工艺空气的生产和输送单位，该气体车间最重要的设备是分馏塔，分馏塔的运行不仅对车间经济效益具有直接影响，而且会影响到整个工厂的生产。然而目前的1000m3/h 的制氮装置处在低负荷的运行状态，其生产氮气量很低，常常要进行维修，分馏塔的运行周期较短。为保证该工厂和其气体车间的正常生产，必须提升分馏塔运行效果，车间在几个方面做了工作调整，分馏塔实现了长周期运行。

2、目前制氮装置分馏塔的现状

根据该厂生产报表数据信息可以得出预冷空气温度远远超出工艺标准，进塔空气的流量很小，平均进塔空气量是1937m/h，远远小于标准流量。出塔氮气量非常低，平均出塔氮气量是444.3m3/h，高于标准出塔量。该工厂制氮装置分馏塔的运行情况如下:空气装置的冷损情况十分严重，主要原因是空气装置跑冷较严重;预冷空气温度较高，目前的冷冻机组的冷却效果非常差;纯化器的再生不够完善，分子筛纯化器再生时间和再生温度都不合适;液氮积冷过程，常常排放液氮，这主要是由于透平机的机前压力与机后压力较高，氮气输送法的打开度较小;纯化器里的分子筛的吸附能力非常差，这和吸附剂长期使用具有一定联系;分馏塔和管路里有积聚物，这是因为分馏塔加温不够彻底;进纯化器之前的空气里油水含量过多，这和排放油水不勤具有紧密联系。

3、影响制氮装置的主要因素

该制氮装置运用的空气压缩机型号是LW-48/8，压缩机配有SD305-WL 型的冷冻机组，其产生冷量会在蒸发器里将空气冷却，这种冷却方法获得的冷却效果在炎热的夏季并不理想。通常情况下，冷却以后的空气温度通常为18 摄氏度，温度较高，冷冻机也会时常损坏，有关工艺规范要求的指标是5摄氏度，这种高温度空气进入纯化器后，会导致纯化器里分子筛的吸附能力下降。冷却后的空气温度越高，空气里的饱和含水量就会越多，纯化器的运行周期就会更短，所以，空气温度对分馏塔运行效果具有一定影响。空气温度高会使分馏塔运行效果变差，导致制氮装置在低负荷状态运行，给制氮装置的氮气质量与产量造成一定影响。

4、采取有效措施进行解决

4.1 减少空分装置的冷损

要解决空分装置冷损严重问题或减少空分装置冷损，可以从两方面展开工作。第一方面，减少空分装置的跑冷，空分装置跑冷和装置的周围环境、装置的大小、装置管道阀门密封性及保温条件具有紧密联系，要选择导热系数较小的珠光砂作为保温材料。同时，为了避免筒壳里的保温材料受潮湿，一定要做充氮保护，尽量不向外排放液体或减少排放量，检查维修设备过程中消除泄露隐患。第二方面，可以通过减少复热不足冷损失来减少空分装置的冷损，充分运用液化器、过冷器等换热型设备，对返流气体冷量进行回收。

4.2 增设空气冷却器

对于原有装置冷却后空气温度仍然很高的问题，可以利用增加空气冷却器来降低预冷空气温度，可以运用工程PO 分厂的冷冻站冷媒水，在PO 厂接入管道，利用LW-48/8 型的空气压缩机以后增加一台空气冷却器，运用空气冷却器再次冷却空气。

4.3 彻底加温和更换吸附剂

对于因加温不彻底而引起的分离塔和管路里存有积聚物问题，可以给车间操作人员提出要求，要求他们无论单体加温或全系统加温，所有加温都要彻底，气体车间加强对操作人员的检查工作与考核工作，制定奖励惩罚制度，对检查结果优秀的操作人员给与奖励，让检查结果和操作人员工资相挂钩。对于纯化器里的分子筛吸附剂长期使用问题，要通过及时更换吸附剂进行解决，定期安排固定人员检查吸附剂分子筛使用情况，如果发现吸附剂已运用很长时间，立即进行更换，新的分子筛最好选用UC8* 12 的球形分子筛。

4.4 调整压力，定期排放不凝气体

关于液氮积冷过剩问题，要常常排放液氮，并调整透平机机前压力与机后压力，实施之前透平机的机前压力是0.196MPa，透平机的机后压力是0.039MPa，实施之后透平机的机前压力是0.1-0.15MPa，实施之后的透平机机后压力是0.024MPa。要解决分馏塔里有很多不凝结气体问题，必须建立健全不凝结气体排放责任制，制定明确制度或规定要求操作人员每间隔一段时间就排放不凝结气体，并实施奖惩制度。另外，气体车间要求操作人员严格控制分子筛纯化器再生温度，出口温度为10 摄氏度，进口温度为250 摄氏度，有效控制纯化器每隔一天倒换1 次。

5、整改以后的实施效果

运用上述方法对制氮装置进行整改后，预冷空气温度从原来的平均12 摄氏度降至5 摄氏度，预冷空气温度的合格率为100%，预冷空气温度较高问题得到彻底解决。采取措施前每8 小时要倒换一次纯化器，采取措施后每间隔12 小时倒换一次纯化器，纯化器工作周期明显得到延长。整改前，分馏塔运行几个月就要检修一次，通过开设实施每天检查一次后，分馏塔能够持续工作1年，并且保持良好的云翔状态。

6、结束语

通过气体车间技术整改，分馏塔的运行周期明显延长，气体车间氮气产量迅速提升，纯化器的工作周期也变得更长，维修次数大大减少，气体车间经济效益得到了很大提升。

［1］艾强.优化分馏塔操作，提高催化装置处理量［J］.山东工业技术.2014 (08)

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