工业生产中仪表气露点高的影响与解决方案

胡学东，英 强，姚志国

（中盐吉兰泰氯碱化工有限公司，内蒙古 阿拉善 750336）

中盐吉兰泰氯碱化工有限公司（以下简称“吉兰泰氯碱”）目前生产规模为40万t/aPVC、36万t/a烧碱。配套公用工程使用螺杆压缩空压机及微热再生干燥器制取仪表气，用于各种自动阀门使用。

吉兰泰氯碱制取仪表气设备为微热再生吸附式干燥器，该干燥器是根据变压吸附原理，对压缩空气进行干燥的一种设备。

1 仪表气干燥工艺原理

在一定压力下，使压缩空气自下而上流经吸附剂床层，在低温高压下，利用范德华力（分子作用力）的作用实现压缩空气水蒸气向吸附剂表面转移的过程，为吸附过程。压力下降的干燥空气，经加热膨胀后，再与吸附水分饱和的吸附剂接触时，吸附剂中的水分向再生空气转移，为解吸（再生）过程。该干燥器为双筒结构，筒内充填满活性氧化铝吸附剂，当其中一吸附筒进行干燥时，同时另一吸附筒进行再生。

2 存在问题

吉兰泰氯碱干燥仪表气主要要求压力为0.55～0.65 MPa，露点为-40℃，而工业配备压缩机，不管是什么形式（活塞式、螺杆式、离心式），满足压力均没有问题，但在气源露点控制上则不尽人意，吉兰泰氯碱使用的是喷油式螺杆压缩机，配备的干燥器为微热再生干燥器。多年来由于仪表气露点一直不达标，对整体生产稳定运行影响较大，吉兰泰氯碱仪表气露点年度平均值为-15℃，且波动较大，有时露点可达-56℃，但有时只有-3℃，且在后续生产岗位仪表气缓冲罐可大量排出冷凝水。

3 原因分析

仪表气露点偏高原因，主要是供气气源不达标导致，由于是喷油式螺杆压缩机，其本身压缩气就会带有一定润滑油，再则由于近年来压缩机故障频发，检修较为频繁，导致机组螺杆间隙有所增大（进气端0.6 mm，出气端0.5 mm），所以排气带油量严重超标；另由于吉兰泰氯碱循环水水质较差，导致压缩机润滑油换热器与压缩气排气换热器受粘泥与结垢影响，换热效果不佳，致使排气温度偏高，所以在压缩气进干燥器时温度有所超标。干燥器填充分子筛为活性氧化铝，由于大量进油，氧化铝分子筛被油污染，吸附能力下降，同时由于运行两塔切换气流冲击或再生时再生气量调节不当，吸附塔内干燥剂颗粒相互磨损，导致分子筛粉碎严重，致使分子筛整体吸水能力下降明显，且由于进气温度偏高（进气指标要求为≤50℃，实际进气温度为60℃），气源含水量较大，最终导致仪表气露点超标，同时露点超标后，因仪表气输送管线均为碳钢材质，所以管线内部存在生锈问题，在铁锈杂质进入自动阀气缸后，会出现堵塞气缸气源通道的现象，导致阀门误动作、不动作，对企业整体稳定生产运行影响较为恶劣。

由于仪表气露点超标问题，在冬季仪控自动阀气缸气源管极易出现结冰现象，运行中常出现仪表自动阀突然性自动关闭现象，对生产稳定运行影响较大，在2011年到2014年间，已连续出现过多次紧急停车事件，仪表气含水停车汇总表见表1。

表1 仪表气含水停车汇总表

吉兰泰氯碱投产时间为2007年，岗位员工均较为稳定，且针对仪表气露点问题前期已制定应急预案，而且每年会做一次应急演练，所以虽然出现多次紧急停车情况，但岗位人员应急处置得当、及时，均没有发生大的事故。但针对新企业或没有做应急预案的企业，若出现氢气总管自动阀突然关闭，后续HCl合成装置处理不及时造成合成炉突然灭炉，则大量的氯气会积存在系统当中，氯气压力过高时，需大量进入除害塔系统进行吸收，超过除害塔的处理能力时会有大量的氯气排放至空气中，造成氯气泄漏危害生命财产安全。同时，若HCl合成装置处理不及时，则氯乙烯混合脱水装置HCl中则会氯过量，即过氯现象，会造成混合器防爆盖发生爆炸着火事故。而乙炔大管总阀突然关闭，水碱洗系统需增加HCl吸收水量，若处理不及时，组合塔会出现高温，造成组合塔变形损坏，处理较为麻烦，同时HCl吸收不完全会造成水碱洗过酸，腐蚀压缩、精馏的换热设备，给生产带来较为不利影响。

4 解决方案

针对仪表气露点高的问题，吉兰泰氯碱首先从控制供气源入手，即先解决空压机带油量大与排气温度高的问题，主要修复空压机转子间隙大的问题，把压缩机转子磨损型面进行修复，恢复到接近出厂前配合公差（进气端0.4 mm，出气端0.25 mm）；再对压缩机做全面检查，尤其是压缩机回油管，若回油管弯曲，不能伸到油分滤芯底部，则势必会造成带油量偏高问题，经过检查，并调整回油管角度，目前回油问题已得到解决，同时检查机组断油阀，确保机组供油通畅，经查，由于断油阀使用年限较长，内部弹簧疲劳，弹力不足，且存在油污积碳卡阻现象，所以对断油阀做更换处理，经检查处理后压缩气含油量已明显下降。

为更好的控制压缩气进干燥器前含油量，在原有1套高效除油器基础上，又增加了1套高效除油器，干燥器要求进气含油量为≤0.5 mg/m3，改造后数据达到0.45 mg/m3。未改造前干燥器氧化铝分子筛每个月需更换1批，且每周需对分子筛进行补充，而且出气粉尘过滤器排污时粉末较多，改造后运行3个月，从视镜口观察，未发现分子筛有粉碎现象，也未对干燥器进行分子筛补充，改造完毕后，经2015年全年运行观察，干燥器分子筛未再出现粉碎问题，充分说明分子筛遇油污染粉碎问题已得到解决。

目前，由于水质问题仍未得到有效解决，压缩机换热器粘泥与结垢问题仍然存在，压缩机排气温度仍偏高。为保障供气气源温度在规定范围内，减少气源含水量，降低干燥器吸附负荷，在进干燥器之前总管上增加了4台冷干机，单台冷干机处理能力为30 m3/h，增加冷干机后，目前进干燥器压缩气温度为18℃，在未增加冷干机前，经干燥器吸附后出气温度都在30℃以上，增加冷干机后，目前出气温度为20℃，且经过冷干机处理，进干燥器前缓冲罐排水量较大，这样进入干燥器的压缩气将大大降低含水量，再经分子筛吸附压缩气水分后，现在仪表气露点已得到有效控制，具体检测数据见表2。

对于仪表气管线锈杂堵塞自动阀气缸气源通道问题，2014年吉兰泰氯碱组织把各关键装置自动阀进行了增设旁通管线改造，并增加了过滤器，定期由专业人员进行排放处理，运行效果较佳，增设旁滤后，再未出现过因杂质堵塞气源通道而影响生产的问题。工艺改造流程示意图见图1。

表2 2015年10月仪表气露点

图1 工艺改造流程示意图

5 结语

对于地处北方的企业来说，冬季温度偏低，所以仪表气露点必须保证低于-30℃，才能保证企业达到安全最佳的经济运行效果。按吉兰泰氯碱仪表气使用情况分析，若在不改变工艺与设备的基础上，只要能够控制压缩气含油量与压缩机排气温度，则完全可以控制仪表气露点超高问题，从而消除仪表气露点偏高造成的影响。