空分装置外挂氩系统试运行总结

周小龙，杨 妍，张 敏

（新疆庆华能源集团有限公司，新疆伊宁 835000）

1 概述

新疆庆华能源集团有限公司原有空分是川空设计并建造的两套型号为KDON-50000/50000 的空气分离设备，只设计有增效粗氩塔，并没有提取精氩的设备。为了满足本地市场的需求，新疆誉州气体制造公司在新疆庆华能源集团有限公司B系列空分装置原有设备的基础上外挂一套提取精氩的设备，采用全精馏无氢制氩技术，使用川空设备，对原有的粗氩塔进行了改造，去除了增效氩塔的粗氩冷凝器，原有粗氩塔作为粗氩塔I 的下段部分，设计增加了粗氩塔I 上段部分。并安装在原有冷箱之中，粗氩塔II、新的粗氩冷凝器、液氩泵、精氩塔、精氩冷凝器、精氩蒸发器安装在新建冷箱中。两个冷箱之间管道用填充珠光砂的桥架连接。

2 主要技术参数

氩馏分流量：35000 m3/h，氩馏分中Ar含量：8%～15%，液氩产量：850 m3/h（折合气态），液氩纯度（V）≥99.999%，氧含量（V）≤1.5×10－6，氮含量（V）≤1.5×10－6，甲烷+一氧化碳+二氧化碳含量（V）≤1×10－6。水分含量(V)≤3×10－6。

3 流程简图

见图1 所示。

图1 工艺流程简图

4 试车和运行时发现的问题及改进措施

（1）新加设备吹除阀门不在冷箱底部，全部在高空。加温吹扫时开关不便，工况发生变化时，可能会因为操作不及时，导致工况恶化，如发生严重氮塞时，不能及时打开粗氩冷凝回流管吹除，使得工况不能及时改善。

（2）本套设备设计精氩塔底部排液管可以和粗氩塔底部排液管道连接，设计初衷是为了减少精氩塔排放液体时的浪费。但是实际连接阀门及管道均暴露在冷箱外部，而且没有使用任何保冷措施，与空气完全接触。在试车初期，经过多次试验，都不能排尽管道内的气体，造成多次低温液氩泵气蚀，对整个工况造成很大影响。现已不再使用此设计，直接排放液体。

（3）液氩储槽放空连接精氩塔进料管。在实际运行中，储槽压力一般在50 kPa 以下，压力太低不足以到达精氩塔，储槽压力达到100 kPa 以上时，严重影响液体储槽进液，现已不使用此设计，直接排空。

（4）在试车时，分子筛充压切换严重影响提取精氩的正常工况，经过多次试验，改变充压时间及阀门开度，充压时间由原来的9 min改为22 min，阀门最终开度由100%改为62%，打开速度由400 s 改变为430 s。之后在分子筛切换时工况有了很大的改善。

（5）在更换新的粗氩冷凝器后，下塔液空液位出现不能自动控制的情况，经历了下塔液空液位计不能正常显示、下塔液空液位调节阀门现场手动控制、中控手动控制、粗氩冷凝器液空液位调节阀现场手动控制等多种故障之后，整个工况趋于稳定。这些故障最终都导致粗氩冷凝器液空液位波动，氩馏分流量波动，氩馏分中氩含量波动，氩馏分中氧、氮含量的变化，对在整体工况及时调整下，精氩产品纯度没有被破坏。设备的整体性能完成了考验。

（6）调整产量

本套提取设备设计产量为850 m3/h（折合气态），在试车和运行时对设备进行了挖掘潜力的试验，试验数据如见表1。

表1 产量与纯度测试数据

整体工况稳定，纯度达标，产量远超其设计值。

5 结束语

现代空分不再仅仅以生产氧气、氮气为目标，设法提高现有设备的价值成为空分人共同思考的问题。空分技术的进步为设备提高经济效益提供了有力保障，具有超高性价比的改造成为了首选，使得老旧设备生产出高质量高经济价值的产品，以满足市场需求。本套液氩提取装置改造成功，虽然其中还存在一些不足之处，但是国产设备设计制造水平值得肯定。