一起開車初期分子篩后二氧化碳超標(biāo)的分析及處理

王磊 侯祥斌 李艷紅 孔令朝（河南開祥精細(xì)化工有限公司，河南義馬472300）

一起開車初期分子篩后二氧化碳超標(biāo)的分析及處理

王磊 侯祥斌 李艷紅 孔令朝（河南開祥精細(xì)化工有限公司，河南義馬472300）

分子篩的穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)乎空分裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行，分子篩后二氧化碳的高低將直接影響空分裝置的長周期運(yùn)行和運(yùn)行質(zhì)量，本文介紹了一起空分裝置開車初期分子篩后二氧化碳超標(biāo)的原因分析及處理措施。

分子篩；二氧化碳；超標(biāo)；分析處理。

1 事情經(jīng)過

2014年10月13日18：30分1#、2#分子篩并列運(yùn)行2分鐘后在線監(jiān)控二氧化碳分析表由0.5PPM迅速上漲至2.46PPM，中控聯(lián)系電儀人員迅速到現(xiàn)場檢查儀表，此時(shí)為了判斷是哪一組分子篩二氧化碳超標(biāo)，隨即將2#分子篩切出，二氧化碳指標(biāo)由2.4PPM下降至0.5PPM，為了再次驗(yàn)證是否是2#分子篩超標(biāo)，2#分子篩反復(fù)投運(yùn)5次均出現(xiàn)二氧化碳指標(biāo)上漲現(xiàn)象，為保證1#分子篩吸附器的正常運(yùn)行，同時(shí)懷疑蒸汽加熱器存在泄漏對裝置危害較大，采取先將空氣從塔內(nèi)退出再查找原因。

2 原因分析

塔內(nèi)空氣退出后，我們立即從以下幾個(gè)方面進(jìn)行逐一排查，查找原因。

2.1 蒸汽加熱器泄漏，再生污氮?dú)鈳?/h3>

首先在蒸汽加熱器氣側(cè)（污氮側(cè)）導(dǎo)淋處手動(dòng)分析兩次露點(diǎn)分別為-59℃、-62℃，在指標(biāo)之內(nèi)；若蒸汽加熱器微量泄漏，分子篩后CO2含量會(huì)在2#運(yùn)行的中后期緩慢上漲，實(shí)際是在開始運(yùn)行即出現(xiàn)超標(biāo)；

若蒸汽加熱器大量泄漏，加熱器氣側(cè)導(dǎo)淋會(huì)排出蒸汽和水，同時(shí)上塔壓力會(huì)上漲迅速，現(xiàn)場排查和實(shí)際數(shù)據(jù)并未出現(xiàn)以上現(xiàn)象。經(jīng)以上印證基本可以排除蒸汽加熱器存在泄漏的可能。

2.2 分子篩床層不平整，存在床層短路現(xiàn)象

若分子篩床層不平，再生冷吹峰值會(huì)出現(xiàn)雙峰或多峰，而中控再生曲線查詢2#冷吹峰值正常，未出現(xiàn)雙峰或多峰；在空壓機(jī)沖轉(zhuǎn)空分接氣之初，2#分子篩運(yùn)行出口CO2在正常指標(biāo)范圍內(nèi)，再生曲線顯示也正常，如果床層不平在接氣之初2#運(yùn)行時(shí)曲線及指標(biāo)就會(huì)反映出來；自空分接氣至分子篩CO2上漲這段時(shí)間內(nèi)空壓機(jī)壓力沒有大幅度波動(dòng)，不存在分子篩床層受沖擊的可能性。

經(jīng)以上印證基本可以排除分子篩床層不平整的可能。

2.3 空冷塔頂部出口大量帶水，分子篩失去活性

空冷塔出口大量大水會(huì)造成分子篩失去活性，失去吸附功能，但從空冷塔出口進(jìn)分子篩導(dǎo)淋和現(xiàn)場分子篩底部導(dǎo)淋打開并未有水吹出。所以分子篩進(jìn)水可能性被排除。

2.4 分子篩本身再生效果不佳

從分子篩再生氣流量、壓力、溫度以及分子篩再生曲線分析未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。所以2#分子篩再生不好的可能性被排除。

2.5 分子篩再生氣源CO2含量偏高

對污氮中二氧化碳進(jìn)行分析化驗(yàn)，再生氣污氮中二氧化碳含量在1.36PPM，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)再生氣二氧化碳標(biāo)準(zhǔn)，并且超出分子篩出口二氧化碳含量報(bào)警值（1PPM），在再生氣二氧化碳含量超標(biāo)的情況下，分子篩再生結(jié)束后導(dǎo)入運(yùn)行時(shí)二氧化碳必然會(huì)出現(xiàn)超標(biāo)，因?yàn)樵偕蟮姆肿雍Y已達(dá)飽和狀態(tài)，不再具備吸附二氧化碳的性能。

從以上五種原因分析判斷，可以確定再生氣（污氮?dú)猓┲卸趸己砍瑯?biāo)是造成2#分子篩二氧化碳超標(biāo)的主要原因，然而造成污氮?dú)庵卸趸己砍瑯?biāo)的原因有以下幾種可能，具體分析如下：隨著空分裝置的長周期運(yùn)行，經(jīng)過分子篩吸附后剩下微量的二氧化碳在主換內(nèi)及精餾塔塔盤上累積，而在本次空分停車以后（系統(tǒng)未復(fù)熱），塔內(nèi)溫度、主換溫度逐步上升，可監(jiān)控的溫度點(diǎn)最高上升至-54℃，在此溫度下附著在管道上的干冰（二氧化碳）在微正壓下達(dá)到升華溫度（-78.5℃）而升化，以氣態(tài)的形式存在于上下塔以及主換熱器內(nèi)，在向精餾塔導(dǎo)氣結(jié)束后，以氣態(tài)形式存在的二氧化碳隨再生氣從塔內(nèi)吹出，此時(shí)2#分子篩再生氣源由1#分子篩出口空氣切為精餾塔內(nèi)吹出的污氮?dú)?，而污氮?dú)庵卸趸己砍瑯?biāo)，經(jīng)查詢中控?cái)?shù)據(jù)顯示此時(shí)為2#分子篩冷吹時(shí)間為70分鐘，二氧化碳超標(biāo)的污氮再生氣按照再生程序繼續(xù)對2#分子篩冷吹了60分鐘，使2#分子篩本來具有吸附二氧化碳的的特性喪失，所以出現(xiàn)了2#分子篩再生后并聯(lián)兩分鐘就出現(xiàn)二氧化碳表迅速上漲并超量程，中控切出2#分子篩使用1#分子篩時(shí)吸附器出口二氧化碳指標(biāo)下降到正常數(shù)值的現(xiàn)象。

3 處理措施

確認(rèn)分子篩后二氧化碳上漲的原因后，通過延長1#分子篩的運(yùn)行時(shí)間（開車初期運(yùn)行氣量較小，1#分子篩仍有較大吸附容量），繼續(xù)對2#分子篩進(jìn)行再生（將再生氣切換為1#分子篩后空氣），此問題得以解決。

4 結(jié)語

本次分子篩后二氧化碳上漲的發(fā)生，使我們認(rèn)識(shí)到再生氣源對分子篩正常運(yùn)行的影響，尤其是裝置經(jīng)過長周期運(yùn)行后（系統(tǒng)未復(fù)熱）的開車，再生氣源的切換一定要經(jīng)過分析合格或塔內(nèi)溫度下降至-100℃后，方可將分子篩后再生氣切換為塔內(nèi)氣源（污氮?dú)猓?，來確保分子篩的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

[1] 湯學(xué)忠，顧福民，《新編制氧工問答》，冶金工業(yè)出版社.

[2] 李化治，《制氧技術(shù)》，冶金工業(yè)出版社.

王磊（1987-），男，助理工程師，現(xiàn)從事空分生產(chǎn)技術(shù)工作。