空分精氬塔氮塞的分析與處理

張海峰

（榮盛集團(tuán)中金石化有限公司，浙江寧波315000）

空分精氬塔氮塞的分析與處理

張海峰

（榮盛集團(tuán)中金石化有限公司，浙江寧波315000）

簡(jiǎn)單敘述了精氬塔的工作原理和工藝流程圖，著重闡述了精氬塔在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生氮塞的原因及現(xiàn)象，并對(duì)此給出了相應(yīng)的解決方法。

空分；精氬塔；氮塞

氬是一種無(wú)色無(wú)臭的惰性稀有氣體，不燃燒，不助燃，其在空氣中的含量?jī)H為0.932%。近年來(lái)，隨著科技和工業(yè)的不斷進(jìn)步，氬氣在冶煉焊接、精密試驗(yàn)、醫(yī)學(xué)、照明等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣。此外，液氬作為空分裝置的主要副產(chǎn)品，也可為企業(yè)增收效益，并且價(jià)格不菲，曾經(jīng)一度漲至一萬(wàn)多元每噸。由此可見(jiàn)，氬在化工生產(chǎn)中的價(jià)值非同一般。因此，作為液氬產(chǎn)出的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，精氬塔的穩(wěn)定運(yùn)行變得至關(guān)重要。

1 工藝流程簡(jiǎn)述

如圖所示：來(lái)自氧氮精餾塔的粗氬氣進(jìn)入精氬塔中部，作為上升氣進(jìn)入精氬冷凝器K01被來(lái)自氧氮精餾塔過(guò)冷后的液氮冷凝為液氬后，液氬作為精氬塔的下流液與來(lái)自塔釜的上升氬氣在填料表面?zhèn)髻|(zhì)傳熱后，流至塔釜，形成精液氬，其中不凝的氮?dú)鈩t從PV02排至大氣中；K01蒸發(fā)的氮?dú)饣氐獨(dú)夤芫€再次利用。塔釜蒸發(fā)器K02的熱源來(lái)自氧氮精餾塔的下塔氮?dú)猓獨(dú)夥艧崂淠秊橐旱蠡匮醯s塔上塔繼續(xù)參與精餾。

圖精氬塔

2 精氬塔氮塞的現(xiàn)象與原因

精氬塔發(fā)生輕微氮塞時(shí)，表現(xiàn)為粗氬氣流量FI01慢慢變小，同時(shí)由于上升氣的減少，熱源不足，K01循環(huán)量變小，進(jìn)而導(dǎo)致精氬冷凝器的液位L01逐漸升高，精氬冷凝器壓力PI01也相應(yīng)減小。

當(dāng)輕微氮塞未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，則氮?dú)饩蜁?huì)在K01中慢慢積聚，并逐步占據(jù)K01的換熱面積，當(dāng)?shù)獨(dú)夥e聚到一定數(shù)量時(shí)，就會(huì)引發(fā)嚴(yán)重氮塞。此時(shí)，F(xiàn)I01會(huì)降至很小值甚至降為零；PI01和L01數(shù)值忽高忽低，劇烈波動(dòng)；精氬塔阻力PdI01也會(huì)出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)，并會(huì)引起精氬液位L02的升高。

3 精氬塔氮塞的處理

精餾塔發(fā)生氮塞時(shí)，切勿盲目操作，亂動(dòng)閥門(mén)，一定要找出引起氮塞的第一原因，再對(duì)癥下藥，尋求解決之道。

當(dāng)精氬塔發(fā)生輕微氮塞時(shí)，首先應(yīng)檢查空分裝置的負(fù)荷是否發(fā)生了變化，若是由于裝置負(fù)荷發(fā)生了變化，則相應(yīng)地增減粗氬氣進(jìn)精氬塔的流量，調(diào)整精氬塔的負(fù)荷即可。其次應(yīng)重點(diǎn)觀察氧氮精餾塔的運(yùn)行工況，因?yàn)闅屦s分來(lái)自氧氮精餾塔，當(dāng)其工況發(fā)生變化時(shí)，氬餾分的含量和組分也會(huì)發(fā)生變化，所以說(shuō)氧氮精餾塔的穩(wěn)定運(yùn)行是氬系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提。比如當(dāng)氧氮精餾塔上塔回流比增大時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致氬餾分抽口位置的含氮量增大，就比較容易引起氮塞。因此，若是氧氮精餾塔工況變化引起的氮塞，則應(yīng)先調(diào)整好氧氮精餾塔的運(yùn)行工況，再觀察精氬塔的運(yùn)行狀況，并作出相應(yīng)調(diào)整。最后，應(yīng)檢查精氬塔相關(guān)閥門(mén)是否被誤操作過(guò)，比如當(dāng)LV01關(guān)小或HV01關(guān)小均會(huì)導(dǎo)致K01循環(huán)量減小，相應(yīng)的粗氬氣冷凝量減小，除了會(huì)引發(fā)氮塞外還會(huì)影響產(chǎn)率。

當(dāng)精氬塔發(fā)生嚴(yán)重氮塞時(shí)，首先應(yīng)關(guān)閉LV02，切斷精氬塔與氬貯槽間的連通，防止不合格的液氬污染氬貯槽，同時(shí)開(kāi)大PV02釋放氮?dú)狻Ｆ浯螒?yīng)緩慢關(guān)閉LV01、FV01和HV01減小精氬塔負(fù)荷，必要時(shí)可停止精氬塔運(yùn)行，防止其對(duì)氧氮精餾塔及粗氬塔的運(yùn)行工況造成不利影響。最后，應(yīng)排掉精氬塔塔釜液體，以免不合格的液氬進(jìn)入貯槽。

4 結(jié)論

（1）精氬塔氮塞的形成原因多種多樣，需逐一分析逐一解決。

（2）精氬塔發(fā)生輕微氮塞時(shí)，應(yīng)及時(shí)找出原因并正確處置，開(kāi)大不凝氣吹除閥是一個(gè)較為有效的方法。

（3）精氬塔冷凝器循環(huán)量大小的變化可作為判斷、解決氮塞的依據(jù)。

[1]顧福明.國(guó)內(nèi)外空分發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].低溫與特氣，2005，23（3）:11-17.

[2]李燕鵬.空分裝置制冷量與冷損構(gòu)成的討論[J].低溫與特氣，2013，（31）:15-19.

[3]王廷俊.中國(guó)石化工業(yè)發(fā)展對(duì)空分設(shè)備的要求[J].氣體分離，2004，（2）:1-5.

[4]鄭小平.液體空分流程形式淺析[J].低溫技術(shù)，2012，40（5）:17-20.

Analysis and Solution on the Air Separation of Pure Argon Column Plugged by Nitrogen

ZHANG Hai-feng
（Rongsheng Group Zhongjin Petrochemical Co.，Ltd.，Ningbo，Zhejiang 315000，China）

The production principle and process flow of pure argon columnwere briefly introduced in this article.Besides，the reasons and phenomenon of pure argon column plugged by nitrogen were introduced.And it provided for some solution.

air separation unit；argon column；nitrogen plug

1006-4184（2017）4-0028-02

2017-02-07

張海峰（1988-），男，安徽省阜陽(yáng)市人，學(xué)士，本科，助理工程師。研究方向:空氣分離。E-mail：1113125011@qq.com。