小型空分装置运行中出现的问题及解决办法

文甜露李晓强

（1．新疆维美化工有限责任公司，新疆库尔勒841000）

（2．新疆美克化工股份有限公司，新疆库尔勒841000）

小型空分装置运行中出现的问题及解决办法

文甜露1李晓强2

（1．新疆维美化工有限责任公司，新疆库尔勒841000）

（2．新疆美克化工股份有限公司，新疆库尔勒841000）

作为高纯度氮气的生产装置，小型空分装置可在生产氮气的同时，将随之产生的氧气进行再利用，通过无油螺杆压缩机、全低压常温分子筛吸附净化、增压透平膨胀剂制冷的流程，向需要氮气进行生产或是生活的地方输送氮气。虽然小型空分装置的运行提高了氮气生产的效率和质量，但是在运行中还存在着很多缺点和不足，本文就从小型空分装置的运行流程入手，分析了运行中存在的缺陷，并对小型空分装置运行中出现问题的解决办法进行了深入探究。

小型空分装置；运行；问题；解决办法

在日常生产中，要想保持氮气生产的稳定性，就需要提高对小型空分装置的重视程度，工作人员要对小型空分装置进行实时的观测，确保运行中的问题能够得到及时的发现，并将问题立即上报，做到尽早解决。

1 小型空分装置的运行流程

小型空分装置在运行中将空气作为原料，在经过除尘压缩和预冷机冷却后，再使用水分离器去除空气中的冷凝水，最后借助分子筛纯化器实现空气的净化，去除空气中的水分、二氧化碳和杂质。随后纯净的空气将进入分馏塔中，经过板式热交换器时，被返流气冷却至适宜的温度流入精馏塔底部，再在精馏塔内由底部至顶部逐板上升，并与塔内的回流液进行反应，通过物质之间和热量之间的传导实现精馏，从而获得纯度较高的氮气。

在氮气的提取上，部分氮气由精馏塔顶部进行抽出，再由被蒸馏的空气复热，在达到常温后便形成了可输出的产品氮气；剩下的氮气在经过液化后，成为了精馏塔的回流液，或是装进液氮罐中，进行储存或是输出。

精馏塔的回流液由于长期集中在精馏塔底部，所以便形成了氧气较多而回流液较少的状态。针对这个状况，可将回流液抽出并经由液空过冷器进入干式主冷器，使氮气液化。废气则经过复热后进入透平膨胀机，在温度降低后通过板式热交换器恢复至常温后排出冷箱，剩下的废气可作为再生能源和透平膨胀机制动风机的气源。

2 小型空分装置运行中存在的缺陷

小型空分装置在经过几年的运行后，会出现很多问题：1、运行几年后小型空分装置的产气量有所下降，逐渐达不到设计能力的标准，而且小型空分装置的精馏塔压力大不如前，有着明显的下降；2、设备说明书的不完善，缺少对预冷机出口温度如何设定的说明；3、由于各车间对氮气的使用量不同，导致小型空分装置没有连续性、稳定性的运行。小型空分装置是一个需要连续运行、供气的装置，只有前期保持稳定性，后期才能保证供气量处于平稳的状态。如果长时间的用气不稳定，就会使小型空分装置的运行受到阻碍，甚至产生一定的危险，尤其是在各车间用气量变化幅度较大时，若是不采取有效的应对措施，将直接导致氮气能源的不合理利用和浪费。

3 小型空分装置运行中出现问题的解决办法

3.1 压力不足的解决办法

3.1.1 问题分析

先将进塔空分压力测量出来，判断是否因为除空压机故障或是预冷机和纯化器之间存在漏点导致的压力下降。然后观察精馏塔塔板面上有无结霜、结露现象，若是有且精馏塔正面结霜现象较严重时，就要进行周密的分析。当环境温度为34℃时，塔板面温度为27—29℃，可是结霜需要的温度应在10℃以下。所以可以初步判断是塔内的部分管线出现了泄露问题，导致精馏塔压力下降严重，出现了与设计能力不相符的状况，严重影响氮气生产数量。

3.1.2 解决方法

首先将小型空分装置的运行停止，把塔内的回流液和氮气清理干净，利用空压机将塔内的温度升至常温。再将分馏塔的顶部和底部打开，清理塔内的珍珠岩，并对塔内管线分别打入压力，观察哪些管线存在泄露的现象。在发现漏点后，根据经验分析主要是塔内在进行珍珠岩填装时，由于施工失误造成仪表管线变形，在经过长时间的使用后，变形处逐渐形成漏点。把漏点焊接完成后，发现塔内压力恢复正常数值，结霜现象也已经消失。

3.2 设备说明书问题的解决办法

通过对小型空分装置的使用和全面了解，得出预冷机出口温度的稳定范围为5—10℃，要保证温度在范围之内，若是温度过低将会使预冷机管道内结冰，从而形成堵塞；若是温度过高，则会对后续生产造成不良影响，使生产的稳定性得不到保障，导致进塔空气露点温度超过正常标准。

3.3 小型空分装置不稳定的解决办法

在日常运行中，要结合氮气管网压力情况，适当的调整氮气产量，并且优化小型空分装置的运行模式。小型空分装置的变负荷操作是指从一个平衡到另一个平衡间的过程，这个过程具有动态性，且要根据温度平衡、压力平衡和膨胀机运行状况来决定操作速度。速度要稳定，不宜过快或过慢。只有默契的配合，才会实现小型空分装置的稳定运行。在小型空分装置的变负荷操作时，要提高对加工空气量和产品气量之间递减顺序的重视程度。在增强运行负荷时，必须先将空气的氮气供应。在采取措施时要注意整体和局部的关系，加强工作人员专业技能的培训，保障小型空分装置的高效运行。加工量提升，在空气加工量达到标准的1—2分钟后，再提高氮气和污氮产量；在减少运行负荷时，要先将氮气量减少再减少空气加工量。要对各车间的氮气使用量进行提前预测，做到氮气的合理配置。要使氮气始终处于稍显不足的状态，若是氮气需求量大则可使用部分液氮汽化进行补充，避免出现反复调整小型空分装置氮气产量的现象。

4 结语

根据小型空分装置的运行状况，分析了其中存在的问题，并进一步阐述了解决方法。通过这么方法的使用，可以使小型空分装置的运行达到设计标准，实现稳定

[1]李敬海.小型空分装置运行中出现的问题及解决办法[J].化工管理,2016,21:91.

[2]李善恩.论空分装置在日常运行中的安全问题与对策[J].中国石油和化工,2016,S1:58.

[3]高宪国,庞厚芳,李凌燕.空分装置试运行期间存在的问题及处理[J].中氮肥,2009,01:27-28.