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日志

氩馏分对氧纯度的负面影响!-摘自空分之家

已有 3677 次阅读2011-12-11 17:21 |个人分类:工作生活| 影响

杭氧的第六代外压缩23500制氧机,全精馏无氢制氩流程  有个小问题要和大家讨论:

    昨天晚上,工况还算比较稳定,氧纯度在99.53%。氩馏分在13.9% ,氩馏分量达到了24000,并运行了二十分钟以上,而此时并非设计工况,空压机压力只有0.468Mpa,空气量不到110000。,氧产量在23800.因此,操作员认为馏分量持续过高,时间长了将引起氮塞。
    为了避免氮塞,操作员将液空进粗氩冷凝器阀v701打为手动使其开度由42%关到35%,氩馏分因此由24000降到22000了左右,然后将v701投了自动。紧接着的20分钟内,馏分量不降反而涨到满表,氧产量由99.5%降到了99.18%,在这过程中,将氧产量由23800压到了22000效果也不见效果。直到二十分钟后,v701自动开大到原来的开度,馏分量涨上去,氧纯度才有上涨的趋势并正常!
     对于此现象,按照正常的思路,氩馏分过高时,适当减少馏分量,使得上塔的回流比降低,保证氧纯度升高,氩馏分含氩量降低。而此次,为什么会导致氧纯度急剧降低,而氩馏分含氩量增大呢?
      现在有三个思路:
      1.有个师傅认为,馏分量减少,在粗二塔内上升气体减少导致气体托住液体的能力减少,流到塔釜的液体增多,在设定液位一定的情况下,打到主塔的液体就多,导致主塔馏分抽口处的回流比增大,馏分含氩量增加!  氧纯度减小。  
      但是,我认为,馏分量减少,粗二塔冷凝下来的液体也应该减少 ,不至于降到塔釜的量增加的那么明显。
      2.另一个师傅认为,粗氩量抽的过少,大量氩组分都到了粗二塔塔釜,并打到主塔,引起馏分抽口处的氩含量增大。可以从当时氩泵后面的压力可以看出是否含氩过多。
      这种说法,很可能导致上述结果。但是当时的粗氩量是700,不是很低!
      3.还有一种说法。v701由自动时的42%打手动并关小到35%,此过程导致进粗二塔冷凝器的液空部分进了上塔,导致上塔回流比急剧增大,出现上述情况。

      对于以上三种分析,各位坛友有何高见,同意哪一种说法,或者是认为多种原因共同造成的?


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由于主塔和氩塔是一体的,所以要全面进行分析.当液空进粗氩塔的阀门开度从42%关闭到38%后,你调出主塔运行曲线看一下,上塔中部的助力是否有明显上升,污氮纯度是否有下降,氮气的纯度是否滞后下降,如果符合上述情况,第三种的分析比较靠谱。
不知开度的完成用了多少时间,空分操作要预想好参数的变化趋势,然后进行微调,参数的变化与要达到的目的符合,再进行下部操作。
氩、氧沸点现场不到3K,觉得了氩系统本身的脆弱,操作时一定要微调要细致观察。
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本人拙见:液空进粗氩塔的阀门开度从42%关闭到38%后如果主冷液位和主塔阻力也有明显的增加,说明主塔的回流比增加导致氩馏分抽口氩浓度升高。
氩系统很敏感,一旦出问题不能单一的片面的下结论,以上这种情况本人认为应结合第一和第三种说法来下结论.—
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“昨天晚上,工况还算比较稳定,氧纯度在99.53%。氩馏分在13.9% ,氩馏分量达到了24000,并运行了二十分钟以上,而此时并非设计工况,空压机压力只有0.468Mpa,空气量不到110000。,氧产量在23800.因此,操作员认为馏分量持续过高,时间长了将引起氮塞。
   为了避免氮塞,操作员将液空进粗氩冷凝器阀v701打为手动使其开度由42%关到35%,氩馏分因此由24000降到22000了左右,然后将v701投了自动。紧接着的20分钟内,馏分量不降反而涨到满表,氧产量由99.5%降到了99.18%,在这过程中,将氧产量由23800压到了22000效果也不见效果。直到二十分钟后,v701自动开大到原来的开度,馏分量涨上去,氧纯度才有上涨的趋势并正常!”
首先,操作员整体调整思路不明确以及操作上的错误;从而引起的剧烈“氮塞”;若在高馏份状态下长时间运行(超过设计范围,边源操作),极易产生“氮塞”而造成氩系统无法正常运行,直接破坏主塔正常精馏工况,使氧纯度降低;
“为什么在高馏份状态下(13.9%,超出设计范围)运行,而氧纯度99.53%,工况较稳定的情况下,整体工况已超出设计值,并运行了二十分钟以上,没有产生”氮塞“;说明此时,主塔的精馏工况正处于动态平衡,加之夜间环境温度变化,进塔空气量显得比较充足,虽然主塔提馏段富氩区严重下移,但提馏段抽口处氩馏份组份浓度达到动态平衡,若此时,氧产量及氧纯度、粗氩气流量稍有变化,便急剧产生“氮塞”;此时的正确操作是:
1、适当减少氧气取出量,以适当提高氧气纯度为原则;根据当时的工况进行调整,少则300~500m3/h的氧气量,多则1000m3/h以上的氧气量;大家都知道,提馏段富氩区氩馏份抽口处氩含量变化直接影响到氧纯度的变化,经验证明:氧气纯度变化0.1%氩馏份中含氧量就要变化0.8%~1%,氩馏份中含氩量是随着氧纯度提高而降低的,而且氩馏份组分的改变就直接影响进入粗氩塔的氩馏份量;
2、保证进塔空气量一定时,可适当增加氮气取出量,以使提馏段富氩区上移,适当降低氩馏份中氩含量,可有利于提高氧纯度;
3、要记住:由其在高馏份状态下(13.9%已超过设计值8%~10%范围),而且对应的氧纯度偏低(99.53%),这么低的状态下运行,此时,主塔的精馏工况已经达到了动态平衡,在此状态下,虽然超出设计范围,但粗氩冷凝器的负荷及粗氩气流量都比较稳定,在这种状态下,要把氩系统和主塔视为整体考虑进行调整(正常生产时都要考虑这一点),既要保证氩系统正常运行,又要保证主塔的精馏工况稳定,使氧纯度有缓慢上升的趋势;此时若要降低粗氩冷凝器的负荷及粗氩气量,这部分冷量就会使主塔的提馏段动态平衡破坏,再加上打入上塔的液空量增多,以及循环粗液氩量的瞬间增大(返回主塔的液体量增大),使提馏段回流比增大,氧纯度迅速降低,极易产生“氮塞”,也为氮塞带来了有利条件;
综上所述:其实只要理解氮塞是如何产生的、以及氮塞的有效处理措施和如何预防氮塞,处理这样的事调整思路就显得非常明确了;


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周版主说的很很好很详细,,说出了平时操作的正确方法,对大家的操作思路的改善很有帮助。缓慢的操作还能保证系统平稳进入另一个动态平衡。
   只是这次操作的原因,也就是因为馏分含氩量过高,担心氮塞而采取的一种方法,也是调节方法之一,我个人认为还是液空进粗氩冷凝器阀关的过快,幅度过大造成的,导致进上塔的液空增多过快造成的。如果缓慢调整粗二塔负荷,不至于发生此类事故,而对主塔也有提高氧纯度降低氩含量的积极作用!
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昨天晚上接班时,发现上个班再次出现了相同的现象,而且氧纯度下降的更加猛烈,短短半个小时内,纯度由正常值降到了了98%一下,量程的限制,看不到了实际值。我看了一下相关曲线,其中,此事故发生在均压末期,此时氩馏分量大幅短时间增高,到了27000,操作员为了降低馏分量,手动将v701由45%关闭到35%,幅度比较大。

   而此时,主塔的阻力明显增高,由29kpa涨到了32kpa,液空进上塔阀的开度由60%增大到70%,粗氩量比较低。粗二塔塔釜液位在设定值以上,氩泵后压力比正常情况高一个大气压。

    基于上述现象,我断定,液空进上塔的量增多,对上塔回流比的影响比较大,是导致氧纯度降低的主要原因。其次,氩泵后压力过高,塔釜液位高,打到主塔的量增大,而氩含量过高回到主塔后引起氧组分过少,应该是另外一个原因。

     一个原因可能导致氧纯度迅速降低,但不至于过快,既然氧纯度在那么短的时间内迅速降低,应该是几个原因总和的结果!

请各位坛友继续发表意见!


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“紧接着的20分钟内,馏分量不降反而涨到满表”——请确认一下,究竟是“馏分流量”还是“馏分中氩含量”?

顶楼的操作方法不对,这样操作几乎肯定会引起氧纯度下降。氩馏分中氩含量过高的原因主要有两个,一是主塔氧气量和空气量不平衡(氧多或空气少),这种情况下不仅氧纯度下降,而且氩塔很容易氮塞;二是粗氩塔顶取出的粗氩量过小,这种情况下的氩馏分中氩含量升高并不会引起氮塞,但仍然会使氧纯度下降。因此,当发现氩馏分中氩含量过高时,应该根据具体情况,如果是第一个原因引起,应减氧加空气;如果是第二个原因引起,应增加粗氩量。

至于顶楼氧纯度大幅下降的原因,我认为主要是1、3两种作用联合影响的结果。楼主认为“馏分量减少,粗二塔冷凝下来的液体也应该减少 ,不至于降到塔釜的量增加的那么明显”的想法是不全面的,馏分量减少,粗氩塔填料上的持液量减少,这些富含氩的液体会回到上塔。本来上塔下部氩就多了(氩馏分中氩含量偏高),现在粗氩塔回上塔的氩相对又多了,那上塔下部氩当然就更多了,氧纯度能不下降吗?
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 回cd师傅:紧接着的20分钟内,馏分量不降反而涨到满表,指的是馏分含氩量。抱歉,没叙述清楚。

   再请教:正如上述操作,如果是缓慢关闭v701,使得氩馏分量缓慢的减小,对主塔氧纯度和馏分中含氩的影响是怎样的呢?v701关小后,馏分量降低时,主塔上升气缓慢增多的,回流比趋于减小,氧纯度趋于增大。而由于v701的关小,进上塔的液空量又趋于增多,使上塔的回流比增大,氧纯度减小。这个该怎么解释呢?或者说用馏分量调节根本不起作用?

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我认为用减少馏分量的方法调节氧纯度是不对的,结果往往只会适得其反。如果氧纯度差,馏分中氩含量高,馏分量偏小,在确定不会氮塞情况下,可以适当增大(不是减小!)氩馏分量,这样可以使氧纯度较快升高,但也只是短时间内有作用。遇到氧纯度差和氩馏分中氩含量偏高,正确的调整方法还是减氧加空气或加粗氩量,要根据具体情况。如果是粗氩中氧含量也高,要检查粗氩氧分析是否有问题?是否有氧组分进入粗氩2塔上部?
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cd师傅说的好,我一楼叙述的,通过关v701的结果是氧纯度迅速降低,后来v701打手动后,馏分流量自己又上来了,氧纯度有了回高的趋势!可能正是你说的,馏分量提高,对氧纯度的积极影响吧。
   但是,这里的师傅,大概都认为馏分量减小,对氧纯度是有利的。因为,从经验上,馏分流量长期处在高位,时间长了就容易发生氮塞!必须要压下来,保持在正常水平才行。依照你的理论,降馏分流量导致氧纯度降低。那么,以后降馏分量幅度大的时候是否要先适当的降下氧产量,保证氧纯度?
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减少氩馏分量,对氧纯度影响是不利的吧。
氩馏分量从27000减小到22000,少了5000的量,那么减少的这部分含氩10%左右的气体没有经过粗氩塔的浓缩提纯,抽离工艺氩,那么它们留在上塔中下部肯定是对氧纯度起不利的影响。
至于减少抽取氩馏分量,减小粗氩塔热负荷,减少了液空进粗氩塔量,那么减少的那部分液空便通过液空进上塔阀进入上塔提馏段,增大了提馏段的回流比,对氧纯度也是起不利的影响。
再有就是cd师傅所说的:馏分量减少,粗氩塔填料上的持液量减少,这些富含氩的液体会回到上塔,对氧纯度也是不利的影响。本来这部分液体在馏分量大的时候被托在填料上达到了动态平衡,但减少了馏分量,气体托不住原来馏分量大时的那么多液体,那么就会有一部分相对含氩量高的液体下流至粗氩塔底,最终返回上塔,而粗氩塔会重新找到一个合适的动态平衡。
对于楼主所说的:v701关小后,馏分量降低时,主塔上升气缓慢增多的,回流比趋于减小,氧纯度趋于增大。而由于v701的关小,进上塔的液空量又趋于增多,使上塔的回流比增大,氧纯度减小。那也得看上升气体是什么成分吧,如果是膨胀空气进上塔的话,它越多对氧纯度的影响相对也是偏不利的吧。
个人见解,多有不足之处,请各位多多指正。语言组织也有不足,还请各位师傅多多担待。
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楼上老兄说的很对,很容易理解,谢谢!

正如你所说,氩馏分在主塔聚集也不是好现象,正如膨胀空气过多对氧氮纯度也不利!以后调整还是尽量不用馏分量调整的好!仅仅馏分量过多的话可以适当慢慢降低
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同意zy2000的观点,大幅关小v701是人为造成的“氮塞”,反向思考"氮塞”对主塔的影响就好了。用减氩馏分量调氧纯度是错误的,增大粗氩塔负荷对主塔精馏是有利的,减少了主塔精馏负荷,但粗氩塔负荷不能增大过多,还要看主塔有没有富集足够的氩馏分,否则抽取的氩馏分浓度变差会氮塞。
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是因为把粗氩蒸发器的液空关小后,进气量迅速减速,使得主塔打入的富氧液空多,主塔回流比大,同时粗氩塔因为进气量减小,塔板上的液体,暂时下流的增多,同时也造成粗氩塔的暂时回流比变大,使得工艺氩含氧量减小,含氮量增加,如果氩馏分不是太高到氮塞的程度,工艺氩纯度会先变高,然后随着塔板液层变薄而降低
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