如何避免氮塞

罗田 · 发表于 2013-7-31 12:07:24

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一、氮塞原因：
在正常工况下，粗氩塔的氩馏分氧含量设定值为91.1%，若氩馏分氧含量低于90.5%，粗氩塔就会出现轻微氮塞，氩馏分氧含量低于90%，粗氩塔就会出现严重氮塞。因为过多的氮跟随氩馏分一起进入到粗氩塔顶部冷凝器，导致其饱和温度下降。由于氮的沸点远远高于液空，液空气化无法提供氮冷凝所需要的温度，精氩塔的处理能力有限，因此过多含氮较高的氩便慢慢聚集到粗氩塔，占据冷凝器换热面积，减少冷凝器换热温差，使冷凝器停止工作，至此氮塞形成。氮塞形成后氩塔停止工作，原来主塔提供到氩塔的冷量不能被利用，只能向主塔转移，这时的主要操作就是用一切手动最大限度降低氮塞对主塔造成的影响。
二、氮塞出现时的现象
1.精氩塔压力升高；精氩塔处理能力有限，不能将含氮较高的氩气及时排出去。发生精氩塔压力骤然增加的情况下，开大精氩塔顶部放空阀，这样可以处理精氩塔轻微氮塞。
2.液氩中氮含量增加；
3.粗氩塔阻力波动较大；粗氩塔冷凝器停止工作，冷凝回流液减少，阻力会出现波动。
4.粗氩塔顶部液位上升；换热温差减小，液空蒸发量减少或者不蒸发，V3阀门手动后必然导致顶部冷凝器液空液位上升。
5.回流阀V701慢慢开大；氮塞后粗氩塔回流液减少，阀门液面调节的时候会慢慢开大。
6.液空侧温度下降；
7.液空侧压力下降；
8、主塔下塔液空液面升高，为了减少氮塞对主塔造成的影响，液空节流阀会调手动，减少液空进上塔的量。
三、操作中如何减少发生氮塞的可能性
主塔的操作
1、要尽量保持主塔的稳定性，不要发生大的波动，主塔稳定是氩塔稳定运行的前提，只有主塔稳定精馏状况给力，才会给氩塔提供正常运行的条件。特别是均压时会有大约10%的空气量去均压，这是要有预兆性的增加空压机负荷或者是减少产品气量的取出量，不要等主塔已经有了反应才去调整，要防患于未然。
2、产品气量的取出量不要发生较大的波动，因为氩馏分抽口的位置是一定的，产品气量取出不稳定时会是氩馏分的富集区发生波动，当富集区下移时就有发生氮塞的可能了。因此一定要保证氧气和氮气的取出量平稳。
3、在下塔氮纯度合格的情况下，应该尽量开大液氮节流阀，提馏段的氩富集区是液空下流液和上升蒸汽量不断换热精馏形成的，长时间液空中含氮过高也会造成富集区中氮含量高。同时这样操作也利于提高氧纯度。
4、在主塔减负荷的情况下应该适当减少膨胀机负荷，使膨胀机制冷量与现在的空分装置负荷相当，不要使主塔工况过多地偏向液体工况。液体工况不利于主塔精馏，也会增加主塔氩富集区的氮含量，增加氮塞风险。
适当减少膨胀空气进上塔的量，膨胀空气进上塔受限于上塔最小回流比，过多的膨胀空气量进上塔会使当时工况的回流比小于最小回流比，造成精馏状况不好，使氮进入到氩富集区，增加氮塞风险。
氩塔的操作
1、调节氩塔的负荷和主塔相对称。当主塔减负荷运行时氩塔也应该适当减负荷运行，氩塔负荷过大时会造成主塔氩富集减少氩馏分中的含氮量增加，造成氩塔氮塞的可能性增加。主塔负荷大氩塔负荷小会造成主塔氧纯度不好，富集的氩提取不出去会影响到氧纯度，影响产量，增加能耗。
2、同时在粗氩塔负荷一定，出氩塔氩中氧含量合格的情况下，保证精氩塔的的负荷，精馏出来的工艺氩尽量提取出去。
四、总结
总之避免氩塔氮塞的宗旨就是减少氩馏分中氮的含量，只有氩馏分中氮的含量降低了才会避免氮塞，并不是说氩馏分低了就不会氮塞氩馏分高了就一定会氮塞，塞不塞主要看氩馏分中的含氮量和粗氩冷凝器换热面积是不是被沸点较高的介质占领。不论是主塔的操作还是氩塔以及膨胀机的调整都是保证氩富集区的位置不变或是氩馏分中氮含量不要超标。