外行学空分（236）一一氮阻问题出现后应该如何处理（三）

Yb2021

   理论上氧氮氩三元物系（空气的真实组分）是不可能在一个精馏塔中实现氧氮氩三元物系的精馏分离，按照常规做法，需要两个精馏塔进行依次精馏，首先是氮一氩氧精馏塔，在这个精馏塔底部得到氧氩混合气体，在这个精馏塔顶部得到合格的氮气产品，氧氩混合气体再在另外一个精馏塔进行精馏分离，得到合格的氧气产品和氩气产品。目前采用的上塔加粗氩冷凝塔精馏工艺方案从上塔顶部得到合格的氮气产品，从上塔底部得到合格的氧气产品，从粗氩冷凝塔顶部得到合格的工艺氩气产品，是一个经隔板模型优化的氧氮氩三元物系的精馏组织优化方案，本质上是共底（共用一个再沸器即主冷凝器）的氮一氩氧和氮氩一氧两个精馏塔的组合，即所谓的双头蛇结构，这种结构是出现氮阻问题的最基本的原因，也是维持两个精馏塔平衡的免疫机制。
   进入粗氩冷凝塔的氩馏分数量（粗氩冷凝塔负荷）等于粗氩冷凝器的冷凝量加工艺氩气引出量，而氮一氩氧精馏塔提馏段的回流上升气数量等于氮氩一氧提馏段的回流上升气数量减去进入粗氩冷凝塔的氩馏分数量，进入粗氩冷凝塔的氩馏分数量大，则氮一氩氧精馏塔提馏段的回流上升气数量就少回流气液比就小，氩馏分中的氮气含量就会升高。达到一定程度就会发生氮阻问题，触发免疫机制（掀桌子了！），这个时候进入粗氩冷凝塔的氩馏分数量自动大幅度减少，相应地氮一氩氧精馏塔的提馏段回流上升气数量大幅度增加回流气液比大幅度升高，氩馏分引出口处的气相中氮气含量大幅度下降，粗氩冷凝塔进入恢复阶段（掀桌子后开始收拾残局重建平衡）。
   当粗氩冷凝塔在90%负荷下恢复正常后（当氮阻问题出现后，不对主塔进行调整，只将粗氩冷凝器富氧液空侧液位控制指标降低10%，将工艺氩气引出阀关小10%），这个时候就应该着手对主塔的工艺参数进行调整。以争取粗氩冷凝塔的负荷恢复正常设计值，工艺氩气引出达到正常设计值，以提高整个装置的运行效益。除了进入粗氩冷凝塔的氩馏分数量（粗氩冷凝塔负荷）这个最关健最直接的原因外，还有什么样的因素可能引发氮阻问题的出现呢？大体上有以下的三个因素。一是下塔富氧液空的纯度。下塔的富氧液空纯度低，富氧液空中的氮含量升高，就会在空分装置及粗氩冷凝塔负荷不变的情况下，导致氩馏分中的氮气含量升高引发氮阻问题（但由于对氩馏分中的氮气含量影响较小，把粗氩冷凝塔负荷减少10%，就有足够的操作弹性空间，保证粗氩冷凝塔恢复正常）。二是空分装置的负荷变化而粗氩冷凝塔没有进行相应的调整（粗氩冷凝塔负荷减少10%，也是有足够的操作弹性空间），也是引发氮阻问题的一个因素，这又分为三种情况，一是纯化器切换导致空分装置实际负荷的变化，而主塔及粗氩冷凝塔没有进行相应调整，二是由于环境温度及相对湿度变化引起空压机压缩量变化而主塔及粗氩冷凝塔没有进行相应调整。三是空压机设备原因导致压缩量变化而主塔粗氩冷凝塔没有进行相应调整。第三个因素是氧气纯度及氧气产量的变化。
    针对这三个因素进行优化调整后，就可以逐步稳妥地提高粗氩冷凝塔的负荷及工艺氩气的引出量，达到粗氩冷凝塔负荷工艺氩气产量和避免出现氮阻问题之间的平衡。总而言之，在操作不熟练不精细的时候，应该有意识控制粗氩冷凝塔的负荷和工艺氩气产量以给主塔留出足够的操作弹性空间，避免频繁出现氮阻问题，当操作熟练操作水平提高后，再逐步增加粗氩冷凝塔负荷及工艺氩气产量提高空分装置的运行效益，两者之间要匹配，否则欲速则不达！