大化甲醇项目25500Nm3/h空分氩系统调试总结

第30卷第1期低温与特气VoL 30. No. 112年2月Low Temperature and Specialty GasesFeb12大化甲醇项目25500Nm3/h空分氩系统调试总结任林光,邹宇洁(1.大化集团有限责任公司,辽宁大连116032;2,大化集团大连碳化工有限公司,辽宁大连116032)摘要:介绍了大化甲醇装置空分氩系统调试经过,并进行了经验总结。关键词:粗氬I塔;粗氬Ⅱ塔;精氩塔;调试;总结中图分类号:TQ116.15文献标志码:B文章编号:1007-7804(2012)01-0025-04doi:10.3969/isn.1007-7804.2012.01.007Summary on Debugging of The 25500 Nm/h Air SeparationsArgon System in Methanol Plant of Dahua Group Co., Ltd.REN Linguang, ZoU Yujie(1. Dahua Group Co, Ltd, Dalian 116032, China; 2. Methanol Plant of Dahua Group Co, Ltd, Dalian 116032, ChinaAbstract This is a disquisition on the debugging of the air separations argon system and summarized the experienceKey words: the column of low consistency argon I i the column of low consistency argon Il the column of high consistencyargon; debugging; sur大化甲醇项目配套空分由杭氧公司设计制造,顶,作为粗氬I塔的回流液。粗氬I塔底部的液体靠装置能力25500Nm3/h氧气,装置特点为分子筛位差和自重回到上塔的相应部位。在粗氬冷凝器中净化空气,空气增压,氧气内压缩流程,带中压增未被冷凝的粗氬气被送到精氩塔010603的中上部,压透平膨胀机,膨胀空气进下塔,上塔釆用规整填并在精氩塔中进行氩、氮分离。在精氬塔底部是精料,全精馏无氢制氩工艺,装置设计产氬能力为氬蒸发器0IE603,热源是来自下塔顶部的压力氮820Nm3/h2009年12月初进行氬系统调试,历气。在精氩塔顶部是精氬冷凝器0B602,冷源是来经波动,克服困难,实现达产达标。自下塔的液氮。粗氫气在精氫塔内精馏,最后在塔釜得到高纯度的液氩产品。通常在精氩塔的底部设1氩系统工艺流程置启动管线,当精氩塔底部的液氫纯度未达到要求时,把液氬节流通入粗氬Ⅱ塔底部作为粗氩I塔的如图1所示,从主塔上塔的适当部位抽取氬馏回流液,这样可以缩短调整制氩工况的时间。分,进入粗氩塔进行精馏,进行氫氧分离。由于全精馏无氢制氬的粗氩塔塔板数较多,塔高不便于安2主要操作技术条件装和保持垂直度,因而把粗氩塔分成粗氬I塔0lc601和粗氬Ⅱ塔01C602。在粗氩Ⅱ塔顶部是粗主要操作技术条件见表1。氬冷凝器01E601,冷源是来自液空过冷器后的液空,从粗氫Ⅱ塔上升的粗氬气大部分被01E60冷3我公司氬系统调试经过凝下来作为回流液。在粗氬Ⅱ塔底部的液体通过循环液氩泵01P601AB增压后被送人粗氩I塔塔我公司氩系统调试经过几个阶段:收稿日期:2011-11-23低温与特气第30卷3.I调试阶段,未生产出合格液氲产品2009年12月初开始对氩系统进行调试,在调节中我们发现存在以下问题:(1)系统波动大,经常发生氮塞现象,在分子筛均压过程中表现尤为明显。(2)出粗氩Ⅱ塔粗氩气流量FC01605显示总是01c603满量程,对其正负压管进行压力测量,发现正压管压力为41.23kPa,负压管压力为21.3kPa,压差将近20kPa,而此流量要求压差低于3kPa才能正纯液常显示,因此流量显示一直不正常,由于测量时粗图1全精馏无氢制氬工艺流程氩出粗氫冷凝器压力PS1601为20kPa,因此Fig 1 The process flowsheet of complete-distillation判断正压管接管错误。hydrogen-free argon recovery表1主要技术参数Table 1 The main technology parameter序号流程位号项目名称技术操作条件PISO1601粗氬出粗氬冷凝器压力0.025MPa(G)PDI01601粗氬塔I阻力-5 kPa123456789PDI01602粗氫塔Ⅱ阻力410 kPaFI01602粗氬塔I粗氫流量27264Nm3hFIC01605粗氬Ⅱ塔出口粗氬气流量852 Nm/hAl01601氫馏分含氧量8%~10%AIA01602粗氬塔I顶部粗氩含氧量1%~2%O2AIAS01604粗氬冷凝器出口氩气含氧量≤2×10-60A01605粗氬冷凝器出口氫气含氨量99.6%ArAE01606产品液氬含氧量≤2x106O211AI1613产品液氩含氮量≤3×100N2(3)粗氬I塔出口气体氧含量A01602设计值为粗氩Ⅱ塔阻力计上阀PD16021.6%O2;1.11%,而我们在调节过程中这一数值始终偏高,粗氩Ⅱ塔粗氫气出口流量PS016012.8%02;最低只达到过82%,粗氬Ⅱ塔氧含量AIAS01604粗氬Ⅱ塔下部取样分析点AEO161066%02;最低为14×106,但无法达到设计值<3×10液氩泵出口压力PCAO160290%O2;考虑到有可能分析表误差或是可能相关分析点接管从以上分析结果看,粗氬I塔出口气体氧含量错误,我们对粗氬I塔的各个点及粗氬Ⅱ塔的各个A101602是真实的,说明粗氫I塔精馏效果差。点分别用手动分析仪器及自动分析仪器进行了含氧量分析,两种分析仪结果一致(4)在调节过程中,发现氬馏分自动分析点A01601不受控,分别对AIAO1601和氬馏分手动氫馏分抽口处气体分析AEO152195.8%02;分析点AEO608含氧量进行分析,结果如下粗氩I塔中部取样分析点AE0160996.5%O2;氩馏分自动分析点AIAO60125.6%02,第1期任林光,等:大化甲醇项目25500Nm3/h空分氩系统调试总结2710.2%ArAI01602在24h左右就能下降到规定值,48h就可氩馏分手动分析点AE0160896.4%O2,产出合格液氬,产量最高为33Nm3/h,不到设计3.4%Ar。值的1/2。从A101601分析结果看,还有约60%的氮,3.4不到48h生产出合格液氬,能稳定控制,产塔内任何一处都没有此种组分,判断AIAO1601分量达到设计值析点接管错误,因此将AE01608手动分析点引入2010年11月,空分又一次开车,本次开车时自动分析表,替代ALA01601。我们对精馏塔上塔各点压力进行了测量,上塔液空(5)AIA01601只能维持在3%左右,否则极易进口处纯度手动分析点A01524压力正常应为40氮塞。kPa左右,而实际测量为21kPa,与氫塔压力相3.2生产出合格液产品,但产量低,系统不稳定近,对其气体氧含量进行分析,含氧量仅为0.52009年12月28日,我们对现有的工艺进行10°,与出粗氩Ⅱ塔气体氧含量AIAS01604相同,了调整。由于此前A01602一直居高不下,系统氧由此我们将AIO1524作为粗氩气流量F01605正压含量无法下降,粗氬气一直未进入精氩塔,一直是管实际接点,改造后,F01605能正常显示,调节开粗氩Ⅱ塔放空阀Fvo605B放空,我们分析有可时有的放矢,最高产量达861Nm3/h,高于设计能是由于粗氩气流量FI01605无法正常工作,为防值。止氮塞,粗氩气放空阀FV01605B开得过大,粗氩气几乎全部被放空,因此氧含量无法下降。调整4总结后,我们直接将粗氩气导入精氩塔,开精氩塔到粗氬Ⅱ塔液氩回流阀01636打回流,关小Fv01605B阀,直至全关。并将负荷降低,Ⅰ塔、Ⅱ通过对氬系统的调节,我们总结出以下几点经塔阻力PDm1601、PDm1602由4.5kPa、8.5kPa验左右降为3.5、6.5kPa左右,粗氬I塔流量(1)在对主塔预冷时,应同时对氩系统同步进F1602由3000Nm/h降为2300Nm/h,氩馏行预冷,这样虽然会延长出氧时间,但可以减少塔分控制5×10以下。内管道冷缩应力,在热启动时尤其需要注意。这样调整后,AIO1602含氧量便逐渐降低,达(2)待空气进下塔温度下降到液化温度时,关到设计值,粗氩Ⅱ塔含氧量也逐渐降低,生产出下塔节流进入氫塔部分的液体阀,防止大量液体进<2×10-602的合格液氩产品。此次调整虽然生产氩系统。出了合格的液氩产品,但仍存在氫馏分无法提高,(3)在主塔开始调整纯度的同时,继续在冷凝高于4×10-6便会发生氮塞的现象,因此产量低,蒸发器内积累液体,并在达到比设计液位略高时,液氩最高产量仅为162Nm3/h,为设计产量的1/5。逐步打开液空进粗氫冷凝器调节阀,一般开度为33生产合格液氲时间大幅缩短,氩馏分可控制1%-5%,把主冷多余的液体(冷量)排到粗氩8%左右,产量提高塔,对粗氩塔进一步预冷,甚至积液,此时应注意2010年3月,空分系统进行了回温干燥吹扫,打开粗氩放空阀FVo1605B3月15日,又一次进行了氩系统的调试。将空压(4)启动液氩泵时,当液氬泵出口压力逐步升机导叶与出口压力投入自动控制,减少系统尤其是高时,应渐渐关小液氩进粗氩I塔阀,否则,粗氬分子筛均压时系统的波动。Ⅱ塔的液体会很快被打到主塔,严重时还会影响主此次调试,较以前有很大改善,在前几次调试塔工况,控制泵出口压力低于0.75MPa过程中粗氬I塔含氧量AI01602下降缓慢,而且必(5)启动前期,应尽可能把氧气纯度调整得高须精氩塔液氩回流后才开始下降,氫馏分AI01601一点,即把氫馏分的氫含量控制得低一些,一般可在4%左右时就会发生氮塞,AIAS01604一个星期控制在3%~5%Ar。随着主塔工况的稳定,可逐以上才能接近工艺要求,而此次调试中,在保证系步提高氧气产量,把氩馏分氩含量调整到设计值。统稳定运行、不波动的前提下,AI01601可以达到(6)启动初期,粗氬循环量控制在设计值的8%~10%工艺要求数值且能保持系统稳定不氮塞,80%。低温与特气第30卷(7运行中注意保持氩馏分组成的稳定性,因(9)项目施工过程中一定要注意检查施工质量为它是粗氩塔正常工况建立的基础,是通过调整主因为空分设备处于冷箱内,一旦施工出现错误,会塔的正常工况来达到的。调整时要把主塔和氩塔视造成很大麻烦,我公司空分系统多个仪表测点出现为一个整体来考虑,两者中有任一参数偏离正常工了接管错误,尤其是几个关键点,如氩馏分分析点况往往都会引起氩馏分组成的变化。氮气产量、入AI01601、粗氬Ⅱ塔粗氩气流量F01605点错误,塔空气量和压力及膨胀空气量的改变、分子筛纯化几乎使生产无法正常进行。系统的充气切换,都会引起氬馏分组分的变化,在调整时应周密考虑各种因素之间的相互影响,尽量参考文献:使不可避免的干扰因素错开发生。最通用的调整方[1]陈英.14000m3/h空分冷箱内部分管线及氬系统改造法是,在允许范围内适当增加产品氧抽出量,这样[J].深冷技术,2002(5):28-30可降低氬馏分含氧量,反之,会增加氩馏分的含氧[2]张淑敏空分氫系统改造及操作要点[J.中氮肥,量,调节时需要耐心,不要急于求成。2004(2):3335(8)投用精氬塔时要注意控制精氫塔压力,压力太高,安全阀会起跳;若压力太低,易出现负作者简介:压,影响氬气纯度,严重时会把大气中的湿空气通任林光,男,48岁,高级工程师,1985年毕业于大连理工大学无机化工专业,现为大化集团有限责任公司副总过余气放空阀吸入塔内,造成冰堵。另外,精氩冷程师凝器液氮液位不要太高,液位太高,精氩塔易出现负压。A《【上接第24页】加优化了雾化的效果。喷雾器应用于数控标气动态曾有许多学者对导液管末端气体射流负压吸动发生系统中,长期工作,运行稳定,效果良好,很效应进行了研究,并初步探讨了作用区压力的形成好地解决了腐蚀性挥发度低的液态气源的发生问机理2。本文认为,高速气体射流运动过程中,题。由于流体内摩擦力的作用,将引起喷嘴口与进液口附近的气体分子沿着与射流大致相同的方向运动,参考文献:从而气体分子跟随射流一起运动而被抽空,使气液[1]姜素霞,韩中枢,夏春.标准气体的制备方法及配制混合腔内气体变得稀薄,压力低于环境压力(大技术[J].化学分析计量,2004,13(6):7172气压),从而引起吸动效应。[2]沈军,蒋祖龄,曾松岩,李庆春.气体雾化过程的增压与吸动现象[J].粉末冶金技术,1994,12(1):15-174结论作者简介在数控标气动态发生系统工作之前,先启动系梁其诚(1985),男,海南省文昌市人,西华大学机械统末端的真空隔膜泵,使整个系统处于负压的状工程与自动化学院2010级硕士研究生,主要研究方向:态,雾化式发生池的压差在-20Pa左右,从而更械制造及其自动化。