氮塞的原因分析与处理

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1、氮塞的原因分析与处理氮塞的形成原因主要是从上塔提馏段抽出的氩馏份含氮量增加，在粗氩冷凝器中聚 集，使粗氩冷凝器有效换热面积和换热温差减小，热负荷降低，氩馏份抽取量减少，严 重时直至为零，从而使氩系统瘫痪。氮塞如处理不及时发现及时处理，不仅会使氩系统 瘫痪，中断氩产品供应，处理不及时也会导致主塔工况恶化，氧产品纯度破坏，无法供 气。 一、 造成氩馏份含氮量增加的原因分析 1、分馏塔压力波动过大 由分子筛倒换、放空阀故障；空分系统阀门故障等原因，造成上塔压力大幅波动， 氩馏份抽取量（ FIC 711）也随压力变化产生大幅波动，上塔的进出物料随之波动，填 料上平稳的气、液精馏状态被破坏，使氩馏份抽口

2、区域的气、液中含氮量增加，氩馏份 的含氮量增加。所以在日常操作中应尽量保持塔压稳定，避免大幅波动，考虑到分子筛 倒换造成的压力波动不可避免，可适当使富氩区上移以减少其影响。 2、进塔空气压力降低 分子筛充压过快，空压机压力补偿滞后；空分系统阀门故障等原因，使进塔空气压 力降低，塔内上升气减少阻力下降，回流比增大，氩馏份抽口区域下流液中含氮量增加， 使氩馏份含氮量增加。 3、V1液空节流阀波动大 V1 阀在自动控制时，由于各种原因造成的液空液位波动幅度大；或V1阀本身故障 等情况，造成 V1阀开度波动大， 进上塔的液空量时大时小， 造成提馏段回流比时大时小， 提馏段精馏不好氧氮氩分离因难，氩馏份

3、抽口区域含氮量增加。这时应手动控制V1 阀。 4、V2液氮节流阀开度过小 在回下塔液氮不变的情况下，V2阀开度过小，会使主冷热负荷降低，富氩区下移， 氩馏份含氮量增加。 V2开度过大，主冷热负荷增加，富氩区上移，氩馏份含氩量减少。 在调整主冷热负荷时应同时考虑液空、液氮、氧气纯度；氩馏份含氩量等指标要求，通 过液氮回下塔阀 V20 与 V2 的相互配合来完成，不能顾此失彼。调整时应以微调为主。 5、液空纯度偏低 液空纯度偏低时，液空的饱和温度偏低，液空量增加，下塔液空液位升高，在粗氩 冷凝器液空液位和工作压力不变的情况下，粗氩冷凝器温差变大，氩馏份流量增加。回 上塔液空纯度偏低加重提馏段精馏负

4、担，富氩区下移，氩馏份含氮量增加。 液空纯度偏高时正好与之相反，会造成氩馏份含氩量降低，所以应通过V4 和 V20 两个阀门的配合调整， 在保持下塔顶部液氮纯度的同时把液空纯度控制在35%38% 之间。 6、低压氧过大 出装置低压氧过大时，上塔底部上升气减少，回流比增大，富氩区下移，氩馏份含氩 量增加，氩馏份含氮量有所增加。低压氧偏小时，上塔底部上升气充足，富氩区上移， 氩馏份含氩量减少。这时应依据氩馏份含氩量（A1701）合理调节低压氧送出量。 7、氮气送出量过小 氮气送出量过小，上塔压力升高，富氩区下移，氩馏份含氮量增加，反之则相反。这 时应适当增加氮气送出量。 8、氧产量过大 在进塔空气

5、量不变的情况下，氧气量偏小，氧纯度升高，氧的提取率降低，富氩区上 移氩馏份含量减少。氧产量过大时，氧纯度降低，富氩区下移，氩馏份含氩量增加同时 含氮量也增加，此时应依据进塔空气量合理调节氧产量。 9、主冷氧液位控制过高主冷液氧液位控制过高，底部液氧静压差增大，底部液氧 温度偏高，主冷有效换热区域和温差减小，热负荷降低，富氩区下降，氩馏份含氮量增 加，这时应适当降低主冷液面。 10、粗氩 I 塔粗氩液位控制不当 正常运行时，粗氩泵运转频率偏大，调整不及时；或因FIC 711 流量减少，没有及 时降低泵频等情况使精氩液位持续并快速的下降，大量粗液氩回流主塔，上塔提馏段回 流比增加，主冷液位升高，氧

6、气纯度降低，富氩区下移，氩馏份含氮量增加。所以在日 常工作中应有专人负责监测和调整粗氩液位，保持其稳定。 11、制冷量的影响 在进塔空气量不变的情况下，增加膨胀机制冷量或进塔空气温度降低，使装置总制 冷增加，液氧产量增加，主冷热负荷有所降低上塔富氩区下移，氩馏份含氮量增加，这 时应适当增大 V20和 V2的开度，增加进塔空气量，把主冷热负荷调到正常。 12、精氩塔工况不好 精氩塔阻力大；精氩冷凝器温差小；精氩冷凝器液氮液位低；V751排放量小；精氩 塔氮塞等情况造成FIC 711 抽量减少，发现和调整不及时， 粗氩冷凝器氮气聚集量增加， 严重时造成氮塞。 二、 “氮塞”后的处理 正常运行时，应

7、由专人负责监测和调整氩系统，一旦发生氮塞，应力求早发现，早 处理。发现早处理及时，对氩工况的影响就小也容易恢复。发生氮寒后主塔的操作思路 是通过适当增加氮气取出量，适当减少氧气取出量；停止低压氧送出；适当增加液氮取 出量；增加主冷热负荷；等方法使富氩区上移，氩馏份中的含氮量减少。氩系统的操作 思路是打开 V765排放不凝氮气， 尽量保持 FIC 711 的流量。保持粗氩 I 塔粗氩液位相对 稳定，依据 FIC 711 的流量合理调整粗氩泵运转频率和回流阀的开度，避免调整不及时 将大量粗液氩打入主塔，破坏主塔工况加剧氮塞的恶化。 2、严重氮塞 严重氮塞时，精氩塔压力升高，V751自动全开。 FI

8、C 711、FIC 6 流量迅速减小， 粗氩液位暂时升高。这时氩系统应立即打开V763排放不凝氮气，依据FIC 711 的流量 调整粗氩泵运转频率和回流阀开度，主塔可选择采用调高空压机排气压力，增加主冷热 负荷；适当增加氮气取出量，适当减少氧气取出量；适当开大液氮送出阀；停止低压氧 气送出；必要时可适当开大V20液氮回流阀等方法调整富氩区上移，同时调整液氧排放 阀的开度，保持主冷液面稳定。待FIC 711 流量 AI-701 纯度逐渐恢复至正常时，逐渐关 闭 V765，调整工艺氩流量FIC 6 流量和恢复精氩系统的运转。 三、注意事项 1、氮塞时为增加主冷热负荷而迅速大幅开大V2 阀。虽然开大

9、 V2 阀能增加主冷热 负荷，但短期大幅开大 V2 阀会使上塔回流液在一定时间内突然增大，氩馏份含氮量继续 增加，不利于氮塞工况的恢复。 2、氮塞时，随着 FIC 711 流量的减少，粗氩 I 塔上升气减少阻力下降，填料上的 液体下流，粗氩液位会升高。此时不应依据粗氩液位的高低来进行泵频和回流阀的调整 而依根据 FIC 711 流量的减少，果断降低粗氩泵运转频率或开大回流阀，避免将粗氩打 入主塔，破坏液氧纯度，更使提馏段回流比增大氩馏份含氮量增加，加剧氮塞工况的恶 化。 3、氮塞时随着 FIC 711 抽量逐渐减少，粗氩泵频率降低过快和回流阀开度过大。 一方面会造成主塔提馏段回流液迅速减少，主

10、冷氧液面降低，换热面积减少，热负荷降 低，不利于氮塞的恢复。另一方面又顾忌到粗氩液位上涨迅速但又不能淹没馏份进口而 在 FIC 711 流量没有恢复时被迫关小回流阀增大粗氩回流量回上塔，使工况反复并恶化塞死。所以在正常运行时粗氩液位不应控制过高或过低，发生氮塞时依据FIC 711 流量 的变化和粗氩液位上涨速度合理调整泵频和回流阀开度。 总之氩工况的调整是一个复杂而繁琐的过程，要求操作工既要有高度的责任心， 严密监视工况，及时调整，将氮塞处理在萌芽状态，更要求操作工考虑要全面，并熟练 掌握各种工况状态下的应对措施，操作时幅度要小，并对工况有正确的预判和操控能力， 才能保持氩工况的稳定运行。温明明 2016/1/19