一起开车初期分子筛后二氧化碳超标的分析及处理

2022-09-13 版权声明 我要投稿

1 事情经过

2014年10月13日18:30分1#、2#分子筛并列运行2分钟后在线监控二氧化碳分析表由0.5PPM迅速上涨至2.46PPM, 中控联系电仪人员迅速到现场检查仪表, 此时为了判断是哪一组分子筛二氧化碳超标, 随即将2#分子筛切出, 二氧化碳指标由2.4PPM下降至0.5PPM, 为了再次验证是否是2#分子筛超标, 2#分子筛反复投运5次均出现二氧化碳指标上涨现象, 为保证1#分子筛吸附器的正常运行, 同时怀疑蒸汽加热器存在泄漏对装置危害较大, 采取先将空气从塔内退出再查找原因。

2 原因分析

塔内空气退出后, 我们立即从以下几个方面进行逐一排查, 查找原因。

2.1 蒸汽加热器泄漏, 再生污氮气带水

首先在蒸汽加热器气侧 (污氮侧) 导淋处手动分析两次露点分别为-59℃、-62℃, 在指标之内;若蒸汽加热器微量泄漏, 分子筛后CO2含量会在2#运行的中后期缓慢上涨, 实际是在开始运行即出现超标;

若蒸汽加热器大量泄漏, 加热器气侧导淋会排出蒸汽和水, 同时上塔压力会上涨迅速, 现场排查和实际数据并未出现以上现象。经以上印证基本可以排除蒸汽加热器存在泄漏的可能。

2.2 分子筛床层不平整, 存在床层短路现象

若分子筛床层不平, 再生冷吹峰值会出现双峰或多峰, 而中控再生曲线查询2#冷吹峰值正常, 未出现双峰或多峰;在空压机冲转空分接气之初, 2#分子筛运行出口CO2在正常指标范围内, 再生曲线显示也正常, 如果床层不平在接气之初2#运行时曲线及指标就会反映出来;自空分接气至分子筛CO2上涨这段时间内空压机压力没有大幅度波动, 不存在分子筛床层受冲击的可能性。

经以上印证基本可以排除分子筛床层不平整的可能。

2.3 空冷塔顶部出口大量带水, 分子筛失去活性

空冷塔出口大量大水会造成分子筛失去活性, 失去吸附功能, 但从空冷塔出口进分子筛导淋和现场分子筛底部导淋打开并未有水吹出。所以分子筛进水可能性被排除。

2.4 分子筛本身再生效果不佳

从分子筛再生气流量、压力、温度以及分子筛再生曲线分析未出现异常现象。所以2#分子筛再生不好的可能性被排除。

2.5 分子筛再生气源CO2含量偏高

对污氮中二氧化碳进行分析化验, 再生气污氮中二氧化碳含量在1.36PPM, 已经远远再生气二氧化碳标准, 并且超出分子筛出口二氧化碳含量报警值 (1PPM) , 在再生气二氧化碳含量超标的情况下, 分子筛再生结束后导入运行时二氧化碳必然会出现超标, 因为再生后的分子筛已达饱和状态, 不再具备吸附二氧化碳的性能。

从以上五种原因分析判断, 可以确定再生气 (污氮气) 中二氧化碳含量超标是造成2#分子筛二氧化碳超标的主要原因, 然而造成污氮气中二氧化碳含量超标的原因有以下几种可能, 具体分析如下:随着空分装置的长周期运行, 经过分子筛吸附后剩下微量的二氧化碳在主换内及精馏塔塔盘上累积, 而在本次空分停车以后 (系统未复热) , 塔内温度、主换温度逐步上升, 可监控的温度点最高上升至-54℃, 在此温度下附着在管道上的干冰 (二氧化碳) 在微正压下达到升华温度 (-78.5℃) 而升化, 以气态的形式存在于上下塔以及主换热器内, 在向精馏塔导气结束后, 以气态形式存在的二氧化碳随再生气从塔内吹出, 此时2#分子筛再生气源由1#分子筛出口空气切为精馏塔内吹出的污氮气, 而污氮气中二氧化碳含量超标, 经查询中控数据显示此时为2#分子筛冷吹时间为70分钟, 二氧化碳超标的污氮再生气按照再生程序继续对2#分子筛冷吹了60分钟, 使2#分子筛本来具有吸附二氧化碳的的特性丧失, 所以出现了2#分子筛再生后并联两分钟就出现二氧化碳表迅速上涨并超量程, 中控切出2#分子筛使用1#分子筛时吸附器出口二氧化碳指标下降到正常数值的现象。

3 处理措施

确认分子筛后二氧化碳上涨的原因后, 通过延长1#分子筛的运行时间 (开车初期运行气量较小, 1#分子筛仍有较大吸附容量) , 继续对2#分子筛进行再生 (将再生气切换为1#分子筛后空气) , 此问题得以解决。

4 结语

本次分子筛后二氧化碳上涨的发生, 使我们认识到再生气源对分子筛正常运行的影响, 尤其是装置经过长周期运行后 (系统未复热) 的开车, 再生气源的切换一定要经过分析合格或塔内温度下降至-100℃后, 方可将分子筛后再生气切换为塔内气源 (污氮气) , 来确保分子筛的正常稳定运行。

摘要:分子筛的稳定运行关乎空分装置的长周期稳定运行, 分子筛后二氧化碳的高低将直接影响空分装置的长周期运行和运行质量, 本文介绍了一起空分装置开车初期分子筛后二氧化碳超标的原因分析及处理措施。

关键词:分子筛,二氧化碳,超标,分析处理

参考文献

[1] 汤学忠, 顾福民, 《新编制氧工问答》, 冶金工业出版社.

[2] 李化治, 《制氧技术》, 冶金工业出版社.

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