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大型空分装置纯化系统蒸汽加热器泄漏的监控运行

文档作者：张卫锋党伟文档来源：兖州煤业榆林能化有限公司		点击数：	更新时间： 2025年04月28日
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第3期20 1 0年5月中 氮 肥M--Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressNo．3May 20 10大型空分装置纯化系统蒸汽加热器泄漏的监控运行张卫锋，党伟(兖州煤业榆林能化有限公司，陕西榆林719000)[中图分类号]TQ 05 1．5 [文献标识码]B [文章编号]1004—9932(2010)03—0050—021 背 景兖州煤业榆林能化有限公司年产600 kt甲醇项目的KDON42500／27700型空分装置采用氮水塔预冷、分子筛吸附净化、增压透平膨胀制冷、空气增压循环的液氧内压缩、全精馏无氢制氩流程。其中分子筛吸附器采用卧式双层床结构，底部为活性氧化铝床层，顶部为UOP分子筛。分子筛纯化系统相关参数见表1。表1 分子筛纯化系统相关参数项 目 参数处理空气量 220 000 m3／h空气工作压力0．607 MPa空气进口温度 16℃空气出口温度 22℃分子筛再生温度 165℃工作时间4 h分子筛再生气量44 000～46 400 m3／h吸附剂 分子筛(UOP一13XAPG条形)，43 t×2；活性氧化铝(WHA一103)，28．2 t×2分子筛纯化系统再生采用蒸汽加热，蒸汽加热器后串联电加热器，电加热器仅在分子筛特殊再生时使用。正常运行时只投运蒸汽加热器，电加热器前后手动阀关闭，旁路阀全开。2 问题的提出A套空分装置分子筛在运行的加热阶段，蒸汽加热器出口污氮气露点(AIA A3 1 204)呈逐渐上升趋势，由正常时的一65 c；C：以下逐渐上升到一9 oC左右，而其他工艺参数无变化。经仪表人员检查后，排除了在线分析仪故障的可能。进[收稿日期]2009-08—13[作者简介]张卫锋(1975一)，男，工程师，兖州煤业榆林能化有限公司生产技术部副部长。一步检查发现，分析管内有少量水珠吹出，初步判断为蒸汽加热器内有漏点，由于蒸汽漏人再生的污氮气中，造成污氮气露点超标。如果漏点扩大将造成再生污氮气含水量加大，带人分子筛床层后，会严重破坏分子筛的吸附性能，其耐压强度也将大幅下降，阻力会明显增加。如果单独采用电加热器加热，加工空气量会受到限制，难以达到再生温度，再生效果很难得到保证。因此，如何调整分子筛纯化系统的再生加热方式，保证后续化工系统在检修前维持安全稳定运行，成为公司的当务之急。3解决措施及运行效果3．1 解决措施为了给后续化工系统的检修留出充足的准备时间，同时保证分子筛再生效果，结合分子筛纯化系统的工艺流程特征，采取了以下运行调整及监控措施。(1)为避免蒸汽泄漏到污氮气侧造成其露点超标，停用蒸汽加热器，采用电加热器加热再生污氮气。但由于设计时电加热器只是用于特殊再生时提高污氮气的温度，其通量远不能满足再生时的污氮气量。(2)考虑到蒸汽加热器的泄漏量很小，为保证再生时的污氮气量及温度，稍开蒸汽加热器进汽阀，使分子筛的再生污氮气量及温度都能得到保证o(3)在分子筛非加热阶段，蒸汽加热器进汽阀微开，控制蒸汽加热器蒸汽侧压力在O．1～O．15 MPa，保持蒸汽加热器始终处于热态，防止在分子筛加热阶段蒸汽加热器由冷态急剧变化到热态，以免泄漏进一步扩大。(4)加热开始前1 0 min，巡检人员到现场万方数据 检查确认电加热器送电情况，由控制室人员送出第3期 张卫锋等：大型空分装置纯化系统蒸汽加热器泄漏的监控运行 ·5 1·运行信号，现场投“运行"状态。此步必须特别注意的是：若在回执程序已经开始运行后再送出运行信号，则电加热器将不再运行。(5)分子筛加热阶段开始后，电加热器自动启动，手动控制再生气放空阀，调节再生气压力在15 kPa左右o(6)确认电加热器再生污氮气进、出口阀门全开，电加热器污氮气旁路阀开度在25％。(7)加热过程中随时调节蒸汽加热器蒸汽进汽阀，使加热蒸汽压力稳定在O．1～O．1 5 MPa。(8)蒸汽加热器汽液分离器液位因蒸汽压力低，不好控制，改用分离器下部排污阀手动调节。(9)加热结束前，再生污氮气放空阀投程序控制，关小蒸汽加热器蒸汽进汽阀，控制加热蒸汽压力在O．1 MPa左右。(1 O)吹冷开始后，暂停分子筛纯化系统程序，手动打开蒸汽加热器再生污氮气进气阀，吹扫5 min，将管道中带水蒸气的气体吹除干净，然后关闭蒸汽加热器再生污氮气进气阀，程序继续运行。(11)运行过程中密切监控蒸汽加热器污氮气出口露点AEA3 1 204。分子筛在非加热周期由于污氮气不流动，该处露点会较高，一般在一5c；C：左右，如有增大趋势应及时检查漏点是否扩大，以做下一步应急准备。3．2运行效果经过以上工艺调整，在最初的15 d(2008年11月1 5—30日)内，分子筛纯化系统出口空气中C02和水分都能控制在要求指标内(C02含量<1×1 0～，水分含量<10×1 0。6)，但11月30日以后分子筛出口空气中C02含量呈上升趋势，最高达5．0×10。6以上。在分子筛纯化系统出口空气中C02超标后的5 d，低压板式换热器出现偏流及流量减少的情况，以致去分子筛再生污氮气量不能满足分子筛再生所需的要求气量，此时的冷吹峰值仅50c；C：左右，远远低于正常运行时的154 C；C：，可见当时分子筛再生很不理想。为了满足再生气量的要求，实际操作时打开低压空气去分子筛再生阀门，用空气作为分子筛的再生气源。随后几天低压板式换热器进气量明显下降，由正常时的85 000 m3／h左右下降到20 000 m3／h左右，此时出低压板式换热器的污氮气、低压氮气、压力氮气温度偏低，说明换热器内已经形成干冰堵塞通道。由于此时后续化工系统的检修准备工作已完成，A套空分装置停车进行加温，并检修蒸汽加热器n4 结 论(1)类似的分子筛纯化系统再生流程可采用上述的工艺调整作为蒸汽加热器泄漏时的临时监控运行方式。(2)采用上述工艺运行方式，在时间上有限制，需密切监控分子筛纯化系统出口空气中的C02和水分含量，超标时需停车处理。(3)空分装置运行中发生蒸汽加热器泄漏的事例较多，若发现不及时、处理不果断，会影响吸附净化效果，给空分装置的安全稳定运行带来隐患，因此在空分的日常运行维护中要加强监控、巡视，提高设备的维护与管理水平，发现异常，一定要彻底查明原因，及时处理，只此才能保证装置的长期稳定运行。全国中氮情报协作组第29次技术交流会征文通知全国中氮情报协作组和《中氮肥》编辑部拟组织召开第29次技术交流会——“氮肥(甲醇)企业结构调整与技术升级专题研讨"(具体时间待定)。现开始广泛征集论文，望各氮肥(甲醇)生产企业、技术持有单位、配套服务单位的领导、专家、技术人员踊跃投稿。详情请咨询《中氮肥》编辑部或登陆网站http：／／www．cnzdxz．com。来稿请以电子邮件(Word文档)的方式于2010年7月15前投至《中氮肥》编辑部邮箱，注明“交流会论文"字样并留下主要作者的联系电话。通讯地址 四川省成都市青白江区大弯镇团结路3 11号《中氮肥》编辑部(610301)电 话 (028)89300684，89301360，89301855 传 真 (028)89301855。■一 ●1 1√一 ● 1√一 ●1 ‘ ^E—mail：

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