精氬塔冷凝器通道堵塞原因分析及處理

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1、空分設(shè)備精氬塔冷凝器堵塞原因分析及處理王璽（新疆維美化工有限責任公司，新疆自治區(qū)庫爾勒市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)841000）摘要:分析了10000Nm3/h空分設(shè)備精氬塔冷凝器堵塞的原因，確認為冷凝器液氮側(cè)壓力控制過低，導致液氮節(jié)流降壓后溫度過低，氬通道側(cè)的氬凍結(jié)成固體而堵塞冷凝器，經(jīng)過處理氬系統(tǒng)正常投用。關(guān)鍵詞:空分設(shè)備；精氬塔；冷凝器；溫差新疆維美化工有限責任公司空分裝置為KDONAr-10000/20000/350型，空壓機由汽機拖動，采用分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機、膨脹空氣進上塔、全精餾制氬流程，于2008年1月正式投產(chǎn)運行。1氬系統(tǒng)簡介新疆維美化工空分裝置

2、采用全精餾制氬技術(shù)，從分餾塔上塔引出一股氬餾份氣送入粗氬塔Ⅰ進行精餾；粗氬塔Ⅰ的回流液體由粗氬塔Ⅱ底部引出經(jīng)液體泵輸送來。粗氬塔Ⅰ頂部引出的氣體進入粗氬塔Ⅱ，經(jīng)過粗氬塔Ⅱ的精餾，在頂部得到含氧量≤3ppm的粗氬氣。絕大部分的粗氬氣經(jīng)粗氬Ⅱ塔頂部的冷凝蒸發(fā)器冷凝后作為粗氬塔Ⅱ的回流液。其余部分由粗氬塔頂部引出并送入純氬塔，純氬塔的底部裝有蒸發(fā)器，以空分下塔頂部引出的中壓氮氣作熱源使液氬蒸發(fā)，同時氮氣被液化。在純氬塔的頂部裝有冷凝器，以來自過冷器的液氮作為冷源，使絕大部分上升氣體冷凝作為純氬塔的回流液，經(jīng)過純氬塔的精餾，其底部可得到99.999％的純氬，引出冷箱作為

3、產(chǎn)品液氬。精氬塔部分工藝流程如下圖所示：32精氬塔冷凝器堵塞現(xiàn)象在經(jīng)歷了一次因動力蒸汽引起的非計劃停車，并重新開車至主塔工況穩(wěn)定后，2008年10月16日10：00開始投精氬塔，夜班已經(jīng)提前做了一部分工作：工藝氬閥門FCV702A手動開10%，冷凝器氮側(cè)壓力控制閥PCV704手動開20%，液氮液位控制閥LCV704手動開2%，保持這種狀態(tài)已有5個多小時，此時K703已經(jīng)有了1500mm左右的液位，當再開大FCV702A到40%時發(fā)現(xiàn)K703液位無變化，精氬塔壓力PICA703保持在30kpa左右不變，精氬塔下部無液位，完全關(guān)閉液氮進液閥LCV704后，K703的

4、液位仍然不變，PICA703設(shè)定為18kpa，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)余氣放空閥PCV751處于全開狀態(tài)，但感覺不到有氣流出，將PCV751前手閥V751全開也感覺不到氣流，冷箱外余氣放空3氣化器前的管線沒有掛霜。由以上狀況判斷可能是精氬塔冷凝器K703有堵塞。3原因分析一種可能是外界濕空氣進入冷凝器發(fā)生冰堵，另一種可能是冷凝器氬側(cè)換熱通道中的氬凍結(jié)造成堵塞。因為PCV751后有止逆閥，而且精氬塔壓力沒有出現(xiàn)過負壓，故可以排除濕空氣進入冷凝器發(fā)生冰堵的可能。那么就是由于長時間將壓力控制閥PCV704投手動，導致冷凝器壓力過低（40kpa左右），使得中壓液氮節(jié)流降壓后溫度過低

5、，將冷凝器氬側(cè)換熱通道中的氬凍結(jié)造成堵塞，余氣無法排放塔壓越來越高，所以工藝氬無法進入精氬塔，K703熱負荷減小，冷凝器液氮液位就會不變，精氬塔下部也沒有液氬液位。4處理措施關(guān)閉工藝氬氣閥FCV702A（12時10分），工藝氬氣全部放空，關(guān)閉K703液氮進液閥LCV704，將冷凝器中的液氮全部通過就地排放閥V769排放掉并保持V769一定開度，因為本空分裝置氬系統(tǒng)沒有單獨的加溫線，所以只能將HC701打開10%以來自空分下塔的中壓氮氣作為熱源加熱精氬塔，15時40分，打開V751發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有氣體排出，PCV751也能正常投用，而且排出量和正常運轉(zhuǎn)時相同，這表明凍結(jié)

6、固化的氬已經(jīng)溶解并氣化，此時再投精氬塔一切正常。5經(jīng)驗總結(jié)由于氮和氬的液化溫度相差較大(10K)，冷凝器壓力過低，就會使液氮節(jié)流降壓后飽和溫度過低，氬會被凍結(jié)成固體而堵塞冷凝器氬側(cè)通道。在操作中,要控制好冷凝器氮側(cè)壓力和液氮送入閥門的開度。3