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氩馏分的一些控制心得

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氩馏分的一些控制心得_第1页
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液空纯度与液空量对上塔精馏工况有着显著的影响,因此液空纯度 对氩馏分的质与量也有密不可分的联系下塔液空含氧量降低,使 上塔的原料液质量变差,在上塔结构参数与等效塔板效率不变的情 况下,增加了上塔分离的负担,因为其分离能力是有限度的,带来 的结果是氧气纯度的下降,同时氩馏分中的氮含量增加;反之,下 塔液空含氧量太 高,使上塔提馏段中氧含量升高,致使氩馏分含氧 量升高;同时因为液空还是粗氩塔冷凝器的冷源,其温度升高,不 利于冷凝器工作,上塔氮气纯度下降与此同时,下塔液空氧含量 高说明氩组分在氮 中含量增加,流入上塔以后不利于氩的提取在这两种情况下,如果单纯对氧产量或粗氩塔的热负荷进行调节, 整个工况就会向另一个极端靠近,所以在调节中总是会遇到氩馏分 不是含氧高就是含氮高,有时两种情况兼有由此可知,下塔液空 纯度对氩塔工况也是有非常重要的影响作用在实际操作中注意到 这一点,是非常有益处的2. 氧氮产量、主冷液位与氩馏分 从主塔氧组分的平衡来看,氧、氮产量和主冷液面对氩塔的稳定也 是很重要的条件通常氧产品纯度波动 0.1%氩馏分中氩含量变 化0. 8%~ 1%,波动幅度扩大8〜10倍;主冷液面波动5cm~10cm,粗氩塔就会出现相应的显著反应,影响氩馏分的组成 或抽取量。

在粗氩冷凝器热负荷及其它参数不变的情况下降低氧产 量或提高氧纯度,氩馏 分含氧将增多,抽取的氩馏分量增加,粗氩 塔的回流比减少,粗氩中含氧量增加,纯度下降;若氩馏分中含氮 量过高,粗氩塔冷凝器的温差减小,粗氩塔下流液体量减小,粗氩 的纯度和产量也下降另外,粗氩塔冷凝器的热负荷决定了粗氩的产量及纯度热负荷过 大,粗氩塔回流比大,粗氩纯 度高且产量少,严重时会引起粗氩塔 液泛,还会增加主塔的负担,影响主塔的工况;反之,粗氩产量高 时纯度降低,将增加粗氩净化的负担因此,粗氩塔冷凝器的热负 荷应适当,这可以通过粗氩塔冷凝器液空液位和液空回主塔的量来 调节加大返回主塔的液空量,液空的沸点降低,冷凝器的温差增 大液空节流阀开大,冷凝器液空液位上升,冷凝器的热负荷也增 加,反之则可减小其热负荷3. 保持液空纯度稳定济南鲍德气体有限公司20000m3/h空分设备下塔的主要阀门有VI、V3、V11 (见图1),V11用来调节下塔液氮回流量,VI、V3是液 体流入上塔的 调节阀调节中要注意“先下后上”的原则,因为下塔 为上塔提供原料,是上塔工况稳定的基础其中V1的调节对下塔 回流比和精馏工况没有影响,对上塔却是有影响的,其实质是通过 下塔液空液位的调节来控制流A k.塔物流量的恒定,所以液位是 来为物流量的恒定服务的。

V3的调节对上下塔均有影响,需微调, 在调整中应与 V11 相配合才能 收到预期的效果 V11 既可控制下塔 回流比,又对 进塔空气量起作用,在 V11 和 V3 的配合中,首先 满 足下塔釜液氧含量在 36%~38%范围内的条件 下,再通过上塔氮气 纯度的高低做微调整,使整个 工况逐步建立起来,所有的动态平衡 体系向预期的 条件靠扰,最终实现设备达标、平稳运行4. 保持氩馏分含氧量稳定 保持氩馏分含氧量稳定,是保证粗氩塔正常、 稳定工作的前提20000m3/h空分设备设计氩馏分含氧量为88%〜92%,此时,为保 证粗氩塔口出口粗氩含氧量达到设计指标,氩馏分抽取量与粗氩量 之比为 33~36 倍即可若氩馏分含氧量过高,势必造成粗氩塔精馏负 荷增加,在氩馏分抽 取量一定及保证粗氩塔口出口含氧量一定的情况下,粗氩产量将减 少,氩提取率降低当氩馏分含氧量过低时,氩馏分中氩含量将增 加,同时含氮量也会 增加由于粗氩塔精馏主要是 去除氩馏分中的氧组分,对氩馏分中 的氮组分基本没有精馏效果,过多的氮含量将在粗氩塔冷凝器中积 聚,影响粗氩塔冷凝器的换热,严重时将造成粗氩塔冷凝器氮塞, 影响粗氩塔的正常精馏;同时,过多的氮含量将随粗氩进入精氩 塔,影响精氩塔的精馏,造成精氩塔压力升高,严重时会造成精氩 塔氮塞。

5•控制膨胀空气进上塔量 膨胀空气进上塔参加精馏,主要是提高氧气提取率当空分设备带 氩塔时,膨胀空气进上塔参加 精馏,会对氩提取率产生影响,这种 影响主要是通过对氩馏分组分的影响产生的当膨胀空气进上塔量过大时,由于膨胀空气上塔入口接近氮馏分抽 口,将使氮馏分中氮含量增加,造成粗氮塔及精氮塔工作不稳定 在操作时,要仔细进行调整,避免引起工况的波动6.控制氩馏分进粗氩塔流量 当粗氩产量及纯度稳定的情况下,过多抽取氩馏分,不仅是没有必 要的,而且会影响上塔精馏工 况根据上塔物料平衡原理,当氩馏 分抽取量过大 时,氩馏分抽口回流比将偏离设计工况,使回流比增 大,氩馏分中含氮量将逐渐增加,氮组分在粗氩塔冷凝器逐渐积 聚,使粗氩塔冷凝器传热温差逐渐 减少,最终造成氩馏分抽取量减 少;当氩馏分抽取量减少到使氩馏分抽口区域回流比达到设计值 后,氩馏分中氮组分又逐渐减少,粗氩塔冷凝器逐渐恢复正常工况,又使氩馏分抽取量增加这种状况将循环变化,若不减少氩馏 分抽取量,将使粗氩塔处于很不稳定的工作状态几点体会(1) 在调节中我们有时会有这样的感受,就是工况不稳定,我们就不 断地作调整,结果工况愈来愈不如以前好,这种现象正说明了系统 中存在如物 料平衡、能量平衡等动态平衡,在建立平衡状态所需的 状态参数条件没有很快确定下来,系统内的动态平衡一直在“追随” 你所设定的环境并欲建立这种状态下的平衡,但是它的“努力”总是 在还没有 来得及完成时就被环境的又一次改变而“徒劳无获”,因为 建立平衡状态是需要一定的时间的,外界环境的频繁变化,使这种 正常生产所需的平衡状态的建立无限期地延迟下去,导致我们所遇 到的这种 现象。

由此可知,在进行工况调整时,我们要静下心来, 仔细观察每一个参数的变化,逐步作调整,及时分析调整对系统产 生的影响效果,给系统一段用来适应调整、建立平衡的时间,然后 再作决定是 否还需要进行调整,这样才会在操作中带来事半功倍的 效果因此,在操作中,不应对某一或某几个 参数作大起大落的调 节,而影响正常的生产运行2) 对于带有氩塔的空分设备来说,影响上塔精馏工况的因素除了以 上所说之外,膨胀空气量及温度、氩塔液空回流量都与上塔工况息 息相关在调整中我们应该把他们看作是一个整体来对待,它们既 相互联系又相互制约,即主塔不稳定,氩塔就会有波动;反之,氩 塔不能相对达产,主塔的工况也不能很好地建立起来3) 在调节操作中应时刻注意相关参数的变化 趋势这种变化趋势可 分为相对变化趋势和绝对变化趋势,短时间内相对前一时刻的涨落 为相对变化趋势;长时间段过后,参数相对于设定值或者起初正常 工况时的值的变化为绝对变化趋势有时我们看到某一参数变化不 是很大,就不必做调整,这说明相对变化趋势小,但经过几个月长 时间段后,它就有可能偏离设计值而产生一定的绝对变化值,很容 易被我们忽视而影响生产这样,我们要做的就是对系统参数绘制 全年趋势变化图,参数设定值的更改进行备案并由专人负责,以备 后用,禁止随意更改,避免不必要的人为因素对生产的影响。

这一 点应在日常操作中加以注意4) 在操作中,另外应该特别注意的是分清主 次,弄清次序,抓主要 环节,使问题得到尽快的解决例如说,要使工况稳定下来就要从 源头着手,进塔压力、流量首先要稳定,下塔液空液位及纯度、主 冷液氧液位稳定下来,才能使氩塔趋于正常由此,在调节时,首 先把对工况影响至关重要的参数调整好,再对辅助性的参数进行调 整,工况才可能逐步向好的方向发展,达到调节操作的目的例如 说,精氩塔氮塞时,精氩塔上冷凝器液位上涨,塔内压力升高,阻 力下降这时,首先应参照精氩塔内的压力做相应调整,降低上冷 凝器氮侧压力,使 塔内积聚的氮气尽快地排出设备,使塔内压力降 下来,然后再对液位等参数做调整如果只注重某一辅助性的参数,这样的调节只能使工况越来越糟但是,这并不是说,这些参 数就不重要,只是在一 定的条件下,它处于次要矛盾的位置综上所述,精馏工况调整中应充分注意体系内的物流平衡、能量平 衡以及汽液相平衡等诸多平衡问题,只有以动态平衡的观点看待工 况的变化,并且在实际操作中加以体现,才能保持设备的平稳、正 常运行,创造良好的经济效益。

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