空分装置纯化系统常见故障及解决方案

有 害成分 。来 自预冷 系统 的含湿 饱和 空气 首先 自下而 上流 经 器通道冻堵 ，主换热器阻力增加 ，进塔 的空气量减 小 ，严重时 可
其 中一 只吸附器 ，在加压条件 下空气 中的水 分 、二 氧化碳 、乙炔 能会导致空分塔 的精馏 不能 正常运 行 ，甚 至损 坏设备 ，并 且分 等被分子筛 吸附 ，由于分子筛 的用量 一定 ，因此在 一定 时间 内， 子筛长此 以往高负荷运行 ，必然会缩短分子筛的使用寿命 。
２ 常见故 障 ２．１ 阀 门故障
纯化器的动作靠 １３个气 动调 节 阀的开 闭来 控制 ，阀 门的 动作 不到位会造成严 重后 果 ，近年 来 ，多次 发生 因 阀 门动作 不 到位 导致空分 装 置停 运 ，给 公 司安 全平 稳运 行 造 成 了极 大 的 威胁 。
自开工以来 ，气 动调节 阀多次 出现 阀 门动作 不 到位 ，影 响 了空分装 置的安全平 稳运 行 ，由于 均压期 间设 有 压差 保护 ，即 均压 ８ｍｉｎ结束 时 ，如果 两只 吸附桶压 差大 于 ０．０６ＭＰａ，程 序将 会 自动暂停 ，因此 Ｖ１２０５、Ｖ１２０６、Ｖ１２０７、Ｖ１２０８如果 出现关 闭不 严 ，在均压阶段程序 将会 暂停 ，为不 停 工在 线处 理赢 得 了宝 贵 的时 间 ，而均压 阀 Ｖ１２０９和泄 压 阀 （Ｖ１２１０／Ｖ１２１１）管 径较 小 ， 出现故 障影 响较小 ，但是 Ｖ１２０１、Ｖ１２０２、Ｖ１２０３、Ｖ１２０４四个调节 阀没有必要 的保 护措施 ，每次 出现 故障都会 带来极 其严 重的后 果 。如 ２０１２年 ｌ２月 ２５日Ｖ１２０２阀门关 闭不严 ，导致大量空气 经 Ｖ１２０２、Ｖ１２０８后放空 ，分 流塔 内冷流倒 流 至纯化 器放 空 ，使 纯化器管 网及 阀门结 霜 ，由于大 量空 气放 空 ，净化 风管 网压 力 出现低报 ，一定 程度上影响到操作人员对故 障的判断 。 ２．２ 电加 热炉 故障
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山 东 化 工 ＳＨＡＮＤ０ＮＧ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵｓＴＲＹ
２０１６年第 ４５卷
空分 装 置 纯化 系统 常 见 故 障及 解 决 方 案
雷 军 义 ，汪银 宏
（中国石化海南炼油化工有 限公 司 ，海南 洋浦 ５７８００１）
摘 要：简要介绍 了 ３０００ ｍ。／ｈ空分设备分 子筛纯化器系统流程 。本文汇总了近年来纯化系统在运行 中出现 的各类故障 ，并对此进行分析
Ｌｅｉ Ｊｕｎｙｉ，Ｗａｎｇ Ｙｉｎｈｏｎｇ （Ｈａｉｎａｎ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｙａｎｇｐｕ ５７８１０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅ ｐｕｒ ｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ３０００ ｍ ／ｈ ａｉｒ ｓｅｐａ ｒａｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａｌｌ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｕｒｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ ａ ｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ａ ｎ ａ ｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍ ｅａｓｕｒｅｓ ａｒ ｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｕｒｉｆ ｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ；ｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ；ｍｏｌｅｃｕ ｌ ａ ｒ ｓｉｅｖｅ
１ 分 子筛 纯化 器 系统概 况
组成 。
３０００ Ｎｍ ／ｈ空分 装 置 纯 化 系统 共 有 ：２只 吸 附器 ，内装
空气进空分塔
空气
图 １ ＫＤＮ一３０００型 空分 空气纯化部分工 艺流程 图 收稿 日期 ：２０１６—０６—０１ 作者简介 ：雷军义 （１９８９一 ），男 ，陕西宝鸡人 ，本科学历 ，助理工程师 ，供 职中国石 化海南炼 油化 工有 限公 司。
第 １５期
雷军 义 ，等 ：空分装置纯化系统常见故 障及 解决 方案
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空 气纯化是利用 １３Ｘ分子筛 的选择吸 附特性 ，按照变 温变 碳和酸性气体 ，而纯 化器 分子筛 对水 的吸 附能 力最 强 ，乙炔 次
压 （ＴＳＡ、ＰＳＡ）吸附原理 ，吸附空气 中水蒸气 、二 氧化碳 、乙炔 等 之 ，二氧化碳最差 ，如果二 氧化碳 进入 分馏塔 内 ，轻则 使主换 热
分子筛 的吸附容 量将 达到 饱和 ，即吸附 床层 穿透 ，分 子筛 无继 续吸附能力 。此 时 ，通 过 自动切 换 阀 门的开 关顺 序 ，空气 转 而 进入另一 只吸附器继 续吸 附 ，原 先 吸附饱 和 的吸 附器 ，首 先 向 大气泄压至 常压 再 引入被 加热 的污氮 气 以与吸 附工 况相 反 的 气体流 向对 吸附器床 层加 热 。原先 被 吸附 分子筛 吸附剂 颗粒 内部的吸附质 由于温度 升高而解吸 出来 ，在 热流气 体 的推动下 被解吸 出来 的水 蒸气 、二 氧化 碳 、乙炔 等被 赶 出吸 附床 外 。由 于此时吸附剂床层 的 温度很 高 ，不适 合下 个循 环周 期 吸附 ，因 此在完成加热时 间后 ，须引入未经加 热的空气 或污 氮气体 对吸 附床层进行 吹冷 ，吸附 剂床 层 的温 度 降低 到 接 近吸 附 时 的温 度。至此 ，吸附器 的再 生工 况完 成 ，准 备下 次 吸附 。两 只 吸附 器就是此交替轮流吸 附和再生 工况 ，从 而实现 空气 的连续净 化 （如 图 １备 由开封空分 集团 公 司生产 ，采 用分 子 筛常 温 吸 附净 化 ，全 低压 单 级 制氮 流 程。 自 １９９９年投产至今 ，发生 多起分子筛纯 化器 系统故障。
１３ＸＡＰＧ型分子筛 ，一只运行 ，一只再生 ，切换时间 ８ｈ；两组 电加 热器 ，一用一备 ，内有小 功率 电加热 管 ６根 （３３ｋＷ），大功 率 电 加热管 ２４根 （１３２ｋＷ），以及靠程 序控制 器控制 １３个气 动球 阀
总结 和提出改进措施 。
关键词 ：纯 化器；加热炉 ；分子筛 ；故障
中图分类号 ：ＴＱ１１６．１１
文献标识码 ：Ｂ
文章编号 ：１００８－０２１Ｘ（２０１６）１５—００９８－０２
Ｔｈｅ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｃｏｍ ｍ ｏｎ Ｆａｕｌｔｓ ａｎｄ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆ Ａｉｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ