空分分子筛运行分析及保护措施

空分分子筛运行分析及保护措施

马鹏利

宁夏煤业集团烯烃一分公司空分空分车间 宁夏 银川 750000

摘要：环氧化合物是一种重要的有机中间体，广泛应用于石油化工、化工防腐、电器、有机合成、航天航空等领域。分子筛吸附器是空分装置中纯化系统最关键的设备，经透平压缩机压缩后的空气进入空气冷却塔，被冷却至15℃左右后进入分子筛吸附器内，空气中所含有的水、乙炔、二氧化碳等杂质相继被吸附清除，从而保证后续系统的正常运行。本文主要对空分分子筛运行分析及保护措施作论述，详情如下。

关键词：空分分子筛；运行分析；保护措施

引言

用于空气分离的装置有多种，它们所使用的技术方法也不尽相同。在实际生产中，要根据生产的目的选择相应的空分装置。分子筛吸附器按照结构形式有立式和卧式两种之分，内部均填充分子筛和氧化铝用于吸附再生。其中卧式分子筛吸附器占地面积大，气量分布不均匀，时间久了床层容易发生下沉，易受到冲击造成床层损坏。

1空分装置的构成

深冷法空分装置包括预冷和纯化、压缩机组、精馏、制冷和换热和其他相关单元。（1）该部分主要是用于空气的压缩、增压空气压缩，拥有自洁式空气过滤器、空压机、汽轮机、仪表压缩机、增压机等。为装置提供带压的原料气使用的是原料空气压缩机，为装置提供膨胀以及液氧气化的气源使用的是增压空气压缩机。（2）预冷和纯化系统：该部分的主要设备为冷却水泵、空冷塔、分子筛纯化器、水冷塔等。其主要是把压缩空气进行初步的冷却，并在此过程中将空气中的二氧化碳、水分等杂质去除。（3）制冷换热系统：该部分是利用膨胀机制冷。在膨胀机中，气体等熵膨胀制取冷量，可用于精馏从而将不同的气体分离开来。（4）精馏系统：因为不同的气体具有不同的沸点，经过在精馏塔的上部、下部多次的热交换环节，即一部分气体发生蒸发，一部分气体发生冷凝，从而完成精馏过程，最终实现氮与氧的分离。

2空分分子筛运行分析及保护措施

2.1在保证后工段需要的情况下，按需控制空分装置负荷

在保证后工段需要的情况下，按需控制空分装置负荷,分子筛底部疏水器定期检查，保证疏水畅通;上游预冷系统保证洗涤降温正常，控制预冷塔液位正常，保证气体不带水。

2.2分子筛吸附器底部床层在线堵漏应用

1）以往的分子筛吸附器内部检修，均在装置停车时才可作业，此次在两台分子筛吸附器切换过程中作业，属于装置在线作业，实现了分子筛吸附器不停车内部检修，是分子筛床层在线消漏的一种探索与应用，同时此维修保证了分子筛吸附器的正常运行，无损吸附器的运行效果，不影响分子筛及整套空分装置的整体运行。2）此次探索对分子筛吸附器在线检修理论进行了实践与验证，积累了一定的先进经验，并创新出了分子筛吸附器在线堵漏和床层在线堵漏的方法、方式，为其他装置内的分子筛吸附器及其他同种类型的吸附器检修积累了宝贵的经验。此次在线堵漏的实践，同时亦是在线装填分子筛、在线平整分子筛床层的实践。3）此次利用对分子筛吸附器自动化控制程序进行人为的控制，通过调整分子筛吸附器的程序运行时间，实现了短暂时间内对分子筛吸附器进行内部检查、检修，并通过调整程序时间，实现对分子筛内部的特殊再生。4）分子筛吸附器内部为无油状态，此次堵漏尝试了不同的密封胶及新型材料，验证了中性硅酮结构密封胶、耐高温原子灰配固化剂等密封胶在分子筛内无油状态下的使用效果。5）此次对床层进行在线堵漏所采取的方式在以往的分子筛吸附器检修过程中从未采用过，探索出了新型的分子筛床层堵漏方式。6）此在线堵漏方式适用于床层相对完好、破坏率较低、漏点泄漏部位较小的床层，不适用床层受到冲击或损坏严重、泄漏部位较大的床层。

2.3Cu/ZSM-5分子筛催化剂SCR催化

柴油发动机在农业机械、铁路车辆等通用机械领域的应用范围较广，SCR技术被广泛应用于尾气净化处理环节，对于NOx等污染物的净化效率较高，但由于柴油尾气成分较为复杂，且易受温度等因素干扰，对于新型高效SCR催化剂材料的研发与性能优化提出现实需求。通过分析不同Cu含量分子筛催化剂低温活性、高温选择性的特征可知，当Cu浓度为3.48%时可使催化剂的低温活性达到最佳状态，当Cu浓度超过6.40后催化剂的高温选择性开始劣化，由此确定Cu质量分数的最佳分布范围，即可实现SCR催化性能最优化。

2.4综合管理

空分装置的安全运行也离不开各项综合管理的持续开展钢石空分装置现场推行5S管理，杜绝现场“低老坏”“跑冒滴漏”现象。设备（含特种设备）管理按照中国石化炼化企业设备管理等文件和制度要求进行管理。关键机组设置有专门的检修维护策略。同时建立设备缺陷台账，定期开展缺陷风险评估。现场管理方面设置了电子巡检制度，引入MES生产执行系统和工艺管理平台，做好设备维护和保养，动设备盘车、机泵试运、阀门调校、分析仪表校表等工作制定好周期性要求并执行。设置MOC变更系统，加强各类变更管理，定期组织变更项目回顾。定期培训组织员工学习系统内外空分装置的故障案例，做到举一反三，定期开展空分装置应急预案演练，提升一线班组的综合应急能力。组织召开月度经济分析会，结合中国石化空分装置考评，定期开展技术经济指标分析，与优秀企业对标。

2.5稀有气体精制冷箱防爆墙

稀有气体精制冷箱防爆墙同步建设了产品纯度为6N的氪、氙精制装置，采用高温焙烧去除碳氢化合物以及氮氧化物、多塔精馏去除杂质和特种吸附剂低温吸附除氡等技术，具有回收率高的特点，但此氪、氙精制装置易发生稀有气体泄漏，造成安全生产事故，设计人员因此研发了氪、氙冷箱防爆墙。稀有气体精制冷箱防爆墙。（1）稀有气体精制冷箱防爆墙为200mm厚，与稀有气体精制冷箱等高，顶部为开敞的混凝土实心墙，内设检修防爆灯、事故防爆通风机和撞击传感器等设施，在与稀有气体精制连接的过桥上增设快速切断阀。（2）当稀有气体精制冷箱管路发生爆炸时，其产生的管道碎片被防爆墙阻挡，避免管道碎片对分馏塔主塔和主换热器破坏。防爆墙上传感器接到撞击信号后，通过分散控制系统（DCS）关闭快速切断阀，打开事故通风机，将泄漏的稀有气体排空，避免发生安全事故。

结语

总而言之，空分装置是气头或煤头合成氨装置、甲醇装置或煤化工装置等的龙头，必须进行安全分析，并采取保护措施保证其安全、稳定、优质运行，尤其是对分子筛的保护须做好做到位。安全生产要贯穿于整个生产过程，除了采取技术措施进行改进，安全意识教育活动也要跟上，使得工作人员时刻绷紧安全意识这根弦，保障人身安全、企业财产安全。

参考文献

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