空分裝置污氮氣提純及預(yù)冷系統(tǒng)技術(shù)改造及效果

王金山

[摘要]介紹新疆哈密廣匯新能源60000Nm³/h空分裝置、預(yù)冷系統(tǒng)的基本情況，比較污氮氣提純裝置及預(yù)冷系統(tǒng)技術(shù)改造前后對空分裝置生產(chǎn)能力的提升情況，改造后的新疆哈密廣匯新能源60000Nm³/h空分裝置單套運行全廠氮氣緊缺的問題得到解決，避免了雙系列低負荷運行空分裝置能耗高，提高整個生產(chǎn)裝置的安全性及穩(wěn)定性。

[關(guān)鍵詞]空分裝置；技改新增污氮氣提純裝置；淡水預(yù)冷塔上水技改為一次水：技改：效果

一、新疆哈密廣匯新能源60000Nm³/h空分裝置設(shè)備配備簡述

新疆哈密廣匯新能源AB兩套空分裝置采用Linde KDON-60000/33000內(nèi)壓縮流程。汽輪機組為MAN機組，汽輪機為DK080/170R型，空壓機為RIKT125型，增壓機為RG50型，單套單臺ACD TC6000膨脹機，單套兩臺法國cryostar VP 3/305/7.5G-2.9-CB-WB C/0液氧泵：配備100m³液氧、液氮儲槽后備安保系統(tǒng)及四臺29.5m³/min單螺桿油氣混合壓縮儀表空壓機（三開一備），最大提供10000Nm³/h中壓氮氣及8910m³/h儀表空氣。

二、新疆哈密廣匯新能源60000Nm³/h空分裝置原設(shè)計流程簡述

空分系統(tǒng)采用預(yù)冷、分子篩純化流程：精餾塔采用雙級精餾塔，主冷凝蒸發(fā)器為上下塔連接的紐帶。下塔頂取出33000Nm³/h、0.46MPa、<10ppmO，的低壓氮氣供全廠使用；上塔底部主冷中取出75m³/h、>99，6%O₂液氧，通過液氧泵提壓至3.7MPa與高壓板式換熱器換熱氣化為60000Nm3/h氣氧供氣化爐使用：上塔頂取出211026Nm³/h、37KPa、<2.5%O₂污氮氣，其中53600Nm³/h供分子篩再生、157426Nm³/h供淡水預(yù)冷塔降溫做8-15℃冷凍水使用。

由于全廠低壓氮氣使用量大，單套空分無法滿足全廠化工生產(chǎn)系統(tǒng)安全、平穩(wěn)、高負荷運行的低壓氮氣要求：本廠地處新疆哈密地區(qū)，長年風(fēng)季，循環(huán)水質(zhì)差，造成氮水預(yù)冷塔頂部水分布器堵塞嚴重，氮水預(yù)冷塔液位無法維持，去空氣冷卻塔的冷凍水量嚴重不足，導(dǎo)致壓縮空氣進分子篩入口溫度超過設(shè)計值15℃，嚴重縮短分子篩的使用壽命及難以保證空分裝置的安穩(wěn)長滿優(yōu)運行。

三、新疆哈密廣匯新能源60000Nm³/h空分裝置污氮氣提純及預(yù)冷系統(tǒng)改造后流程簡述

將空分污氮換熱器出口去淡水預(yù)冷塔降溫的污氮氣取用20000Nm³/h，通過氮氣壓縮機加壓到0，7MPag后，先取走5000Nm³/h建立全廠污氮氣管網(wǎng)，供全廠氮氣純度要求不高的用戶使用，剩余15000Nm³/h污氮氣通過氮精制提純后，得到8000Nm³/h、0.5MPag、露點-70℃、>99.9%N2的純氮氣送入低壓氮氣管網(wǎng)供全廠使用。（氮氣壓縮機和制氮機通過當(dāng)前使用RS-View32軟件和通訊方式實現(xiàn)在中控遠程控制。）

由于污氮氣提純裝置使用20000Nm³/h污氮氣后，造成水冷塔污氮氣量不足，分子篩入口溫度難以保證，通過水冷塔上水技改為一次水來解決。由于本廠地處新疆哈密地區(qū)，離新疆天山支脈50多公里，一次水來源于天山雪水，水質(zhì)清澈，溫度較低12-18℃，通過管道泵加壓后進氮水預(yù)冷塔再次降溫至8-15℃，滿足分子篩吸附溫度，多余的污氮氣去污氮提純制純氮氣裝置，提高空分氮氣的產(chǎn)能。

四、技術(shù)改造后的效果

（一）目前兩套制氮機外送純氮氣量7000-8000Nm³/h，純度100-400ppmO，制氮機的負荷為90%左右，在保證純度的前提下，氮氣能夠穩(wěn)定的外送，氮壓機外送污氮氣管網(wǎng)流量7000Nm³/h（設(shè)計5000Nm³/h），超出設(shè)計140%，有效的緩解了裝置氮氣緊張的局面，提高的全廠裝置運行的安全，為裝置的高負荷運行提供保障。

（二）污氮氣提純氮氣裝置純氮氣及污氮氣外送后，全廠低壓氮氣管網(wǎng)的壓力比之前有很大的提高（由190KPa上升到330Kpa左右），避免空分1000m³和100m³液氮儲槽提供氮氣并入低壓氮氣管網(wǎng)，滿足了全廠低壓氮氣的用量，確保全廠化工系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高負荷運行。

（三）1000m³和100m³液氮儲槽、100m³液氧儲槽處于高液位，同時實現(xiàn)液氧、液氮外賣。

（四）氮精制污氮氣、純氮氣外送后，1000m³和100m³液氮儲槽并入低壓氮氣管網(wǎng)的氣量減少或停送，液氮、液氧儲槽呈上升趨勢。2016年全年空分單系列氧負荷60000-64000Nm³/h，同時實現(xiàn)液氧外售2559.38t，液氮外售19.98t。

五、結(jié)論

通過污氮氣提純及預(yù)冷系統(tǒng)技術(shù)改造，使單套空分裝置的操作空間及可調(diào)范圍增大，解決了全廠低壓氮氣使用量緊缺的問題：實現(xiàn)了單套空分裝置增產(chǎn)氮氣、節(jié)能降耗的目的，確保全廠化工生產(chǎn)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、長周期、高負荷運行的技術(shù)效果。endprint