安徽晋煤中能化工股份有限公司 236400
摘要：安徽晋煤中能化工股份有限公司合成氨装置于2011年投产运行，运行多年来，分子筛单元出现过再生泄压不到位、出口露点偏高、收集器损坏等故障，因此，总结了分子筛运行中常见的故障及处理措施。
关键词：分子筛；泄压;露点；泄漏分子筛工艺
安徽晋煤中能化工股份有限公司二期合成氨装置（20万吨/年）中液氮洗采用杭州中泰工艺技术。其工艺原理为物理吸收过程。原料气体中含有的杂质CO、CH4、Ar等在低温下被吸收到溶剂液氮中，且此吸收过程中因温度变化甚微而近似于等温吸收过程。由于液氮洗工序不仅是要脱除净化气中的“非氢组份”并且还要为氨合成工序配置正确的氢、氮气的化学配比，而经液氮洗涤后的净化气体中氮的含量并不能满足合成气氮、氢比的要求，故在液氮洗涤后、还须再经粗配氮和精配氮把氮气配入净化后的原料气中。
由于选择的吸收剂为液氮，且在加压和低温下才可使氮气液化，同时加压和低温下还可提高气体的溶解度，故选择本液氮洗在2.8MPaG、-188℃的条件下操作。液氮洗涤后的气相，经复热和配氮，以氢、氮配比为3:1的合成气送往压缩、合成工序；被液氮洗下的CO、CH4等，经减压、复热后送至燃料气系统。
由于液氮洗工序是在低温状态下操作，原料气中的微量CO2和CH3OH会在低温下冻结而堵塞冷箱内的板翅式换热器的通道。因此，在原料气进入冷箱之前，必须在分子筛吸附器中将其中的微量CO2和CH3OH脱除。液氮洗工艺的控制由两部分组成，一部分为分子筛吸附器系统的控制，另一部分为冷箱及外围设备的控制。分子筛吸附器系统为全自动程序控制，吸附周期为24小时，再生气由空分来的氮气完成，再生热量由中压蒸汽提供，再生后氮气进入低温甲醇洗作为部分气提氮气。
分子筛内装13X分子筛吸附器剂，上、下部装有氧化铝球，设备顶部有出口收集器，防止氧化铝球泄漏。
2分子筛常见故障及处理
2.1切换时工艺气温度波动大
分子筛再生温度由-54℃预热到10℃后再加热再生至196℃合格后。由氮气进行降温，之后由工艺气充压、冷却，切换。程序设计冷却时间336min，可将分子筛降温至10℃（温度测点在进口管道），此时分子筛内还蓄存较多的热量（相对于-54℃工艺气），若此时进行并行切换，冷箱入口工艺气温度如果上涨至-48℃时，造成冷箱联锁停车。在分子筛程序运行到并行时，程序自控调节阀门利用工艺气给分子筛继续降温，将分子筛内多余的热量逐步带出，减少切换时工艺气波动过大。
2.2充压速率偏快
分子筛程序运行到充压步骤时，工艺气通过进口大阀的旁路，由程序控制一定的比率给再生好的分子筛充压，前半程充压速率慢，后半程充压速率快。充压时会使新鲜气量减少，尤其充压阶段后半程时会引起合成气压缩机进口气量波动。针对该现象，在充压阶段进行到一半时，停程序手动调节待压力均平后，再投用程序，避免压缩机进口气量波动造成压缩机转速波动，甚至造成压缩机喘振。
2.3再生前泄压不到位
2.31泄压时相关需要隔离的阀门内漏
（1）分子筛系统的再生隔离主要依靠4个电动、4个气动的轨道球阀，当其中任一阀门有泄漏，均会造成分子筛再生前泄压不到位，泄漏严重时会导致分子筛再生不彻底，进而影响吸收效果。
（2）4个电动轨道球阀在运行过程中，均相继出现过阀位0点漂移，阀门未关闭完全而导致内漏。该现象较容易处理，重新设定好阀位口点即可。
（3）4个气动駆动的轨道球阀，其中均出现过内漏，导致分子筛再生前泄压不到位，漏量继续増大，使再生温度的难以达到196℃，严重影响再生效果。后利用分子筛切换过程，在线对该阀门执行机构进行检修。发现阀门内漏原因为轨道导销暦损严重，更换导销后阀门内漏现象消除。
2.4出口露点偏高
出口露点偏高除因进口氮气露点不合格导致分子筛床层穿透外，工业上遇到的主要是分子筛再生不彻底。具体可分为再生温度不够，再生气量不足，再生气带水。二期装置再生加热器热源为220℃中压蒸汽，运行中多次因加热器管板泄漏，再生气带水，再生效果不好，继而导致工艺气穿透分子筛床层后，有液态水进入冷箱冻堵造成冷箱压差升高，最后装置被迫停车，进行冷箱复热。在装置大修期间对加热器进行查漏堵漏。
2.5顶部集气器堵塞
堵塞原因主要是分子筛周期性的再生冷热交替，应力反复改变导致。利用检修期间打开分子筛人口，发现顶部集气器几乎被瓷球堵塞。卸出内部分子筛和瓷球，顶部集气器用钢丝网包好。防止再次堵塞顶部集气器。
3结语
分子筛是合成氨装置深冷净化工艺中的关键设备，其运行工况直接关系到整个装置的安全稳定。二期装置因分子筛故障，先后更换过2炉分子筛（未到设计使用寿命），被迫停车2次，直接经济损失数百万元。因此做好分子筛系统的维护保养工作，对合成氨装置的稳定经济运行至关重要。
参考文献
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[2]液氮洗分子筛程控阀损坏原因分析及处理措施.化工设计通讯.罗云飞.(2019).
[3]液氮洗分子筛装置运行中的问题与解决[J].杨豹,2019,
[4]液氮洗装置的优化与改进.柳兆忠.2014，37(003)
作者简介
刘朋标，男，1995年2月16号，大专学历，技术员，从事一线化工生产工作。