安徽晋煤中能化工股份有限公司 安徽阜阳 236400
摘要：分子筛的主要结构是立方晶格的硅铝酸盐化合物。这种分子筛在生产的过程中具有均匀的微孔结构，而且这些孔穴在直径大小方面非常均匀，这些孔穴可以将小于其直径的分子进行吸附，使这些分子到达孔腔的内部，这样就能够吸附相关的分子，与此同时，可以对极性分子和不饱和分子进行优先吸附，在应用的过程中具有非常重要的意义，本文重点介绍了空分系统分子筛吸附器的特点；分析其带水时的危害及事故原因；提出了相应的处理和预防措施，以供参考。
关键词：空分分子筛；活化；带水；预防处理
1工艺流程简述
2008年安徽晋煤中能化工股份有限公司一期航天炉顺利开车成功，其一期空分KDON20000/24000装置正式也投入使用，2012年二期空分KDON(Ar)18500/51500(500)装置正式运行，空分装置的主要工艺流程就是把空气通过空压机组进行加压之后，到预冷系统进行洗涤、降温后，进去纯化系统吸附器主要设计为立式单层结构，用于将乙炔、水、二氧化碳等杂质去除，接着通过透平膨胀机的能量液化空气，再进行精馏，最后获得高纯度氮气和氧气供给航天炉装置，并副产液氧、液氮、液氩进贮存装置。
分子筛纯化系统的主要作用是将空气中的水份、CO2、烷烃等有害杂质吸附脱除，保证空分装置系统的安全稳定运行，延长设备运转周期。安徽晋煤中能化工空分分子筛吸附剂的型号为13X—APG,其特点如下：
(1)能选择性吸附空气中H20、CO2和CH等杂质。分子筛在吸附水份的同时，也吸附C2H2、CO2等其他气体，吸附顺序一般是H>C2H2>C02。
(2)干燥程度高,使用分子筛吸附剂可以获得露点达-60℃度的干燥空气 。
(3)具有很强的稳定性，在温度高达300℃时，分子筛仍具有不熔的热稳定性，除了酸与强碱外，对有机溶剂有很强的抵抗力。
(4)有简单的加热可再生性能。我公司用1.3MP蒸汽进行再生，温度为大约180℃左右，温度愈高，再生愈完善。
1.1分子筛带水的危害性
空分设备安全操作的重点是预冷和纯化系统，分子筛吸附器是纯化系统的重要设备。如果发生带水事故，带水事故较轻时可造成冷箱解冻复热困难，生产时间长；带水事故严重时，高、低压换热器精馏塔被CO2和水冻结堵塞，相关管道会被冻裂损坏，需要花费大量的人力和物力重新检查维修。
1.2分子筛带水原因分析
经过近十年对纯化系统控制和总结，发生分子筛吸附器带水的主要原因大致有以下几个方面：
(1)空分停车状态下，空冷塔有压且回水调节阀关闭不严或循环水系统的阀门泄漏，造成循环水直接漏入空冷塔。而空冷塔又未能及时打开紧急排水阀，或是由于短期停车，对空冷塔没有排水，造成循环水自回水管倒流，直接进去纯化单元，最终导致分子筛带水 。
(2)空冷塔液面计指示失灵。原因可能有三：一是仪表显示误差大；二是取样管被杂质或局部结垢堵塞；三是冬季气温低，取样管内结冰冻死，造成假信号，导致空冷塔回水调节阀关闭，实际液位过高，引起分子塞带水。
(3)空冷塔设计不合理，气液分离空间过小。生产中当空压机空气流量偏大或瞬间压力突变时，如冷箱导气开HV4216阀(正流空气进下塔)或开车时用空气作再生气开HV4231阀(空气做再生气手动阀)开度过快，分子筛充压不彻底就切换，将造成空冷塔出口空气压力突降，空塔速度超过允许值。
(4)循环水水质差。菌类、藻类等悬浮杂质堵塞空冷塔进水分配器，造成分配器水位过高，上升空气带水冲过丝网除沫器，空气带水进入分子筛。
(5)杀菌除藻的水质处理药剂添加量太多或药剂加错。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆造成空冷塔填料层及分配器上积累大量泡沫，空气出空冷塔后气液夹带，空气带水进入分子筛。
(6)预冷系统水冷塔液位过高，造成循环水进入污氮或氮气管线，直接进入分子筛吸附器。
(7)蒸气加热器有泄漏，造成再生气带水 。
(8)空冷塔冷却效果差，空气出空冷塔温度高，造成分子筛吸附值下降，吸附有效时间缩短，CO2、H2O等杂质被带到冷箱内。
1.3预防措施
(1)停车时及时将空冷塔水排净。关闭进出空冷塔上水管的所有阀门，并打开排放阀。
(2)严格控制空冷塔液位40%左右，为保证DCS液位显示的准确性，我们二期空分空冷塔有三个远传液位计，总控室要设置液位高限报警信号；现场液位计应选用翻板液位计，操作工要认真及时巡检，并与主控室上显示液位对照；冬季环境温度低时，应采用蒸汽伴热的形式，现场液位计排污微开常排。
(3)空冷塔在设计时要留有一定的余量，塔顶要有足够的气液分离管，并设空冷塔阻力计和压差、分配器液位高位报警装置。
(4)在进行冷箱导气时，在操作冷箱导气HV4216阀、V4231阀时，速度一定要缓慢。分子筛切换均压后压差不能太高，也不得随意更改联锁。另外,应定期检查联锁是否正常。
(5)加强对循环水质的排水置换反洗，并经常定期清洗冷却、冷冻水泵泵前过滤器，但禁止将过滤器丝网取消或将丝网目数增加。
(6)蒸汽加热器采用列管双管板式，并设有蒸汽加热器出口污氮气露点在线分析（控制水分析小于5ppm），在DCS上设报警和联锁。双管板之间的排放阀设置自动溢流管，当液位超过设计值时自动排水 。
(7)正常工作中，要勤检查空冷塔出口分离器排污阀或空气进分子筛阀前吹除阀的工作状态，观察是否有游离水；随时监控分子筛吸附剂出口CO2分析及变化曲线，及时判断分子筛是否带水。
(8)保证空冷塔的冷却效果，控制好空冷塔的水温和水量，使出塔空气温度控制在1O℃。
2分子筛带水事故简述
2.1分子筛带水事故的处理
一期空分2013年8月，一期空分装置循环水补部分县污水厂中水，由于循环水池池底泥沙较多，循环水在补中水时，将池底内的泥沙冲刷起来，循环水浊度高，泥沙将空冷塔顶部分布器堵塞，冷冻水及冷却水分布器堵塞后导致冷冻、冷却水分布不均匀，气体偏流导致空冷塔带水，同时空冷塔出口温度与冷冻水温差增大，空冷塔出口温度偏高，对分子筛进口排污处进行查看发现其中有水排出，在发现问题之后，组织人员对空分装置进行停车处理，并对分子筛进行活化再生操作，使之工况恢复正常。
2.2本次事故原因分析
1)直接原因在本次循环水补用中水的过程中由于补入中水量过大把循环水池底部泥沙冲刷起来，导致空冷塔分布器堵塞气体偏流造成分子筛带水。
2)间接原因在管理的过程中，相关空分装置的人员没有有效的评估运行过程中出现的风险，导致大量中水补入循环水池将池底泥沙冲起来，
3)在管理的过程中，相关空分装置的人员没有有效的评估运行过程中出现的风险，导致大量中水补入循环水池将池底泥沙冲起来，
4)循环水日常管理不到位，循环水池内的泥沙应定期清理。
2.3 事故防范和整改措施
1)空分装置循环水补加中水的过程中，应缓慢增加中水投加量，中水补水管不能直插在循环水池，应用喷头喷洒入循环水，减少冲刷。
2)定期将循环水池进行清理，对循环水过滤器进行定期反洗，保证循环水池内干净，控制好循环水浊度，对于出现的这种情况一定要对空分装置在循环水补加中水过程中的应急方案进行完善并且积极加强演练，让操作人员的操作规范性和应急处理能力尽快提升。
结语：影响分子塞运行原因是多方面，我们在正常操作中，要分清主次，做到提前预防和控制，特别预冷系统的操作要认真，循环水水质管理，周围空气的质量，都有可能造成空分装置不安全运行的原因，以安全为前提出现隐患要有效及时的解除，可以确保分子筛在使用过程中的安全性，防止在使用的过程中由于失误而产生较大的经济损失，可以保证全厂在生产的过程中高负荷运行。
论文作者:鲁颂峰,孙新礼
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/8/30
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