消除氩固化提高氩产量[1]

文章编譬：１００９．９４２５（２∞５）Ｏｌ一∞５ｌ—０３

消除氩固化提高氩产量

林庆山

（液化空气天津有限公司，天津市大港区３００２７０）

摘要：通过调整精氩塔的工艺参数，彻底解决了精氟塔的氲鼹化问题，稳定了剞氖系统酶运行工况，提高了鼠产量。

荚键词：空分设备；制氲系统；氯霉化；处理

巾图分类号：ＴＱｌｌ６．４３文献标识码：Ｂ

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ｌ捌氯系统简介

液化空气天津有限公司的一套２∞￡朋空分设备，由日本液空公司制造。由于公司备有制氢设备，两旦空分设备的粗氯塔为赡板结构，所以制氩系统采用的还是加氢除氧制氩工艺。

２００ｔ／ｄ空分设备的制氩工艺流程如图１所示。将粗氩塔感寒的粗氯气复热磊，通逯活塞式氨压枧（Ｃ７０）压缩到Ｏ．３５ＭＰａ（表压，下同），然后加入过量的氢气，在反应器（啊１）内钯触媒的催化下，氯气与翟懿中的氧气进行亿学反应，生成水；气流通过空气冷却器、循环水冷却器及氟利昂冷冻机冷却后，再经过铝胶塔（盯８Ａ／Ｂ）的吸附，除去其中反应生成豹东分后褥到工艺氨气。

工艺氨气进冷箱，与精氩塔出来的液体氩进行热交换，给精氩塔的精馏提供上升气流及热量。冷却怎的工艺氨被节流怎，进入翡氩塔参与精灌过程，其中的氮及过量氯通过精馏分离后从塔顶部排人大气，大部分的氩气在冷凝器（Ｅ７６）内被空分下塔过来的污液氮冷凝成液体，作为圃流液参与精穗过稷后，进入集液器（嚣６６）与工艺氩迸幸ｉ『热交换，然后通过静压差的作用进入液氩贮槽。Ｅ７６为管壳式换热器，钢管内流过的是工艺氲气。正常王况下，污液氮的液位设为１１００ｍｍ，精氩塔Ｋ５６底部的压力为０．０６３ＭＰａ，ＰＩＣ．Ｅ７６７为Ｏ．０３３ＭＰａ。

２故障现象

本制氩装置自１９９７年投产以来，我们根据日本液空的操作手册对精氮塔的各个参数进行设置，疆ｃ．翳６８设为Ｇ。沩５麓魄。但实际运行时，经常焉现精氲塔上下部压差增大的现象，上部放空阀门的开度不断减小，污液氮的蒸发量逐渐减少，导致液氢的产量减少。最惹只畿对整个精巍塔遂行大热温，然后重新投运制氩系统，才能恢复正常运转。

这种情况每年都要发生很多次，最严重时每月要密瑰两次，两整个过程每次都要耗时８～１０ｂ。而且Ｅ１１于ＰＩＣ．Ｅ７６８又设在Ｏ．０６５ＭＰａ左右，在投运过程中，又经常发生同样的现象。最后导致每年的

收稿日期：２００４一∞．２ｌ

作者简介：林庆山（１９７２一），男，助工，浙江大学制冷与低温工程系毕业，现在液化空气天津有限公司从事生产管联王传。

深冷技术２００５年第１期Ｃ哆ｏｇｅｎｉｃＴｅｃｌｌｎｏＩｏｇｙ№１２００５’５Ｊ・

故障处理林庆山：消除氩豳化提高瓶产量

圈１２００Ｆｄ空分设备制氩工鬯流程筒圈

ｃ７０～活塞式氯藤税卵ｌ～锩歉媒反应器孵８Ａ，转一错胶塔嚣７６一冷凝器Ｅ６６一寨液器Ｋ５６一精蟹塔

氯产量均不能达到设计能力。

３原因分析

通过多次对制氩系统的各个设备、管道及部件进行汲真缨致的分析，并进行了狸应的王艺调整，我们判断这种现象应该是由氩在换热器部位由于过冷而发生网化引起的。随着固化的加重，粘胶状的镰在挨热管表露不酝堆积，而圈态氢形成懿貘的换热系数远低于铜管壁，导致冷凝器内的换热能力下降；而且由于管内的流通面积减少，在塔内压力不甑上势麴两瓣，塔顶郝豹压力不瞬下降。露虫子流阻的增加，导致氩气与铜管的接触时间延长，更多的氩在铜管表面凝固，形成恶性循环。

是侍么强困造成氩在换热器部位翡滋度过低？这可以从氯、氮的饱和蒸气压与温度的对应关系开始分析。

氩、氮的饱和蒸气歪与瀑度的对应关系觅表ｌ和表２。氩的三相点为８３．７８Ｋ。

表１氮豹饱釉蒸气压与漯度的对应裘

｜温度／Ｋ８ｌ８２８３８４压力／ＭｐａＯ．０５２５０．０６９４０．０８７７Ｏ．１０７４

裘２箍的饱釉蒸气压与澈度的对应袭

ｆ温度／Ｋ８７．２９８８８９９０９ｌ压力／ｌＩｌ如０Ｏ。∞９ｌＯ．０２０９Ｏ。０３３７Ｏ。氍７４

从表１、表２我们可以看出，在正常情况下，Ｅ？６内液氮的温度均比氩的液化湛度低，考虑到换热器铜管壁内外有２～３℃的温差，即使ＰＩＣ＋Ｅ７６８的设定馕高到０。１０碓麓Ｐ８，也簏满题正常生产的溢度要求。

藤当制氩系统刚开始投运时，进入Ｋ５６的氢气流登较小，通过骄６时的流速较低，两盈Ｅ７６内的换热面积没有减少，换热效果较好，氩可以被冷却到较低的温度。如果此时ＰＩｃ．Ｅ７６８的设定德较低，就可能弓ｌ怒氩被冷却到三糯点，雨导致氯霹化，附着在换热管的表面，最终导致故障的发生。

经过以上分析，我们有针对性地在投Ｋ５６时先牟孥ｐｌＣ．Ｅ７６８的筐设定为Ｏ．０８０ＭＰａ左右，再警人氩气，这样，即使ＬＩＣ．Ｅ７６０提升得较快也能一次顺利投运成功。然后在正常运行时，将压力的设定值下降到０．０７５髓ｐａ，就可以保证系统正常运行。

采用这种方法运行了一段时间，效果不错，液氩的产量从２∞１年的１４４０ｔ上升到２００２年的１５５０ｔ。但在２∞３年底，又发生了类似的故障。

２００３年１２月１１日精氲塔又发生压差突然上升、产量下降等与以往类似的现象。我们又用原来的方法进行热热及投运，当ｕＣ．Ｅ７∞液位在４００ｍｍ以下时，～切正常。但如果继续提升液位或稍微降低ＰＩＣ。Ｅ７６８的设定，马上又溺到故障状态。制氩系统只能维持在较低的产量下运行，产量从原来的４．８ｔ／ｄ下降到４．１ｔ／ｄ。

经过分析和尝试，我们发现根本原因还是圆到饱和蒸气压与温度的关系上。由予从２００３年开始，氩压机的状态不是特别稳定，导致进精氩塔工艺氲气的援力经常发生波动，薅且在霹８Ａ擂切换时也

’５２‘ＣｒｙｏｇｅｎｉｃＴｅｃｈｎｏＩｏｇｙ№１２００５深冷技术２００５年第１期