一起空分启动中主冷总碳超标事件

一起空分启动中主冷总碳超标

石成军蒋小林

马钢气体销售分公司氧一分厂

2016-8-26

摘要：通过一次因空分长期停车后，冷启动过程中出现的总碳超标事件的处理，总结了该类事件应对的方法以及如何避免发生同类事件。

关键词：总碳超标降膜式主冷冷启动长期停车乙炔

一、流程介绍

马钢四万制氧机2004年投产，林德全进口，采用分子筛吸附，氧、氩内压缩，全精馏提氩，生产氧、氮、氩、氪氙，氖氦等产品的全提取空分装置。主冷采用双层设计，上部为降膜式主冷，下部为浴式主冷。上塔是填料塔，下塔为筛板塔。正是主冷的结构特性，使得空分装置的主冷安全有了特殊性。图1是主塔部分，展示了主冷特点及主要流程特性。

图1 空分部分流程

二、事件经过：

2014年6月10日，在装置停车检修10天后，重新启动空分系统。21:30 空分送气完成后，投运主冷总碳分析仪AI3211，初始值是22.4ppmCH。由于停车时间过长，送完气后，主冷没有液位，开始处于积液操作阶段。总碳分析仪的数据随积液的进行缓慢上升，到2:19达到48.3ppmCH，然后开始快速上升，到3:00

达到97.2ppmCH（图2），并因超量程显示开路。当仪控人员赶到现场后，通过更换总碳分析仪的燃烧氢气及替换备用总碳分析仪，确定非分析仪故障而产生的误报，又使用‘标准气’标定该分析仪，确认表记准确。通过调整分析仪AI3211l 量程后，最高数值出现在5:50，达146ppm，并在这个范围持续波动。到早上8:00，主冷液位积到约80%(图3)，总碳才开始下降，其中持续在100ppmCH以上达到5小时。到上午10:00，总碳AI3211逐渐降到25ppm，基本合格，达到安全状态。

图2 主冷碳氢含量趋势（红线）

图3 主冷液位变化趋势（红线）

三、原因分析：

空分系统带液停车时间过长（停约10天），造成主冷液面逐渐下降，形成干

蒸，造成碳氢化合物的积聚。当启动空分后，由于主冷无液位，需要积液，这段时间较长，主冷的总碳浓度得不到稀释，远超安全值<20ppm。而总碳超标后，因为装置在启动过程，液体量不足，无法有效的增加主冷液体循环量，但主冷蒸发量却很大，残夜中总碳就有个快速上升的过程。

四、解决方法：

1. 为了缓解这种状况，控制总碳的含量，采取提前启动氩循环泵P4565A,P4566A,利用粗氩一、二塔有限的液体洗刷主冷，尤其上部的膜式主冷，增加主冷的液体供给量，以达到稀释主冷总碳含量的目的。

2. 在主冷液位达到71%左右后，及时预冷液氧泵，增加主冷液体的循环。在液氧泵预冷完成后，及时启动液氧泵，增加液氧的抽取量，增加装置的液体循环量，加速主冷的稀释，洗刷主冷。虽然较高的碳氢含量给液氧泵启动带来一定风险，但液氧泵启动后，使高压空气大量液化进入下塔，大幅增加了主冷液体的循环，更有利于总碳的稀释。

3. 保持较低下塔液位及粗氩塔液位，通过节流阀，较多的转移下塔液体到上塔，增加主冷液体的供给，加速稀释主冷。

4. 及时对液空，液氧做乙炔的定性化验，以确认总碳中的乙炔含量。实际上总碳中正常危险组份是乙炔，化验结果显示无乙炔。这样就给生产赢得时间，可以通过工艺的方法稀释主冷，达到降低总碳的目的。

五、效果评价：

通过以上的措施，最终约12个小时后，主冷总碳含量进入安全区间。

六、总结：

1. 空分长期停车，尤其四万使用降膜式主冷，碳氢的积聚问题应该引起重视，制定合理标准，当停车天数达到一定，主冷液位减低到安全液位，应该强制排液，保障主冷的安全。启动后，主冷最初积累的液体应该进行排放，降低主冷风险。

2. 增加分析手段，能够分析总碳中具体组份的含量，尤其像乙炔的含量，只要它不超标，空分可以不停车，只需采取措施，在一定时间内降低总碳含量就是安全的。但在生产允许的情况下，总碳超标时，尽量实施空分大加热，消除隐患。

3. 在采用稀释的工艺操作后，如果能有效减低总碳含量，就说明风险是可控的。启动操作中以主冷安全为首要目标，不能不顾安全而追求产品恢复的速度。