氩馏份变化原因分析及氮塞预防

高晓宁

随着制氧机副产品液氩销售的红火和全精馏无氢制氩工艺流程的采用，氩气提取在各制氧厂越来越受到重视，产量也越来越高。我厂氩气销售每年创造的经济效益十分可观，制氩流程各不相同，包括切换式加氢除氧制氩、切换式全精馏无氢制氩、分子筛加氢除氧制氩，以及即将投产的2#14000制氧机分子筛全精馏无氢制氩。氩气生产的正常和稳定，对我厂生产和经营具有重要意义。

氮塞是造成制氩系统恶化的一个主要原因。氮塞的形成是因为氩馏份中含氮量过高，粗氩冷凝器的温差缩小，甚至为零，这样粗氩冷凝量减少或不冷凝，粗氩塔停止工作，造成氩馏份抽出量减少，上升气流量、流速降低造成塔板上或填料内的液体漏下，大量的粗液氩（无氢制氩包括粗氩Ⅱ塔的液体）回到主塔，破坏主塔精馏工况，主冷液位迅速上涨，氧纯度急剧下降，所造成的直接和间接损失都很大。氩在上塔的分布不是固定不变的，工况稍有变动，氧、氮浓度发生变化时，氩在塔内的分布也相应发生变化，由于氩馏份的抽口位置固定不变，因此抽口附近的组份也将发生变化。造成氩馏份组份发生变化的原因，不同的流程和装置有不同的特点，归纳起来有以下几种。

一  多数流程的特点

⒈ 氧产量的变化对氩馏份的影响较大，氧纯度变化0.1%，氩馏份中含氧就要变化0.8%–1%，氩馏份中含氩、氮量随氧纯度降低而提高。氮产量的变化对氩馏份也有一定的影响，程度相对较小，降低氮产量，氩馏份中含氮稍有提高。

⒉ 增、减膨胀量，氧纯度随着降低、升高，氩馏份中的含氮、氩量也随着升高、降低。

⒊ 去上塔液空节流阀自动调节不稳定，波动较大时，氩馏份也将随之波动，阀门开度大时，氩馏份中氩、氮含量升高，反之，氩馏份中氩、氮含量则降低。

⒋ 去粗氩塔冷凝器液空节流阀自动调节不稳定，波动较大时，也将影响氩馏份。该阀关小时，去上塔液空节流阀则开打，氩馏份中氩、氮含量升高；该阀开大时，则相反。

二 对分子筛流程来说，分子筛切换前均压时，因进装置空气量减少，而氧产量不变时，氩馏份中氩、氮浓度上升。

三 带液氧喷射而氧气流量孔板在液氧喷射蒸发器后的流程，当氧产量投入自动，而液氧喷射量处于变化时，主冷氧气提取量因液氧蒸发量不定而无法确定，造成氩馏份含氩、氮量不好控制。

四 对带液空吸附器流程来说，倒换前予冷时，氩馏份中氩、氮浓度降低；并联及回收液空（即待加温吸附器不排液，出口阀关闭，进口阀打开，容器顶部压力因液体汽化而升高，这样使底部液空进入进口总管，达到回收液空的目的，一般在冷量紧张时采用）时，氩馏份中氩、氮含量随之升高。

五 对全精馏无氢制氩流程来说，通过液氩泵去粗氩Ⅰ塔的液体量波动大，也会影响氩馏份。液体量增大时，氩馏份中氩、氮浓度将增大；反之，则减小。

六 大量排放液体时采用空压机机后压缩空气作蒸发喷射气体，排液时，因进装置空气量减少，氩馏份中氩、氮含量随之上升。

综合上述分析，为防止氩馏份中氩、氮含量过高，造成氮塞，操作调整时要注意以下几点

⒈ 控制氩馏份中含氩量在8%–10%（根据设备特点、操作经验，可做适当调整），不易过高，避免调整余地太小。

⒉ 要经常观察氩馏份变化趋势，若上升急剧，应赶快采取措施，降低氩馏份中氩、氮含量，避免氮塞，并查找原因吸取经验教训。

⒊ 制冷量不足增加膨胀量时，应先降低氧产量，提高氧纯度，再缓慢增加膨胀量。

⒋ 液氧喷射量要小，控制在设计范围内，阀门开度应为定值。主冷液位高时，应往氧槽内排放液氧，避免无法确定氧气提取量，无法控制氩馏份各组份含量。

⒌ 分子筛流程在切换前均压时，要注意氩馏份的变化，若波动的结果是氮塞，则每次均压前应进行调整，可先降部分氧产量，降低氩馏份中氩、氮含量，也可通过空压机放空阀调整，自动补充损失的空气量。

⒍ 去上塔及粗氩冷凝器的两个液空节流阀自动调节稳定，波动小，也是保证氩馏份稳定的关键。

⒎ 无氢制氩流程中，液氩泵去粗氩Ⅰ塔的流量要稳定，这就要求液氩泵出口调节阀开度稳定，以及粗氩Ⅱ塔底部液位稳定。

⒏ 对空排放液体，若用空压机的压缩气体做蒸发热源时，要先降低部分氧产量，使氩馏份中氩、氮含量降低，再缓慢开启空气排放阀。

⒐ 液空吸附器并联、倒换及回收液空时，也应先降低部分氧产量，使氩馏份中氩、氮含量降低，再进行操作。

⒑ 把以上这些影响氩馏份的因素都消除后，调整氩馏份含量应以调整氧产量为主，操作简单，容易控制。

以上分析总结，有不当之处，请大家指正、补充。