4500m3／h变压吸附运行总结

2014-07-31杨文斌

化工设计通讯 2014年3期

杨文斌

（山西兰花煤化工有限责任公司，山西晋城 048002）

1 变压吸附系统简介

变压吸附是近40年发展起来的用于气体分离和提纯的一项技术。我国石化行业在20世纪70年代引进这一技术，从原料气中脱除CO2以制造高纯度的H2。但运用变压吸附技术从变换气中脱除CO2是1991年才实现工业化的。

我公司2011年运用变压吸附对脱碳高闪气中的CO2进行脱除，装置设计规模为处理气量4 500m3／h，采用 VPSA 8－2－4工艺。由于系统切换阀门较多，且切换频率较高，在运行期间，先后出现过阀门密封环气体冲刷磨损，液压阀活塞油封损坏，换向阀故障，阀头脱落等现象。本文对这些问题进行总结与分析。

2 系统运行两年间出现的问题及处理方法

2.1 密封环寿命短

变压吸附装置自2011年5月投运以来，运行中出现的主要问题是，均压阀密封环使用寿命太短，自2011年8月份开始，累计更换一、二均密封环（DN100）30个，三、四均密封环（DN125）5个。到2011年11月22日，平均使用20d左右，就出现逆放压力高，放空声音大的现象。基于以上情况，经分析并与厂家沟通后认为，使用寿命太短是由于在均压时气体流速太大。后根据气体流量在一、二均和三、四均阀门前面分别增加3mm厚的不锈钢节流环8个（一、二均DN100的中心开直径35mm圆孔，三、四均DN125的中心开直径37mm圆孔）。

3月13日在一、二均阀前加了节流孔板，确实起到了延长密封环寿命的效果。后在3月30日三、四均阀前也加了节流孔板，运行情况较好，使用寿命明显延长，其均压时间的变化如表1（吸附压力0.7MPa）。

表1 加环前后均压时间变化

但运行期间，随着气量的增加，出现了3、4均在保证指标的循环周期下，均压不平衡（均压时间不够）的现象。我们在以往经验的基础上将三、四均DN125的中心开孔直径由37mm增加至50mm。这样改造后，运行两年未出现密封环冲刷损坏现象。

2.2 损坏密封环的查找

阀门密封环的损坏由于损坏程度的不同，以及切换阀门太多等原因，不易准确判断，这就需要我们在56个阀门运行期间，靠经验和理论进一步分析，准确确定泄漏阀门的部位，为快捷检修创造条件。下面就我公司系统的8－2－4工艺运行情况，对如何判断密封环损坏谈几点看法。

（1）二均平衡后压力升高的情况

两塔的二均降和二均升压力平衡后，该两塔的二均阀门就处于常开的状态，如该两塔的压力均涨，说明比该两塔压力高的塔二均阀门漏气，这时将压力高的这些塔进行统计，例如，有A、E、G塔。等到下一时间段，如另外两塔的二均降和二均升压力平衡后也出现压力升高的情况，也将压力高的塔进行统计，例如，有E、G、H塔。同理，再等到下一时间段还可统计，例如，有G、H、B塔。这时可以用归纳法找出三次罗列的塔中每次均存在的塔，就可判断为该塔二均阀门的密封环损坏。例如，G塔104阀。以上的判断方法掌握了，只要打开系统压力曲线，就会很快地判断出哪一塔的终充、1吸附、2吸附曲线下方的二均压平衡后均涨，则该塔的二均阀密封环有损。

（2）二均平衡后压力降低的情况

打开系统压力曲线观察，如发现二均平衡后压力有降低的趋势，同时伴有四均压力上涨的情况，则可初步判断正在进行二均压的两塔四均阀有漏气或正在进行四均压的两塔二均阀有漏气。而后针对这四个阀门进一步分析即可准确判断出哪一阀门的密封环有问题。

（3）停车保压时塔压变化的情况

在停车保压期间，如出现某一塔的压力降低同时有另一塔压力上升的情况，则可初步判断为这两塔同一工作性质的阀门有问题，而后针对这两阀门可用打开总管导淋泄压的方法进一步确定。如打开某一总管导淋后，出现低压力塔的压力不再上涨或两塔压力同时下降的情况，则可确定为该总管上对应两塔阀门的密封环有损。

（4）停车保压时塔压无变化的情况

如停车后塔压力没有变化，也可能是某一塔的某一阀门有问题，只不过是单一塔的单一阀门密封环有问题，可采用逐一打开总管导淋泄压，看塔压有无变化进行判断。

根据以上的方法确定哪一密封环损坏后，将需处理阀门的塔运行至逆放时停止运行，视损坏的情况研磨平后重新使用或更换密封环。

2.3 液压截止阀阀门开关失控

运行期间，单一的阀门不能按预期程序开关，导致高低压塔的串气，使系统工艺紊乱。出现的原因有换向阀电磁铁烧毁、换向阀油路堵塞、液压截止阀活塞油封损坏等几种情况。电磁铁烧毁的判断比较容易，只要我们在通电状态下，看有无磁性就可判断。换向阀油路堵塞和液压截止阀油封的损坏根据损坏程度的不同，不易观察。一般情况下，只要手动操作换向阀，根据用力的大小去判断，用力比平时费力，则油封损坏的可能性较大，反之则为换向阀故障。

在以上原因查找的基础上，对症检查，采取更换电磁铁、清洗换向阀或更换油封等方式处理。