宋保国

（中国石油大庆石化公司炼油厂，黑龙江大庆163711）

氮气是无色、无味的惰性气体，在石化生产中主要用于隔离保护、容器置换、管道吹扫等。工业生产高纯氮主要采用深冷制取方法，随着变压吸附（PSA）制氮技术提升而被广泛使用。变压吸附（PSA）制氮技术以空气为原料，以碳分子筛作吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离，通称PSA制氮［1～3］。

某公司炼油厂加工能力为1 000×104t/a，生产过程中所使用的氮气全部由15 km外的水汽厂提供，由2条管线DN150和DN100输送，水汽厂采用深冷装置制取氮气，氮气出界区压力为0.8 MPa，正常生产时输送量为1 900～2 400 Nm3/h。由于输送距离远，管道阻力降大，到炼油厂界区压力仅为0.65 MPa，刚好满足炼油厂生产需要。但是当炼油厂装置容器置换、管道吹扫、催化剂再生或装置生产发生异常时，氮气用量就会增加。当消耗总量达到3 000 Nm3/h以上时，氮气压力将降至0.5 MPa以下，该压力状态下稳压氮气管网（高危泵等设备保护氮气）压力将不能满足安全运行需要。炼油厂停工检修期间及检修后开工阶段最大氮气需求量7 000 Nm3/h，而水汽厂受化工区制约最大输送氮气量4 000 Nm3/h，用氮高峰期缺口3 000 Nm3/h。

1 变压吸附制氮设备简介

1.1 变压吸附制氮工艺流程

空气经离心压缩机增压至0.7～0.8 MPa，冷却降温，进入活性氧化铝干燥系统除去大部分水分，作为变压吸附制氮的原料气。空气经过预处理后进入装有碳分子筛的吸附筒，空气在碳分子筛床内依次完成吸附制气、放气、冲洗、均压、2次均压、充气过程，从而连续生产制得氮气。……