18000Nm3/h空分一起粗氬塔“氮塞”事故的原因分析

 　　1.事故經過

　　2005年6月20日晚班3點左右，當操作人員對18000Nm3/h空分設備加負荷操作時，在調整主塔工況時將液氮至上塔調節閥V3閥的開度由57%逐漸開至62%，經過30分鐘左右，產品氧氣純度開始下降，

　　隨后幾分鐘粗氬塔粗氬純度分析表AI705值也開始下降，盡管操作人員一發現工況波動就開始調整，減少氧氣取出量、將粗氬塔頂部的氮通過粗氬放空閥V712排出塔外，但還是未能挽救工況，最終AI705的值從99.9%的氬含量下降至80%以下，產品氧純度由99.7%下降至93%，直到5點30分氧氣純度才合格，到8點30分氬系統工況才完全恢復正常。

　　2、事故原因分析

　　造成這次粗氬塔“氮塞”事故的主要原因是操作人員誤將液氮至上塔調節閥V3閥的開度操作過大，致使上塔氧氣純度過低、上塔的富氬區嚴重下移、氬餾分含氮量超標。

　　2.1 產品氧純度過低的原因

　　造成產品氧純度過低有兩個方面的原因：一方面是由于操作人員誤將V3閥的開度操作過大，增加了上塔的下流液體量;此時，在上升蒸氣量相對穩定的情況下，上塔的回流比將增大，即下流的冷液體多或上升的蒸氣少時，則氣液混合溫度必然偏于低溫液體一邊;于是下流液體的溫升就小，液體蒸發得也少，因而液體中蒸發出來的氮組分相應也少些，這樣離開塔板的下流液體中氧濃度就提高得慢;每塊塔板都是如此，因而在上塔底部得到的液體的氧濃度就低。另一方面的原因是操作人員在處理粗氬塔“氮塞”工況時，將上塔氬餾分取出量減得過低(氬餾分流量從18500m3/h降至13000m3/h左右)，沒有控制好粗氬I塔的回流比，使粗氬I塔底部回上塔的液體量過多，最終使上塔底部的液氧濃度降得過低，產品氧純度跌至93%。

　　2.2 粗氬塔“氮塞”的原因

　　粗氬塔產生“氮塞”的直接原因就是上塔氬餾分的含氮量超標，正常工況時含氮量應不超過0.1%(一般氬餾分組分設計值為：9—10%的氬含量、90—91%的氧含量、0—0.06%的氮含量);在上塔氬餾分的抽料口是固定不變的，當上塔富氬區沿塔板上、下變化時，氬餾分抽口的物料組分也隨之發生變化。當上塔的氧氣純度下降的過低，使上塔的富氬區嚴重下移，造成氬餾分中的含氮量過高，直接造成這次粗氬塔“氮塞”事故。

　　3、事故的處理方法

　　在3點30分左右當操作人員發現氧氣純度與粗氬II塔粗氬純度分析表AI705值開始有下降趨勢，即刻判斷有氮塞現象，并采取了以下處理方法：

　　(1) 逐步開大粗氬放空閥V712閥增大粗氬的取出量，流量由700m3/h上升至1000m3/h左右，但粗氬II塔粗氬純度仍然在下降，并且趨勢較快，于是操作人員立刻關閉粗氬至精氬塔調節閥V705停止精氬塔工作，繼續開大V712閥粗氬全部放空，以最短的途徑將粗氬塔頂部的氮排出塔外，待粗氬純度AI705值不再有下降趨勢，反而有上升趨勢時，逐步減少粗氬的取出量，直至正常工況流量500m3/h至750m3/h左右。

　　(2) 適當減少產品氧氣的取出量，同時根據下塔液空純度關小液氮調節閥V3閥，合理控制好上、下塔的回流比，將主冷液氧液位控制穩定，盡快使產品氧氣純度合格。

　　(3) 適當減少上塔氬餾分的取出量，但操作幅度不要過大，合理控制好粗氬I塔的回流比，防止粗氬I塔底部回上塔的液體量過多，致使上塔工況進一步惡化，氧氣純度下降過低。

　　(4) 適當減少進上塔的膨脹空氣量，使膨脹空氣進口以上段塔板汽液比增加，組分分離能力增強，提高氬餾分中的氬含量，降低氮含量。

　　(5) 打開有壓液氬儲槽回氣至精氬塔閥，同時用液氮進精氬塔冷凝器閥V706閥與精氬塔余氣排放閥V751閥將精氬塔內壓力控制在20——40KPa，防止外界濕空氣倒吸塔內，發生精氬塔“堵塞”事故。到6點30分粗氬純度為98.5%后，投入精氬塔工作，8點30分粗氬II塔粗氬中氧含量AIAS704值小于2.0ppm、精液氬中氮含量AE706值小于3ppm時，液氬進儲槽，氬系統工況才完全恢復正常。

　　4、結束語

　　通過這次異常工況的發生與處理，筆者認為操作人員在生產中應時時保持清醒的頭腦，認真監視各項參數變化、精心操作，同時培養員工預見工況變化趨勢和綜合分析判斷問題的能力，對空分設備工況的正常運行起著非常重大的作用。