近几年来,空分精馏系统内低温液体的输送普遍采用释流技术,替代原来的低温液体泵输送和虹吸输送。该技术设备简单、投资少、节能、操作稳定,目前已被空分行业广泛应用,效果较好。
释流又称气提,其提送液体的原理是:采用垂直管路作为提升管,由释流阀提供的与低温液体的温度和组分相近的气体,通入垂直管路,形成的气泡由于浮力作用会上升,并充满整个提升管,在管内形成汽液混合,整个提升管内的低温液体的密度降低。按照连通管的原理,密度小的液体液面高,在垂直管路压差不变的情况下,可以使低温液体输送到更高的高度。
兖矿国泰化工有限公司60000 m3/h空分由法液空公司设计,该装置采用汽轮机一拖二空气压缩机组、立式双床层径向流分子筛吸附器和液氧内压缩流程,主要产品为
我公司空分装置投用后,精馏系统液体输送较稳定,但因其富氧液空的释流气体引出口位置较低,液体输送存在一定问题,曾经两次引起下塔淹塔事故。
富氧液空释流气体引出口位置偏低,正常生产时并不会造成不良影响,但在突发性非正常停车时,极易造成下塔淹塔,为快速恢复生产,只能进行下塔排液。因下塔排液管道流量限制,按照以往的经验,出现这种状况至少影响开车进度4~6 h,给公司带来较大的经济损失。
分析其原因,主要是在非正常停车后,因失去上升的气流,下塔填料富液迅速回落到下塔底部,同时受下塔压力下降较快和富氧液空的管道输送能力的影响,下塔液位迅速上涨,液体逐渐浸没释流口,使气提工况无法正常工作,液体单依靠下塔压力无法导入上塔,下塔液位持续升高至超量程。下塔超量程后,正流空气进口被淹没,如不进行排液,空压机重新启动后,会造成入塔空气大幅波动,严重时会造成塔内设备损坏。释流口被淹没,液空仅靠下塔的压力无法导入上塔,只能进行下塔排液。
为了解决上述问题,采用了以下办法:当发生突然停车及跳车时,操作员首先借用塔内余压,将下塔液体导入主冷和粗氩塔,如果下塔液体未能全部转移,应立即采取排塔措施,且尽可能将下塔液体排净,确保不因开车时入塔空气大量液化而造成液体再次浸没释流口;同时校验下塔液位计,防止负压室进液造成指示不准确。
采用以上措施后,系统非正常停车时,即使低温液体未能全部导入上塔,残余液体也能在2 h内排尽(因本套空分装置冷态开车从启动空压机到导气入塔需要1 h,加上启动前的准备时间),基本不会对开车进度造成影响。
由释流口引出的气体首先要与输送液体温度相近,避免因释流气体温度高引起富氧液空汽化,发生低温液体输送间歇的现象,给管道和设备结构造成损害,同时避免液体的蒸发量显著上升,减少上塔回流液,影响上塔精馏稳定。其次要保证气体成分与液体成分相近,不影响富氧液空成分,所以释流口位置的选择空间非常有限。建议释流口位置在尽可能高一些的同时,自液氮释流管线再引1条至富氧液空的输送管线,以备紧急停车后的开车使用。在下塔升压后,将下塔液体导入上塔,减少排液量,缩短开车时间,降低因下塔淹塔造成的损失。