空分下塔液悬事故分析及处理

（滕州辰龙化工创业基地，山东 滕州277527）

［中图分类号］TQ 116［文献标识码］B［文章编号］1004-9932（2013）02-0043-02

滕州辰龙化工创业基地空分装置于2010年11月30日建成，一次试车成功并投入生产。整套空分装置为杭氧总包项目，采用低压分子筛纯化，膨胀机带增压机制冷，是无氢制氩流程。设计产纯度为99.8%的氧气6 000 m³/h、纯度为99.996%的氮气1 610 m³/h、纯度为99.999%的氩气180 m³/h。该装置自投运后运行状态一直良好，主要产品指标均达到或超过设计指标，但出现过2次液悬事故（事故导致氧气纯度下降及氩系统停产），使空分系统的正常生产及氧气的供应受到威胁。

1  事故现象及处理

2011年10月25日凌晨4：00，操作人员发现主冷液位在2 200 mm左右一直呈缓缓下降趋势，虽然采取了加大膨胀量的手段增加冷量，但即使将膨胀量增加至6 600 m³/h（原膨胀量为6 280 m³/h左右），主冷液位下降仍未得到抑制，现场检查也没有发现冷箱各排液阀有漏液和未关的情况。随着主冷液位的不断下降（降速很快，没多长时间就从2 200 mm下降至970 mm），下塔阻力随之上涨，且上涨速度无法控制（很快就从14.4 kPa上涨至39 kPa，最终超出量程），下塔液空液位异常波动，膨胀机进口温度由原来的-116 ℃上涨至-97 ℃，于是操作人员又启动了1台膨胀机（A^#机，原运行的是B^#膨胀机），2机同时运行，0.5 h后主冷液位上涨至1 500 mm并且还在继续上涨，于是停1台膨胀机（B^#机）。停B^#机后主冷液位继续上涨至2 600 mm。在主冷液位上涨至2 600 mm的过程中，下塔阻力开始下降，从原来的超量程迅速下降至15 kPa，但在稍稳定一段时间后，下塔阻力又开始急速上涨并很快涨到了21 kPa，随后又下降至10 kPa，此时下塔液空液位波动剧烈。主冷液位在上涨至2 600 mm以后，又下降至1 800 mm，随后又开始上涨并涨到了3 000 mm。伴随上述异常情况，氧气纯度下降，达不到指标要求，氩气系统停产。为了维持空分系统的运行，采取了减少入塔空气量（从原来的30 000 m³/h降到28 000 m³/h）、排液氮及加膨胀量的操作，如此经过4 h的细心调节，终于暂时稳定住了工况，减小了工况的波动，氧气纯度开始慢慢恢复至指标要求值。

26日凌晨3：50，类似的情况再次重演。此次工况波动更为严重，不仅造成了氧气纯度的下降，还导致氮气纯度的短时间下降。于是操作人员根据前一日的操作经验进行了减少进冷箱空气量（从28 000 m³/h降到25 000 m³/h）的操作。至上午10：00左右，工况波动幅度基本降了下来，恢复了氮气的纯度，27日19:30氧气纯度达到99.94%，产出合格产品，但氩气系统生产仍没恢复（未投，因为系统工况仍存在小幅度的波动，整个系统运行处于临界的边缘，只能靠减量维持生产）。

2  故障分析

事故发生前，空分设备运行工况比较稳定，没有进行任何大幅度操作。透过上述现象分析，认为是下塔产生了液悬，造成下塔塔板上液体下流不畅，阻力上升，下塔回流液减少，导致下塔液空液位波动，入上塔液空量大量减少，从而造成主冷液氧液位急剧下降。