王 伟，刘德清
（中海石油天野化工有限责任公司，内蒙古 呼和浩特010070）
［摘 要］中海石油天野化工有限责任公司空分装置分子筛吸附器（A2626A/B，一台吸附器吸附时另一台吸附器再生）装填的吸附剂有条形分子筛和球形氧化铝两种，自1996年合成氨装置投产以来，空分分子筛系统条形分子筛和球形氧化铝共计更换过3次，分别在2005年8月（更换时分子筛运行年限为9 a）、2011年8月（更换时分子筛运行年限为6 a）和2021年1月（更换时分子筛运行年限近9 a）。结合天野化工20多年来空分分子筛的运行情况，尤其是第三炉空分分子筛的运行情况，梳理与总结分子筛运行的影响因素及延长分子筛使用寿命的保护措施，可为业内空分分子筛的运行与保护提供一些参考与借鉴。
［关键词］空分装置；分子筛系统；分子筛吸附剂；运行情况；使用寿命；影响因素；保护措施
［中图分类号］TQ028.1+5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2021）06-0075-03
1 概 述
中海石油天野化工有限责任公司（简称天野化工）化肥装置设计产能为300 kt/a合成氨、520 kt/a尿素，配套空分装置设计氧气产能为22 950 m3/h，氧气供给气化系统，天然气与氧气及蒸汽通过烧嘴在气化炉内部进行部分氧化反应，生产以CO和H2为主的合成气。
天野化工空分分子筛吸附器（A2626A/B）装填的吸附剂有条形分子筛和球形氧化铝两种，条形分子筛、球形氧化铝装填量分别为35 000 kg、14 400 kg，装填形式为分层装填，下部装填球形氧化铝、上部装填条形分子筛。球形氧化铝的主要作用是吸附空气中大量的水分，条形分子筛的主要作用是吸附微量水分、全部CO2以及部分有机气体。条形分子筛和球形氧化铝生产厂家建议使用寿命均为5 a，一般企业实际使用寿命大致在5～7 a，天野化工实际使用寿命最长均达9 a；若使用条件受限，如发生进水或酸性气中毒等事故，条形分子筛和球形氧化铝就会粉化，其使用寿命会大幅缩短，严重时需停车更换。
空分分子筛系统工艺流程如图1。空分分子筛在高压低温下吸附、在低压高温下解吸（自预冷系统来的干燥空气通过程控阀进入分子筛吸附器，一台吸附器吸附时另一台吸附器再生；再生气为低温冷箱出来的污氮气，通过加热器加热至250 ℃后经由程控阀进入吸附器中对吸附剂进行再生，再生后的气体通过管道出系统后放空至大气中），利用选择性吸附原理等将空气中的水分、CO2、乙炔等碳氢化合物清除，经吸附剂吸附后的空气露点可达-70 ℃，CO2含量控制在1×10-6以下、CH4含量控制在20×10-6以下、乙炔含量控制在0.01×10-6以下，合格的工艺空气进入低温冷箱。天野化工空分分子筛系统一个运行周期为2.8 h，分子筛的吸附、再生及切换均由程序自动控制。
2 空分分子筛系统运行情况
2.1 空分分子筛历年装卸情况
天野化工合成氨装置自1996年投产以来，空分分子筛系统条形分子筛和球形氧化铝共计更换过3次，分别在2005年8月（更换时分子筛运行年限为9 a）、2011年8月（更换时分子筛运行年限为6 a）和2021年1月（更换时分子筛运行年限近9 a），2004年6月发生过一次干燥空气带水事故，因发现及时未造成大的影响。空分分子筛系统条形分子筛、球形氧化铝生产厂家均为上海环球分子筛有限公司；惰性瓷球装填在最底部，起支撑和分布气体的作用，装填量为6 000 kg。空分分子筛历年更换/装填情况见表1。
2.2 分子筛运行参数分析
2.2.1 分子筛吸附及再生过程
空分分子筛系统设计为2台吸附器（A2626A/B），一台运行时另一台再生，运行和再生时间（切换周期）为2.8 h。运行时分子筛设计入口温度为8 ℃、设计出口温度为12 ℃，实际运行时分子筛入口温度在8～11 ℃、出口温度在12～17 ℃。
更多内容详见《中氮肥》2021年第6期