李建峰
（河南能源化工集团新乡中新化工有限责任公司，河南 获嘉453800）
［摘 要］ 新乡中新化工有限责任公司200 kt/a煤制乙二醇项目配套的变压吸附装置，自投产以来由于种种原因出现了诸多问题。针对CO吸附塔底部分布器存在设计、制造及装配等方面的缺陷而致吸附剂泄漏的问题，以及CO产品气温度过高致真空泵气阀频繁损坏的问题，采用改造CO吸附塔底部分布器、更新CO吸附剂及增设远传温度测点、改进真空泵气阀阀套等措施后，大大提高了设备设施的可靠性、安全性，变压吸附装置的运行质量得到显著提升。
［关键词］ 变压吸附装置；吸附剂泄漏；吸附塔底部分布器；远传温度测点；真空泵气阀；改造
［中图分类号］ TQ028.1+5［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2019）06-0078-03
1 概 述
新乡中新化工有限责任公司（简称中新化工）为河南能源化工集团的全资子公司，其变压吸附装置为河南能源化工集团首套投产的200 kt/a煤制乙二醇项目的外围配套装置，变压吸附装置设计进气量79 200 m3/h，CO产品气产量22 000 m3/h。项目于2010年7月开工建设，2012年3月投产并一次开车成功产出合格的高纯度CO和H2产品气，为下游乙二醇装置提供合格的原料气。
变压吸附装置自投产以来，出现了诸如吸附剂泄漏、真空泵气阀频繁损坏、程控阀内漏、程控阀开关故障等影响装置运行安全和运行质量的问题。采取一系列优化改进措施后，变压吸附装置的运行质量得到显著提升。现就变压吸附装置设备设施出现的问题及采取的技改措施作一总结。
2 吸附塔底部分布器改造
2.1 吸附剂泄漏问题
系统运行过程中，吸附剂从吸附塔底部分布器缝隙中漏出，影响程控阀的密封性，经常出现串压、产品气质量劣化等事故，影响下游乙二醇装置的安全、稳定运行。2013年5月系统停车检修时发现，有瓷球泄漏的严重情况，虽利用停车检修机会将吸附剂全部抽出并对吸附塔底部分布器重新进行了安装，但在后续运行过程中仍然发现存在少量吸附剂泄漏现象。
2.2 吸附剂泄漏的原因分析
（1）现吸附塔底部分布器丝网未按设计要求装配，搭接宽度不够，易造成吸附剂泄漏。
（2）分布器底边和分布器支撑板之间由于制造方面的原因缝隙较大，压紧后局部仍有缝隙，运行过程中易造成吸附剂泄漏。
（3）分布器顶盖设计厚度不够，丝网铺设完成压紧后易产生变形，运行过程中易造成吸附剂泄漏。
（4）分布器压紧螺栓原设计为M10不锈钢材质，材质较软且强度低，压紧时易产生滑丝等情况，造成分布器局部压紧不够，运行过程中易造成吸附剂泄漏。
可以看出，吸附剂泄漏的主要原因在于吸附塔底部分布器存在设计、制造、装配等方面的缺陷，为消除因吸附剂泄漏进入均压管线和程控阀阀腔引起的串压、产品气质量劣化等事故隐患，需对吸附塔底部分布器进行技改。
2.3 技改方案及实施
2014年1月，变压吸附装置停车进行整体优化［制氢工序（PSA-H2系统）吸附剂全部抽出返厂活化；CO工序（PSA-CO系统）按照优化方案吸附剂全部更换；吸附塔增设测温点］，利用装置整体优化改造时间，对吸附塔底部分布器重新优化设计，具体方案及实施情况如下。
（1）将吸附塔底部分布器拆下，拆除原有锥面和环形压环M10不锈钢螺栓，更换为M12碳钢螺栓。施工要求：① 检修前需将吸附塔内部下封头进气口密封好，防止异物掉入进气口而影响后期程控阀的使用；② 拆除原M10螺栓，拆除后用磁力钻对原螺栓孔进行扩孔，孔径扩至φ13.5 mm（包括分布器、压条、环形压环的螺栓孔），注意扩孔前要把下封头管口密封好，防止铁屑和其他杂物进入管道内，施工完毕后及时清理铁屑等杂物；③ 扩孔后将原螺栓焊接部位焊渣及铁屑打磨清理干净；④ 分布器斜面螺栓由分布器下部往上穿过分布器锥面，螺栓头与分布器焊接牢固（满焊）；⑤ 分布器支撑环上螺栓由分布器下部往上穿过支撑环，螺栓头与支撑环内侧焊接牢固（满焊）；⑥ 磨平分布器用于密封的两个平面（锥面上缘与压盖对接的平面、锥面下缘与支撑环对接的平面），同时将锥面上的凸起和毛刺等不平整部位磨平，如遇密封面损伤、凹槽深度＞1 mm，则需重新制作相应组件。
（2）锥面下边缘与支撑环之间增加硅橡胶垫用于密封，要求硅橡胶垫厚度≥3 mm、耐温180 ℃以上，同时保留原硅橡胶条，但硅橡胶条需重新更换。
（3）将压条、环形压条内外边缘打磨光滑，以防对丝网造成损伤。
（4）按照原设备图纸检查分布器的加强筋与锥面是否焊接牢固，检查支撑角钢与加强筋是否焊接牢固，若不牢固则需检修加固焊接，要求分布器安装完毕后支撑角钢与吸附塔下封头贴合面的距离为5 mm。
（5）上述工作完毕，将分布器和吸附塔内清理干净后再进行分布器的安装，密封面处不允许有焊渣、铁屑、铁锈等影响密封的异物。
（6）重新更换铺设吸附塔底部分布器丝网。施工要求：① 锥面上先铺设一层20目丝网（GFW0-800/0.450），再铺设2层40目丝网（GFW0-400/0.224），要求铺设均匀并紧贴锥面，无断丝、漏洞、皱褶、明显鼓包现象；② 压板、压条、压环均用螺栓紧固，要求螺栓穿透并安装弹簧垫后上紧螺母，螺栓穿出螺母5丝以上，螺栓必须上紧并压实丝网，不能出现螺母悬空情况；③ 丝网搭接处2块丝网的搭接宽度≥150 mm，并用压条压紧；④ 安装时上、下丝网搭接处错开120°，锥面丝网上边缘（盲盖处）留100 mm以上的余量并用盲盖压板均匀压紧，锥面丝网下边缘（环形压环）留200 mm以上的余量并用环形压环压紧，然后安装硅橡胶条（注意硅橡胶条要安装平整）、钢板压板［厚度10 mm、宽度75 mm（宽度不能影响安装和使用）］，之后上紧螺栓（螺栓孔按照原设计图纸要求均匀分布，螺栓孔按照要求扩孔并更换螺栓）；⑤ 安装螺栓前使用M12钢筋锥（钢筋磨尖）穿过丝网形成螺栓大小的孔后再穿螺栓，压条或大压环压上后要保证不漏网孔，严禁使用剪刀等物品剪成“一”字形孔；⑥ 下分布器与下压环底部要平整且在同一水平面上，与筒体的支撑环要紧密结合，不能有大于1 mm的空隙，密封用硅橡胶垫，硅橡胶条要完整、无缝隙，并压实。
（7）改造分布器上压盖。增设2块盲盖板，孔板外钻16个φ15.5 mm的孔，改用M14碳钢螺栓；支撑圈上钻16个φ15.5 mm的孔，改用M14螺栓穿孔，支撑圈外侧与锥面支撑环焊接牢固（满焊）；安装时支撑圈焊接在分布器锥面支撑环上，焊接时从下焊接牢固（满焊），防止有砂眼和气孔，焊接前支撑圈需打磨坡口。
2.4 技改成本及效益分析
更多内容详见《中氮肥》2019年第6期