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18000Nm3/h空分一起粗氩塔“氮塞”事故的原因分析

来源:湖北安全生产信息网   发布时间:2017-07-03 16:06   发布人:lx

   1.事故经过

  2005年6月20日晚班3点左右,当操作人员对18000Nm3/h空分设备加负荷操作时,在调整主塔工况时将液氮至上塔调节阀V3阀的开度由57%逐渐开至62%,经过30分钟左右,产品氧气纯度开始下降,

  随后几分钟粗氩塔粗氩纯度分析表AI705值也开始下降,尽管操作人员一发现工况波动就开始调整,减少氧气取出量、将粗氩塔顶部的氮通过粗氩放空阀V712排出塔外,但还是未能挽救工况,最终AI705的值从99.9%的氩含量下降至80%以下,产品氧纯度由99.7%下降至93%,直到5点30分氧气纯度才合格,到8点30分氩系统工况才完全恢复正常。

  2、事故原因分析

  造成这次粗氩塔“氮塞”事故的主要原因是操作人员误将液氮至上塔调节阀V3阀的开度操作过大,致使上塔氧气纯度过低、上塔的富氩区严重下移、氩馏分含氮量超标。

  2.1 产品氧纯度过低的原因

  造成产品氧纯度过低有两个方面的原因:一方面是由于操作人员误将V3阀的开度操作过大,增加了上塔的下流液体量;此时,在上升蒸气量相对稳定的情况下,上塔的回流比将增大,即下流的冷液体多或上升的蒸气少时,则气液混合温度必然偏于低温液体一边;于是下流液体的温升就小,液体蒸发得也少,因而液体中蒸发出来的氮组分相应也少些,这样离开塔板的下流液体中氧浓度就提高得慢;每块塔板都是如此,因而在上塔底部得到的液体的氧浓度就低。另一方面的原因是操作人员在处理粗氩塔“氮塞”工况时,将上塔氩馏分取出量减得过低(氩馏分流量从18500m3/h降至13000m3/h左右),没有控制好粗氩I塔的回流比,使粗氩I塔底部回上塔的液体量过多,最终使上塔底部的液氧浓度降得过低,产品氧纯度跌至93%。

  2.2 粗氩塔“氮塞”的原因

  粗氩塔产生“氮塞”的直接原因就是上塔氩馏分的含氮量超标,正常工况时含氮量应不超过0.1%(一般氩馏分组分设计值为:9—10%的氩含量、90—91%的氧含量、0—0.06%的氮含量);在上塔氩馏分的抽料口是固定不变的,当上塔富氩区沿塔板上、下变化时,氩馏分抽口的物料组分也随之发生变化。当上塔的氧气纯度下降的过低,使上塔的富氩区严重下移,造成氩馏分中的含氮量过高,直接造成这次粗氩塔“氮塞”事故。

  3、事故的处理方法

  在3点30分左右当操作人员发现氧气纯度与粗氩II塔粗氩纯度分析表AI705值开始有下降趋势,即刻判断有氮塞现象,并采取了以下处理方法:

  (1) 逐步开大粗氩放空阀V712阀增大粗氩的取出量,流量由700m3/h上升至1000m3/h左右,但粗氩II塔粗氩纯度仍然在下降,并且趋势较快,于是操作人员立刻关闭粗氩至精氩塔调节阀V705停止精氩塔工作,继续开大V712阀粗氩全部放空,以最短的途径将粗氩塔顶部的氮排出塔外,待粗氩纯度AI705值不再有下降趋势,反而有上升趋势时,逐步减少粗氩的取出量,直至正常工况流量500m3/h至750m3/h左右。

  (2) 适当减少产品氧气的取出量,同时根据下塔液空纯度关小液氮调节阀V3阀,合理控制好上、下塔的回流比,将主冷液氧液位控制稳定,尽快使产品氧气纯度合格。

  (3) 适当减少上塔氩馏分的取出量,但操作幅度不要过大,合理控制好粗氩I塔的回流比,防止粗氩I塔底部回上塔的液体量过多,致使上塔工况进一步恶化,氧气纯度下降过低。

  (4) 适当减少进上塔的膨胀空气量,使膨胀空气进口以上段塔板汽液比增加,组分分离能力增强,提高氩馏分中的氩含量,降低氮含量。

  (5) 打开有压液氩储槽回气至精氩塔阀,同时用液氮进精氩塔冷凝器阀V706阀与精氩塔余气排放阀V751阀将精氩塔内压力控制在20——40KPa,防止外界湿空气倒吸塔内,发生精氩塔“堵塞”事故。到6点30分粗氩纯度为98.5%后,投入精氩塔工作,8点30分粗氩II塔粗氩中氧含量AIAS704值小于2.0ppm、精液氩中氮含量AE706值小于3ppm时,液氩进储槽,氩系统工况才完全恢复正常。

  4、结束语

  通过这次异常工况的发生与处理,笔者认为操作人员在生产中应时时保持清醒的头脑,认真监视各项参数变化、精心操作,同时培养员工预见工况变化趋势和综合分析判断问题的能力,对空分设备工况的正常运行起着非常重大的作用。