1 装置概况
    中油集团抚顺乙烯化工有限公司乙二醇车间空分装置，原设计使用法国空气液化公司的专利技术，采用全低压流程、常温分子筛吸附净化、透平膨胀机制冷、DCS控制，生产高纯氧、高纯氮的气、液产品，氧氮产量均为6000m³／h，于1991年投产；1997年5月16日发牛上冷爆炸事故后，于1997年日月重建，静设备(包括分馏塔，主换热器、主冷凝蒸发器、过冷器、液氧吸附器等)采用河南开封空分集团有限公司设计制造，动设备除膨胀机外，其余动、静设备仍为原法液空设备，另增加了 台美国约克公司制造的冷冻机，高纯氧产量不变，高纯氮产量则提高到13000m³／h(设计值)，于1997年11月8日产出合格产品，达到了 次开车成功；但自投产以来，因主换热器堵塞造成运行周期短，到2000年5月装置大检修时，才彻底解决了这一问题。
2 解决制约空分装置长周期运行的瓶颈
2．1 分析制约空分设备长周期运行的主要原因
    空分装置运行周期是指制氧机连续正常运行的时间，其长短是衡量装置运行状态和经济性能的重要指标之一。由于本空分装置的动设备除膨胀机外，全部为进口设备，运行状况良好，维护量小，但多次因主换热器堵塞造成运行周期短的问题一直困扰我们的生产，原法液空装置运行周期一般为七个月，分析原因主要是由于C02和水分的冻堵造成的，为此，在重建时降低了进纯化器的空气温度，对纯化器中的分子筛和铝胶量进行了调整，每只纯化揣的分子筛量比原来多装了1．4吨，铝胶少装了15吨、但是开工后，多次因主换热器堵塞而被迫停车处理，运行周期最多不超过100大，是什么原因造成主换热器堵塞的呢?
    1．机械杂质、分子筛粉末等异物堵塞
    从每个运行周期的分子筛山u与分馏塔下塔的压力差值看，一般都是从8kPa左右渐渐上涨到50kPa左右，如图1，从分广筛出口采样点排放观察未见分子筛粉末等杂物，停车大加温吹除时，打开各排放阀也不见机械杂质、分子筛粉末等异物，开车积液后，从下塔底部排出液空看，电无机械杂质、分子筛粉末等异物，因此，主换热器堵塞是机械杂质、分子筛粉末等异物造成的可能性可初步排出。
    2．纯化器对水分的吸附效果不好
    对纯化器出门的空气进行采样分析，工作初期露点都低于—65℃， 工作末期大部分时间在—63℃，有时在—60℃左右，我们进行了多个运行周期的跟踪分析，整个周期的露点均在—63℃以下，说明水分进入分子筛的可能性很小。
    3．纯化器对C02的吸附效果不好
    在纯化器出口有C02在线分析仪，时刻监测 空气进主换热器中C02含量，纯化器B使用时， 出口C02含量始终小于O．2×10-6，纯化器A使 用时，初期出口C02为O．2×10-6，中期上涨到 (1．1~1．2)×10-6，尽管在允许：范围之内，但 我们仍怀疑主换热器的堵塞极有可能是C02的冻 堵造成的，问题出现在纯化器本身，或是分子筛 有问题。
    2．2 纯化器的工作情况
    分子筛纯化系统是空分装置中的关键部位， 它承担着吸附空气中的水分，二氧化碳，碳氢化 合物等杂质的重任，其吸附性能的好坏直接影响 装置的长期、安全运行。
    1．从理论上分析吸附过程的特点
    (1)吸附平衡
    当吸附了一定量的气体之后，吸附速度将逐 渐减小，另一方面，被吸附的气体由于热运行会 发生脱附，脱附速度随被吸附量的增加而增大， 在一定温度和压力厂，当脱附速度和吸附速度相 等时，便达到了吸附平衡。
    (2)吸附过程简述
    气体进入吸附器后，吸附质首先在靠近纯化 器入口端的吸附剂上被吸附，并渐渐趋于饱和， 达到饱和的区域称为吸附平衡区，在平衡区以下 是在进行吸附的传质区，传质区以下是未吸附 区，继续进气，纯化器传质区逐渐下移，木吸附 区相应减少，当传质区的前缘刚达到吸附剂的出 口时，出口气体中的吸附质浓度尚未增加，此点 称转效点，到达转效点所需的时间为转效时间 (即穿透时间)，也就是纯化器的工作时间。
    (3)吸附剂的再生
    再生是吸附的逆过程，对吸附来说，温度越 低，压力越高，则吸附量越人，对吸附有利；再 生则温度越高，压力越低，对再牛越有利，再生 效果越好。
    吸附剂的再生主要是采用低压干燥气体(如 污氮气，氮气等)作为再生气源，通过加热，冷 吹过程使被吸附的吸附质解吸出来，恢复吸附剂 的吸附能力。
    2．本装置分子筛的工作情况
    本装置分子筛采用上海UOP生产13X—APG 型分子筛，它对H₂0、C0₂、C₂H₂有很强的亲和 力，这种亲和力的顺序是H₂0＞C₂H₂＞C0₂，使 用铝胶为法国空气液化公司生产；的活性氧化铝， 吸水性能较好。分子筛使用周期为250分钟，进 气温度在10～15℃， 工作厄／J为500kPa左右， 设汁气量为31500m³／h，再生气为污氮气，再生 过程由电加热器将污氮气加热刊18O~200℃，加 热时间70分钟，冷吹时间九145分钟，压力为 9kPa，流量为7000m³／h。
    为了保证纯化器的工况稳定，设计时必须使 具吸附能力Q吸大于被吸附气体的吸附质总含量Q质，即Q吸＞Q质，本装置纯化器的设计处理气 量为31500m3／h，大于正常工作时的装置最大进 气量29500m³／h，吸附时间不变，气体中吸附质 的含量不变，即实际被吸附气体的吸附质总量Q实远小于Q吸，即Q吸＞Q实。如果分子筛工作 正常，则纯化器出口C02含量不会上涨，在整个周期应是基本趋于稳定的。而在A床使用时出 现以C0₂含量的上涨，上涨的时间点并不固定， 但均在使用2小时之内开始上涨，上涨的趋势如。
    如果分子筛再生不彻底，其C02含量上涨时 间应在使用的中后期，从趋势图分析看，分子筛 某一区域有问题或是纯化器有内漏的刊能性要大 一—些，为此，我们进行了以下工作：
    (1)分子筛的质量分析
    我们从A床分子筛的最上层均匀地采用分 子筛样品，分别送大连物理化学研究所和上海 UOP进行检验，证明分子筛各项指标均合格，不 存在质量问题。
    (2)分子筛装填的检查
    我们在分子筛初次装填后，按要求进行了特 殊再生；一年后，打开装填孔观察，发现分子筛 装填表面平整，无冲击现象，估计铝胶利分子筛隔网完好，不可能混合，在2000年5月拆卸过 程中证明了这一点。
    (3)分子筛再生参数的调整
    由于原法国液空有限公司设计进纯化器空气 温度较高，在1997年重建时，新上一台冷冻机 组，降低了进纯化器空气的温度，刘纯化器中分 子筛和铝胶的装填量进行厂改变，铝胶仍用法液 空生产的，由原来每只吸附器5.7吨下凋刊3．2 吨，分子筛用上海UOP生产的13X—APG，1／16"， 由每只吸附器7吨上调到8．4吨，使川周期，再生 过程各参数没作改变；运行几个月后，出现主换 热器堵塞现象，可能对分广筛再生不够好，调整 部分再生参数，再牛气量由原来的6400m3／h上 调到7000m3／h，再生过程中，加热时间由原来 的60分钟上凋到70分钟，冷吹时间由原来的 155分钟下调到145分钟，其余参数不变；经几 个周期的运行，再生结束时，分子筛床层温度不 高，满足操作要求，同时更有效地保证分子筛的 再生。
    完成以上的工作后，我们经过反复地讨论研 究，认为其原因只能是纯化器存在内漏；由于纯 化器采用内保温，在对内保温壁进行焊接时，可 能存在漏点，另外也可能是中心管泄漏，这样造 成部分空气没经过铝胶和分子筛吸附就直接进入 主换热器，使纯化器出口C02含量卜涨，从而造 成主换热器快速堵塞，影响长周期运行。在 2000年5月空分装置大检修期间。扒出分子筛 和铝胶查漏，在两个纯化器的内保温壁上分别查 出了大小不等的几个漏点，在公司领导的果断决 策下，对内保温壁采用氩弧焊，进行满焊处理。 100％探伤检查。漏点消除后，纯化器出口空气 中C02含量由原来的1．2×10-6下降至0．1×10-6，大大降低了C02在主换热器上冻结的可能 性，使空分装置的运行周期由原来的100天延长 到现在的620天以上。
3 本装置安全措施的改进
    为了吸取空分装置爆炸的教训，根据我装置 的实际情况，在重建窄分设备L新增了一系列 安全措施。