在空气分离装置的运行中，高纯氧的纯度是衡量系统性能的重要指标之一。高纯氧广泛应用于冶金、电子、医疗、化工等领域，对氧气纯度的要求通常在99.6%以上。然而在长期运行或工况变化中，部分空分装置会出现高纯氧中氩含量超标的问题，导致产品质量下降甚至影响下游工艺。本文将从氩含量超标的主要原因、日常自查方法以及解决措施三个方面进行详细分析，帮助业主更好地控制高纯氧品质。
一、高纯氧中氩含量超标的主要原因
在深冷空分系统中，氩和氧的沸点非常接近，氧为-183℃，氩为-186℃，氩作为沸点介于氮和氧之间的“中间组分”，其分离难度最高。任何破坏精馏塔（尤其是上塔和粗氩塔）平衡的因素，都可能导致氩混入高纯氧产品中。因此，高纯氧中氩含量超标往往源于分离环节的细微异常，主要体现在以下几个方面：
- 精馏系统操作偏差
空分塔内氧氩分离的效果取决于精馏塔的温度梯度和液气比。如果塔板液位控制不稳定或回流比调整不当，塔内分离效率会下降，导致氩在氧产品中富集。尤其在高负荷或低负荷运行切换时，温度波动较大会直接影响高纯氧纯度。
- 液空配比或塔压变化
在空分装置运行过程中，液空配比如果调整不合理，或塔内压力波动频繁，会造成氧氩共沸点区域偏移，使得氩难以有效分离，进而在高纯氧中含量超标。
- 氩系统故障或氩回收不稳定
一些带有氩回收系统的空分装置，如果氩提塔或粗氩塔运行不稳、负荷分配不合理，会造成氩回流不畅，使部分氩进入氧塔，从而提高高纯氧的氩含量。
- 前置系统保障不力（根源性原因）
分子筛纯化系统失效：分子筛吸附能力下降（因加热不足、粉化或油污染），未能有效去除空气中的水分和二氧化碳。这些杂质进入冷箱后，成为塔内堵塞的元凶，为高纯氧的品质埋下隐患。
二、高纯氧中氩含量的自查与监测
为防止高纯氧产品氩超标，日常运行中应建立完善的监测与自查机制。通过定期检查和数据比对，可以在问题扩大前及时发现隐患。
首先是紧盯DCS参数，每日定时记录并分析上塔、下塔的压力、温度、阻力降，以及氩馏分抽口的组分和流量。重点关注这些参数的趋势性变化，而不仅是瞬时值。氧纯度分析仪应与氩含量检测仪联动，定期比对数据。若在短时间内氩含量逐步升高，应优先排查塔压、回流比及液空配比等操作参数。
定期检查氩系统运行状态。对带氩提系统的装置，应检查氩提塔液位、回流阀动作、冷量平衡是否正常。如果氩回收率下降，应警惕氩返流或分离效率降低问题。
强化冷箱洁净管理。进入冷箱的空气必须经过严格除油、除水、除尘处理，防止杂质进入换热器引发堵塞或结霜。洁净的系统是保持高纯氧质量的前提。
前置系统巡检。确认分子筛纯化系统的切换程序、加热和冷吹温度曲线正常。监测空压机运行状态，防止油份被带入系统。
三、高纯氧氩含量超标的解决措施
当发现高纯氧中氩含量超标时，应根据系统类型和运行工况进行针对性处理，防止盲目调整导致更大偏差，遵循由易到难、由外至内的原则进行排查与解决。
- 优化操作参数
首先应通过监控系统数据，调整精馏塔的塔压与回流比，恢复正常温度梯度。适度增加回流可以强化分离效率，使氩含量逐步降低。 - 稳定负荷与冷量分配
避免频繁的负荷波动和冷量调整，尤其在季节交替或设备维护后，应逐步恢复负荷运行，以保持塔内物料平衡。 - 检查氩系统并进行排氩操作
如果装置带氩提系统，可适当提高氩提塔负荷，加快氩的分离速率。对于不带氩提的系统，则可在短时间内排放部分液空或粗氧，帮助恢复塔内氩含量平衡。 - 定期维护与检修
定期检查换热器、阀门、控制系统等设备的工作状态，避免因微小故障导致氩返流。必要时可进行冷箱复冷或局部解冻，确保系统分离性能恢复。
高纯氧产品中氩含量超标是空分装置运行中常见的问题之一，其本质原因多与分离系统参数波动、氩系统异常及冷量分配不均有关。通过建立完善的监测机制、规范的操作记录与定期维护制度，可以有效防止问题发生。一旦出现超标，应根据运行数据合理调整塔压、回流比与氩提系统负荷，避免盲目操作造成损失。只有持续稳定地控制各环节参数，才能长期保证空分产品的高纯氧品质，满足工业生产对高纯氧的严格要求。
浙公网安备33018302001289号
