空分裝置淨化系統分子篩失活的原因

1.含水量過高對分子篩活性的影響
空分裝置清淨機的主要作用是去除空氣中的水分和碳氫化合物含量，為後續系統提供乾燥空氣。設備結構為水平雙層床形式，下部活性氧化鋁填充高度為590毫米，上部13X分子篩填充高度為962毫米，兩台淨化器相互切換。其中活性氧化鋁主要吸附空氣中的水分，分子篩利用其分子選擇性吸附原理吸附碳氫化合物。依分子篩的材料組成及吸附性能，吸附順序為：H2O>H2S>NH3>SO2>CO2（鹼性氣體吸附順序）。H2O> C3H6> C2H2> C2H4、CO2、C3H8> C2H6> CH4（碳氫化合物吸附順序）。可見其對水分子的吸附性質最強。但分子篩的含水量太高，遊離水會與分子篩形成水結晶。用於高溫再生的2.5MPa蒸氣所提供的溫度（220℃）仍無法除去這部分結晶水，而分子篩的孔徑則被結晶水分子佔據，因此無法繼續吸附碳氫化合物。從而導致分子篩失活，使用壽命縮短，水分子進入精餾系統低壓板式熱交換器，造成熱交換器流道結冰堵塞，影響氣流通道以及熱交換器的傳熱效果，嚴重時設備無法正常運作。
2 H2S和SO2對分子篩活性的影響
由於分子篩的選擇性吸附作用，除了對水分子有較高的吸附作用外，其對H2S和SO2的親和力也優於其對CO2的吸附性能。H2S和SO2佔據分子篩的活性表面，酸性成分與分子篩反應，會導致分子篩中毒失活，分子篩的吸附能力下降。分子篩的使用壽命縮短。
綜上所述，空分空冷塔出口空氣中水分、H2S、SO2氣體含量過高是造成分子篩失活、使用壽命縮短的主要原因。透過嚴格控制製程指標、增設淨化器出口水分分析儀、合理選擇殺菌劑種類、及時定量殺菌劑投加量、水冷卻塔添加原水、定期採樣分析熱交換器洩漏等措施，安全穩定淨化器的運行可以起到及時檢測、及時預警、及時調整的目的，很大程度保證了分子篩的使用效率。