合成氨提氢岗位工艺操作规程.doc

合成氨提氢岗位工艺操作规程第一节 岗位任务与基本原理1 岗位任务用氢氮气体膜分离技术从合成氨弛放气中回收氢气，并返回压缩系统重新用于合成氨生产。2 原理利用中空纤维膜对氢有较高的选择渗透性，籍助中空纤维膜管束内外分压差为推动力，通过渗透、溶解扩散等步骤从而使氢、氮气及惰性气体分离。中空纤维膜管束内侧形成富氢区气流，外侧形成惰性区气流，前者称渗透气，后者称尾气，渗透气集流一起再送压缩机加压后去合成氨，尾气则送造气吹风气回收做助燃气体。第二节 工艺流程与工艺指标1 工艺流程1.1 工艺流程简述中空纤维膜气体分离装置流程简述：（1）来自合成系统的弛放气由氢气、氮气、氨和甲烷及氩气组成，其压力（表压）为30Mpa，通过膜分离装置将其中的氢气分离出来。（2）弛放气首先经薄膜调节阀MB1减压，然后进入氨洗塔，气体在氨洗塔中与高压水泵打进的软化水在填料层中逆流接触，气相中的氨被水吸收后变成氨水，由塔底排出，脱氨后的气体由塔顶排出后进入气液分离器，使水洗过程中产生的雾沫夹带得到分离。水洗目的主要是净化弛放气，除掉其中的氨，水洗后气体中的氨含量应低于50ppm，洗氨塔吸收过程是个放热物理化学过程，因此，塔底氨水温度较高，约60左右。（3）氨洗塔顶排出来的气体通常在25左右，由于水洗过程气液两相平衡，使得塔顶出来的原料气处于饱和状态，在气液分离器以后的管路及膜分离器中遇冷降温会出现水雾，进入膜分离器后会造成膜分离器性能下降。因此，气液分离器排出来的气体必须经过加热处理。加热器为一套管式换热器，热源为饱和蒸汽。原料气在换热器中被加热到40-50，此时原料气中的水含量远离饱和点，防止原料气进入膜分离器后产生水雾，影响分离性能。（4）经过水洗、加热后的原料气送入膜分离器中进行分离，分离器组由一根2003000mm，两根1003000mm中空纤维膜分离器组成，采用串联形式连接。每根分离器均可用阀门切断或接通，根据不同的处理量改变回收氢气的纯度和回收率。（5）原料气进入膜分离器后，中空纤维膜对氢气有较高的选择性。靠中空纤维膜内外两侧压力差为推动力，通过渗透、溶解、扩散、解析等步骤而实现分离。使中空纤维膜内侧形成富氢区气流，而外侧形成了惰性气流。前者称为渗透气、后者称为尾气。渗透气经压缩重返合成系统，尾气供燃烧炉燃烧。（6）渗透气压力为2.2Mpa，原料气与渗透气之间的压差保持在11Mpa以下，压差是膜分离器重要操作指标之一，压差过大会使中空纤维膜遭到破坏。（7）原料气经过三根膜分离器后，其中90%以上氢气被分离出来，剩余尾气中氢气含量少，通过第四根分离器的尾部薄膜调节阀减压至0.1Mpa排出，送造气吹风气回收燃烧炉助燃。1.2工艺流程图2 工艺指标氨洗塔压力:11.0MPa渗透气压力:1#:3.0MPa 2#:2.2MPa 3#: 0.8Mpa 膜分离器压差： 11.0Mpa 二级膜分离器压差：2.5Mpa入膜分离器原料气温度：4050 入膜分离器氨含量：50ppm二级膜送双氧水渗透气：氢气纯度98.5%CO10ppmCO225ppmS(H2S) 0.1ppmNH320ppmCH420ppm第三节 主要设备设备一览表序号设备名称规格型号数量系统1高压柱塞泵3DT1/16 Q=1 m/h N=7.5kwP=16Mpa n=82rpm11#3DT1/150 Q=1m/h N=7.5kw n=85rpmP=16Mpa n=85rpm1公用3DD1 Q=1 m/h N=5.5kwP=16Mpa n=230rpm12# 2膜分离器100300041#100300022#200300012#150100033#3软 水 槽13001700公用4氨 洗 塔233600011#281600012#5气液分离器205300011#205300012#6套管加热器F=0.43m11#F=0.43m12#F=0.119m13#第四节 正常操作要点1 系统压力的控制 操作中应严格控制氨洗塔渗透气总管压力在指标以内，特别应注意控制膜分离器入口与渗透气总管之间的压差保持在11Mpa以下，压差过大会造成中空纤维膜的破坏。任何时候不允许反压差的产生。2 液位控制严格监视净氨塔液位在规定的指标内，严防液位跑高引起带液事故损坏膜分离器，当液位仪表失灵时，应立即停车处理，当出现高压水泵不打液时应立即开启备用泵后，再停在用泵检修。当发现带液时，应立即停车联系有关人员进行妥善处理。经常巡视脱盐水槽液位，严防缺水抽空事故的发生。3 入膜氨含量的控制 入膜气体氨含量超标，会造成中空纤维膜分离性能下降，严重时会破坏中空纤维膜而不能使用。因此，正常生产中应保证吸收用水的水量，防止水泵抽空或打液量不足，正常净氨后原料气中氨含量应小于50 ppm，如检测时发现氨含量超标，应及时查明原因予以排除。入膜分离器原料气温度的控制 正常情况下净氨塔排出的气体，通常在25左右由于水洗过程中气液两相平衡，使气液分离以后的管路及膜分离器中遇冷会出现水雾，造成分离器性能下降，为此原料气在进入膜分离器前应进行换热加温至45-50，使原料气中的水含量远离饱和点，以保证膜分离器正常的分离性能。为此不得断绝加热蒸汽或热水。当蒸汽或热水因故断绝供应时，应及时处理，或恢复供汽后再进行开车。4 渗透气总管氢浓度的控制 根据合成放空气量多少，调节膜分离器开停个数，控制渗透气总管氢含量大于80%。5 加强巡回检查1) 每小时检查一次泵的运行情况，检查油位、输水量、泵出口压力电机温度等，保证泵的正常运转。2) 每半小时检查一次脱盐水槽液位，以防液位过低，造成高压水泵抽空。3) 每班两次定时排放气液分离器积水，防止液位过高，导致带液现象的发生。4) 每小时检查一次等压回收塔及缓冲罐的气体压力，防止超压引发事故，并每两小时排放缓冲罐积水一次。 5) 每班检查各静止设备的跑、冒、滴、漏情况。第五节 开停车操作1 正常开车1.1 开车前的准备工作1) 检查各设备、管道、阀门、分析取样点及电器、仪表控制系统，必须正常完好。2) 检查系统内所有的阀门开关位置，应符合开车要求。3) 检查脱盐水槽水位是否达5080%。4) 与合成岗位及供电供压缩空气岗位联系，做好开车准备。1.2 开车1) 由仪表控制台给控制仪表送电查看仪表工作状态。2) 启动高压水泵通过近路阀使软化水全部回流。3) 由氨洗塔液位计查看液位情况，如果无液位或液位偏低，控制回流阀向塔内送水，使液位保持在50%，先用手动调节，待液位稳定后，打自调位置。4) 缓慢开启近路阀，以每分钟0.30.5Mpa的升压速率，向氨洗塔送气，当压力升至11Mpa时，塔前截止阀全开，薄膜调节阀打自控，关近路升压阀。5) 流量、压力稳定后，察看原料气加热温度是否偏离规定值（40-50）。6) 预放空510分钟，取样分析原料气中氨含量规定值应低于50ppm。7) 原料气的氨含量与温度达到规定的要求，可以向膜分离器送气升压由近路阀以每分钟0.30.5Mpa的升压速率向膜分离器送气，压力升到1011Mpa开调节阀前手动阀并打自调位置，关近路升压阀。8) 分离器压力升到810.5Mpa时，开渗透气、尾气调节阀前手动阀，关闭预放空，至此，完成原料气由预放空向膜分离器切换过程。9) 由操作台上仪表检查和调整各部分操作参数，使各项控制指标在要求范围内。10) 系统检修后的开车同原始开车。2 停车2.1 正常停车1) 向有关岗位发出停车通知。2) 按下停车按钮，薄膜调节MB1MB5同时关闭，水泵停车。膜分离器自动进入封闭保护状态。3) 关闭阀FJ1、FJ7、FJ15。4) 渗透气压力P7I升至5-6Mpa时，开启阀FJ11，缓慢将渗透气放空，注意P6I与P7I压差不大于11Mpa。5) 原料气压力P6I降至0.1Mpa时，关闭放空阀FJ11。如果长时间停车必须关闭阀FJ12、FJ14。防止膜分离器反压。暂时停车可不关闭。6) 临时停车，洗氨塔中原料气可以不放空。如果长时间停车，洗氨塔中原料气必须通过阀FL2放空，但应保持塔中0.51.0Mpa的正压。7) 停车后将07处孔板流量计的平衡阀打开。2.2 紧急停车如果接到其它岗位要求或者本装置出现故障需要紧急停车时，可按正常停车程序操作。本装置正常参数超出规定，安全联锁系统会自动控制停车，装置便进入封闭保护状态，操作者接到自动停车报警信号后要按正常停车的（2）和（6）条程序处理。2.3 长期停车1) 通知有关岗位准备停车，如合成、压缩或脱碳、吹风气、尿素等岗位。2) 按短期停车步骤停车，按停车按钮，安全联锁系统自动控制停车装置进入封闭保护状态。水泵停车，关闭各自调节阀前手动阀，关各膜的渗气出口阀。3) 开预放空卸掉氨洗塔的压力，开渗气、尾气放空阀，卸掉膜内压力，卸压后关上各放空阀，并将膜分离器前后的各阀门关闭好，防止膜内出现反压差。4) 关去吹风气的尾气阀，改为大气放空，卸压后关放空阀。5) 水泵停车后，关进出口阀开近路阀及排气阀，关水槽上水阀。6) 如氨洗塔需检修，应将塔内氨水排净，并注满水清洗置换合格。3 操作中注意事项1) 开停车过程中升压和降压必须缓慢操作。严禁压力突升或突降，气流速度过大会冲坏中空纤维膜。2) 原料气与渗透气之间的压力差，严格控制在11Mpa以下，超压差会造成膜分离器破坏。3) 膜分离器不论在开、停，还是运转中严禁出现反压即P7I大于P6I。4) 原料气加热升温，严格控制温度在4050，不得超过55。5) 洗氨后的原料气中氨含量严格控制在50ppm以下，否则不得进入膜分离器。6) 洗氨塔无液位指示时，首先检查L1ICSA液位指示控制及变送系统是否出现故障，查明原因，不能冒然地向洗氨塔中打水，以免造成液泛，使膜分离器进水。7) 保证软化水质量，控制软化水中钙、镁离子含量不超标，防止洗氨塔填料结垢，致使塔速增大，达到泛塔速度而“泛塔”，即液泛。泛塔后，即带水，又带氨进膜分离器，对中空纤维膜造成严重损坏。有条件的厂家可以采用脱盐水，提高软水质量。8) 对控制仪表要做到经常检查、维护，使控制仪表处在正常工作状态。9) 当装置正常运转时，严防思想麻痹大意，脱离岗位操作。4 原始开车4.1 开车前的准备 对照图纸，检查和验收系统内所有的设备、管道、阀门、分析取样点及电器、仪表等，必须安装完毕，正常完好。4.2 单体试车1) 系统开车前必须对高压柱塞水泵单体试车合格。2) 系统开车前必须对自控仪表调试合格。3) 系统吹净和清洗4.3 吹净前的准备1) 按气、液流程依次拆开各设备和主要阀门的有关法兰并插入档板。2) 开启各设备的放空阀，排污阀及导淋阀，拆除分析取样阀、压力表阀及液位变送器（有过滤器的位置应拆除过滤器）。3) 吹净操作用0.20.3Mpa压缩空气（或直接用放空气），按气体流程逐台设备，逐段管道吹净（不得跨越设备、管道及工段间的连接管道）。放空、排污分析取样及仪表管线同时进行吹净。吹净时用木锤轻击外壁，调节流量，时打时小，反复多次，直至吹出气体清净为合格，吹净过程中每吹完一部分后随即抽掉有关档板，并装好有关阀门，管道及法兰。4) 净氨塔系统清洗拆开塔顶法兰，关闭气体入口阀及液体排放阀，打开底部排污阀，由塔顶向塔内加入清水进行清洗，直至塔底排污阀流出水清净为合格，然后停止加水，并排净塔内水装好塔顶法兰。5) 系统气密试验 检查系统所有阀门开关位置是否达到试压试气密状态。然后通知合成岗位准备用弛放气进行试气密。 应开阀门：原料气减压阀、氨洗塔出口气相阀、分离器导入阀、渗透气出口阀。 应关阀门：原料气减压手动阀、高压水泵出口阀、各导淋阀、排污阀、取样阀。 稍开原料气手动阀进行补气充压，试压过程分二个阶段。第一个阶段为05.0Mpa，第二个阶段为5.011.3Mpa。压力升到5.0Mpa时，关死手动调节阀，然后进行全面检查，并以肥皂水涂抹焊缝和法兰处，发现漏点及时做好标记，待卸压后处理，在第一阶段试漏试压完成后，仍用手动阀调节升压，用上述同样方法进行试漏气密检查和处理，直至系统无泄漏，并保压10分钟压力不降为合格。 注意事项：气密试验及试压过程中严禁高压气体串入低压系统，与低压系统相连的阀门一定要关死，并做好应急措施。4.4系统置换1) 启动高压水泵。2) 水进入洗氨塔中，待塔底水位达到50%液位后，打开阀FJ3保持液位高度。3) 开启阀FL1，接通弛放气。向洗氨塔送气升压，升压速率每分钟0.30.5Mpa操作。4) 待洗氨塔压力升至6Mpa时，开启阀FH2，关闭阀FJ3，通过薄膜调节阀MB2自动控制液位在50%。5) 开启阀FJ1，关闭阀FL1，控制薄膜调节阀MB1，使洗氨塔压力P2I由6Mpa逐渐升到812.2Mpa，由阀FL2放气置换，置换完毕关闭阀FL2。6) 开启放空阀FJ11、FJ13。7) 开启阀FL3，缓慢向膜分离器升压，升压速率按每分钟0.30.5Mpa操作。8) 待膜分离器系统压力P6I升到0.3Mpa时，膜分离器稳压在0.3Mpa进行置换操作。9) 置换完毕后关闭阀FJ11、FJ13、FL3。4.5 系统开车（1）开车前的准备工作A.检查仪表控制系统是否能正常工作a) 电网电压22010v。b) 电源箱BD1和BD2电压24vDCc) 合上各仪表开关，查看每块仪表是否有电，将报警指示开关打倒实测位置（上限实测下限）。 d) 压力变送器及压差变送器连接工艺管道上的截止阀全部打开，排污阀全部关闭，差压变送器平衡阀全部打开，压力表上截止阀全部打开。e) 液位报警指示仪表开关从实测打到上限位置，软水流量开关打到开的位置。f) 水泵动力柜空气开关打到合的位置。g) 将复位按钮启动。h) 检查仪表空气是否有压力。薄膜调节阀MB1、 MB2 、MB3、MB4、MB5上电-气阀门定位器输入表压0.22Mpa。i) 调节器给定值打到工艺规定数值上，将自动软手动硬手动打到自动位置上。j) 液位指示值在50%以下时，将上限实测下限打到上限位置上，软水流量指示开的位置。k) 启动水泵时，按下QA1开关，电机运转应有电流指示。l) 关闭软水流量计差压变送器上平衡阀。m) 洗氨塔有水后，液位调节器指示高于15%，将开关（数字报警指示仪），从上限打到实测位置。软水流量指示高于0.4m/h时，将开关打到关的位置。n) 原料气进入膜分离器后，MB5调节阀打到硬手动上。o) 装置停车时，按下停车开关。p) 出现故障时，联锁保护将自动停车。重新开车时，请按复位开关。q) 停车后将07处孔板流量计平衡阀打开。B.查看软水情况，如水位 75%。C.确定弛放气排放量。D.通知有关岗位准备开车。E.做好分析取样准备工作。F.全面检查装制开车时各工艺阀门的开启状况。a) 全闭阀：FJ1 ，FJ2，FJ3，FJ5，FJ7，FJ11，FJ12，FJ13，FJ14，FJ15 ，FJ16， FJ22 ，FJ26，FL1 ，FL2，FL3，A1，A2，A3， A4-1，A4-2，A4-3，A4，A5。b) 全开阀：FJ4， FJ6， FJ8，FJ9，FJ10， FJ24，FJ25， FJ27，FJ28，FJ29。c) 薄膜调节阀开车前控制状态 控制系统01PICSA处于指示、控制、记录状态，给定值压力812.2Mpa，报警联锁上限大于工艺指示0.4Mpa。 控制系统02L1ICSA处于指示、控制、记录状态，液位给定值控制50%，报警联锁上限95%，下限5%。 控制系统03TICSA处于指示、控制、记录状态，温度给定值35-45，报警联锁上限55。 控制系统04HFC处于手动控制状态。 控制系统05-HFC处于对尾气流量手动调节、控制状态。（2） 开车程序A、由仪表控制台给控制仪表送电察看仪表工作状态。B、启动高压水泵。C、由洗氨塔氨水液位计L1ICSA察看液位情况，当液位达到50%给定值时，开阀FJ3，保持液位高度。D、缓慢开启升压阀FL1以每分钟0.30.5Mpa是升压速率向洗氨塔送气，当压力升至56Mpa后，缓慢开启阀FJ1使洗氨塔压力缓慢上升至812.2Mpa。半开阀门FL2预放空。E、流量、压力稳定后，开阀FJ2，关闭阀FJ3，由调节阀MB2自动控制液位在50%。F、察看原料气加热温度是否偏离规定值（35-45），如果偏离由TICSA进行调整。G、预放空510分钟后，通知分析人员由阀A3取样分析原料气中氨含量，规定值应低于50ppm。H、原料气的氨含量与温度达到规定要求后，可以向膜分离器进气升压。缓慢开启阀FL3，以每分钟0.30.5Mpa的升压速率向膜分离器送气，压力升至56Mpa时，缓慢开启阀FJ7，使分离器压力升至812.2Mpa。I、分离器压力升至812.2Mpa时，迅速关闭阀FL2，FL3，全开阀FJ7，全开阀FJ12，FJ14，薄膜调节阀MB4、MB5投入使用，至此完成原料气由预放空向膜分离器切换过程。J、由操作台盘上仪表检查和调整各部分操作参数：仪表代号指 示 值报警上下限单 位PICSA812上限12.6MpaL1ICSA50%上限95%L2ICSA050%下限幅5%TICSA3545上限55F2IAS0.4100下限小于0.4m/hF3I10001400Nm/hF1I9001200Nm/h现场仪表指示：仪 表 代 号指 示 值单 位P1I30.0MPaP2I8122MPaP3I1.6MPaP4I8122MPaP5I1.28MPaP6I812.2MPaP7I2.2MPaP8I2.2MPaP9I812.2MPa（3）二级膜根据需要由调度员、值班长下达指令，进行开停车操作。A.开车a 接到开车指令后，当一、二套渗透气的氨含量与温度达到规定的要求，可以向膜分离器送气升压。缓慢开启近路阀FJ02，以每分钟0.30.5MPa的升压速率向膜分离器送气,压力升到0.81.0Mpa时，缓慢开启渗气、尾气放空阀FJ09和FJ10进行置换，置换5分钟后关闭放空阀FJ09、FJ10。b 缓慢开启原料气自调阀前截止阀FJ01，同时缓慢开启渗气阀FJ06和尾气自调前截止阀FJ07。当分离器压力升到2.3MpaJF ,近路阀FJ-02全关，渗气阀FJ06和尾气自调前截止阀FJ07。尾气薄膜调节阀HV703投入使用。至此完成一、二套渗透气由预防空向膜分离器切换过程。B、停车a、向有关岗位发出停车通知。b、按下停车按钮，膜前和尾气调节阀关闭，旁路调节阀打开，膜分离器自动进入封闭保护状态。c、迅速关闭原料气进口自调阀前截止阀FJ01和渗气截止阀FJ06。d、此时渗透气压力会逐渐升高，开启渗气放空阀FJ09，缓慢将渗透气放空，注意原料气进口压力PI102与渗透气压力PI103压差不大于2.5Mpa。e、一、二套渗透气压力PI102降至0。1Mpa时，关闭放空阀FJ09。如果长时间停车必须关闭尾气自调阀前截止阀FJ07。防止膜分离器反压。暂时停车可不关闭。f、停车后将渗气孔板流量计A03处的平衡阀打开。5 高压水泵倒车操作检查备用泵各阀门开关及油位是否处于正常位置。盘车35圈，并打开泵头排气阀。按正常情况启动备用泵。待排气管排出水无气泡且打液均匀后逐渐关小排气阀加压至8Mpa，打开泵出口阀，关死排气阀。察看压力表及流量指示表是否在指标内。待备用机运转正常后，按正常停车步骤停在用泵。第六节 原因分析及事故处理不正常情况原 因处 理高压水泵打液量不足、不稳a、活门坏b、柱塞填料泄漏严重c、柱塞与连杆之间洗节脱落d、活门室内有气体未排净e、回流阀内漏a、停车更换b、紧填料或停车更换c、停泵重新连接或更换d、开排气阀排放e、更换回流阀氨洗塔泛液a、原料气流量过大b、脱盐水质差，造成塔内填料局部堵塞，气液偏流c、自控仪表失灵造成假液位d、氨洗塔填料支架坏a、适当减小气量b、停车清洗c、联系仪表维修d、停车处理膜入口氨含量偏高氨洗塔水洗效果差高压水泵打液量低检测管失效a、查明原因提高效率b、倒泵检修c、更换渗气总管氢含量偏低a、尾气阀开的太小弛放气流量小b、弛放气小而膜分离器开的台数多c、膜分离器损坏a、适当开大尾气遥控阀b、适当减少开膜台数c、更换等压回收塔缓冲罐超压a、合成贮槽放空量过大b、送吹风气管道阀门关闭或开户度太小或堵塞c、压力表坏d、自调阀失灵a、适当开大尾气遥控阀b、联系吹风气开大阀门开启度或检查管道是否堵塞c、更换压力表d、联系仪表检修高压水泵跳闸a、断电b、保护性跳车紧急停车，关氨洗塔进口阀，膜分离器进口阀，联系相关部门查清原因，排除故障二级膜出口渗透气a、一级膜渗透气氢含量低b、膜分离器损坏c、止逆阀关闭不好，交货气倒回d、紧急停车时，切断阀未关严a、提高一级膜渗透气氢含量b、更换损坏膜c、停止向二厂送气，防止出现影响生产的事故，关闭止逆阀或切断阀