合成氨提氢岗位工艺操作规程.doc
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1、 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
2、)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
3、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
4、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
5、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#2003000
6、12#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
7、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
8、-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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、,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
14、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
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