第一章 前言. 1
第二章 工艺说明. 2
第一节 概 述. 2
第二节 二氧化碳分离系统工作原理的过程实施. 2
第三节 工艺流程. 5
第三章 开 车. 5
第一节 初次开车前的准备工作. 5
第二节 系统的启动、运行和停车. 12
第三节 系统的故障与处理方法. 19
第四章 安全技术. 20
第一节 概 述. 20
第二节 氢气的基本特性. 21
第三节 装置的安全措施. 21
第四节 氢气系统运行安全要点. 22
第五节 消 防. 23
第六节 安全生产基本注意事项. 23
第五章 安全规程. 25
第一章 前言
本装置是采用变压吸附(Pressure Swing Adsopton简称PSA)法,分离变换气中二氧化碳。装置设计参数如下:
处理能力:13000Nm3/h
净化气:CO2含量≤0.2%
氢回收率:98.5%
吸附压力:0.75MPa
吸附温度:环境温度(≯40℃)
本装置为八塔三进五均真空解吸PSA脱碳工艺,改变操作条件可以调节净化气中二氧化碳含量。就PSA工艺特点而言,净化气中二氧化碳含量越低,氢回收率就相应降低。所以操作中不应单纯追求脱碳净化气中二氧化碳含量,而应视实际需要,选择适当的二氧化碳含量,以获较高的经济效益。
本装置采用气相吸附工艺,因此原料气不应含有任何液体和固体。
在启动和运转这套装置前,要求操作人员透彻地阅读这份操作说明书,因为不适当的操作会导致运行性能低劣,甚至造成吸附剂损坏。
本说明所涉及压力均为表压。
本装置系在原装置的基础上进行了局部改造,因此,操作说明也是在原说明书上进行了部分修改。
第二章 工艺说明
第一节 概 述
变换气温度≯40℃,压力0.75Mpa,二氧化碳含量约28%。PSA二氧化碳脱除系统的目的就是将其脱除到0.2%以下,以保证下工序的生产要求。它包括分离器(V—0101)、吸附塔(T—0101A—H)、净化气缓冲罐(V—0102)、真空泵(P—0101A—D)、气体储罐V0103—V0104等设备。
第二节 二氧化碳分离系统工作原理的过程实施
本装置采用变压吸附工艺脱除变换气中二氧化碳。
变压吸附的基本原理是利用吸附剂对吸附质在不同分压下有不同的吸附容量,并且在一定吸附压力下对被分离的气体混合物的各组份又有选择吸附的特性,加压吸附除去原料中杂质组份,减压脱附这些杂质而使吸附剂获得再生。因此,采用多个吸附床,循环地变动所组合的各吸附床压力,就可以达到分离气体混合物的目的。
PSA法脱除变换气中二氧化碳,即利用所选择的吸附剂在一定的吸附操作压力下,选择吸附CO2而使气体得以净化。当吸附床压力降低时,被吸附的组份就得以解吸,使吸附床按一定的顺序变动压力就组成连续分离气体混合物的PSA装置,整个操作过程在入塔原料气温度下进行。
1、吸附剂的再生通过几个步骤完成:
⑴吸附塔压力降至低压
首先顺着吸附方向降至某一中间压力(均压),以收回床层死空间(系指吸附塔内除去吸附剂外的所有空间)的气体,并继续顺着吸附方向降至低压,此时被吸附的杂质组份从吸附床部分解吸,并被排出吸附塔。
⑵抽真空,使塔内处于负压状态,进一步解吸杂质。
⑶吸附塔被均压气和产品气加压到吸附压力,以准备再次吸附分离原料气。
为了减少氢、氮气的损失,应尽量回收床层死间的氢、氮气。从而获得较高的收率。本装置采用八塔流程,可进行五次均压操作。
2、八塔三进五次均压工艺流程
每个吸附塔在一次循环中需经历:吸附、一均降、二均降、三均降、四均降、五均降、顺向放压、逆向放压、抽空、五均升、四均升、三均升、二均升、一均升、产品气再加压等步骤。(以A塔为列说明,参见图一以及工艺流程图)。
⑴吸附
来自气液分离器的变换气,经KV-1A从A塔下端入口,在吸附工作压力自下而上地流经吸附床,气流中二氧化碳被吸附剂选择性的吸附,脱除二氧化碳后气体经KV-2A从塔顶排出作为产品气输入产品缓冲罐(V0102)。当杂质组份的吸附前沿(即指产品中所允许的最大杂质浓度)到达吸附床一定高度时,即停止原料的输入和产品气的输出。此时吸附前沿同出口端之间尚留一段“未使用过的吸附剂”一预留段。
⑵一均降
吸附结束后,通过KV-3A、KV-3C立即与C塔进行压力均衡,即其出口与C塔出口连通,此时A塔的吸附前沿继续向前推进,当A、C两塔压力基本平衡后,关闭KV-3C,A塔的吸附前沿仍未到达出口端。这一过程的作用是回收A塔死空间的部分产品气,其组成纯度于输出的产品气相同。
⑶二均降
一均结束后,A塔内尚有一定压力,此时开启KV2使塔内的气体放入储罐V0103中,使二者压力平衡,然后关KV2、KV3A。V0103内气体,等待以后其他塔二均升用。
⑷三均降
开启程控阀KV4A、KV4G,让A塔气体直接进入G塔,当两塔压力平衡后,关KV4G。
⑸四均降
开启程控KV3,让A塔气体徐徐放入V0104中,当二者压力平衡后,关KV3。
⑹五均降
开启程控阀KV4D,让A塔内气体直接均入D塔中,当两塔压力平衡后,关KV4D、KV4A。
⑺隔离
关闭A塔的程控阀,等待执行下一步骤。
⑻顺放
五均降结束后,A塔内最后剩余气体压力已经不太高,通过开阀KV4A、KV4,卸压排出。排出气可放空,也可回收至煤气气柜。这一过程的目的是将吸附塔压力降至常压,同时回收部分H2、N2气体。此过程要求吸附床降到最低压力,关KV4A、KV4。
⑼逆放
开启KV5A,将塔中剩余气体逆着吸附方向进一步放空至常压,关KV5A。
⑽抽空
利用KV6A与真空泵连通,对吸附塔实施抽空,以进一步解吸。抽空结束,关KV6A。
⑾五均升
开启程控阀KV4A、KV4B,使B塔的五均降气体直接均入A塔中,当两塔压力平衡后,关KV4B。
⑿四均升
开启程控阀KV3、使储罐V0104中气体充入A塔中,当二者压力平衡后,关KV3。
⒀三均升
开启程控阀、KV4C,使C塔中气体充入A塔,当两塔压力平衡后,关KV4A、KV4C。
⒁二均升
开启程控阀KV2、KV3A,使储罐V0103中气体充入A塔,当二者压力平衡后,关KV2。
⒂一均升
开启程控KV3C,接受从C塔来的气体升压,当两塔压力平衡后,关KV3C、KV3A。
⒃隔离
关闭A塔所有程控阀,等待执行下一步骤。
⒄最终升压
开启程控 阀KV1、KV3A用产品H2、N2气对A塔升压,当A塔升压至吸附压力,关KV3A、KV1。吸附床为下一循环的所有准备工作即告完毕,紧接着进行下一循环过程。
其余七塔的操作步骤与A塔完全相同,只是在时间上按一定程序相互错开。
五次均压升压过程的作用,不但回收了各塔在死空间的气体,提高了A塔的压力,而且还将A塔尚残存的少量杂质,推向吸附塔的进口端,起着吸附剂的“更新”作用。均压次数越多,越利于将杂质推向塔底部,越利于吸附剂的再生。
第三节 工艺流程
1、二氧化碳脱除系统
来自变换工段的变换气,压力约为0.75MPa,温度≤40℃,由管道PG0101进入V—0101,将原料气中的机械水进一步分离掉以减轻吸附床的负荷。分离出的水通过阀V05—1排到地沟。原料气则通过管道PG0102,经流量计系统FIQ—01计量,依秩经程控阀KV1A—1H进入各吸附塔。产品气则依秩通过程控阀KV2A—2H引出,由管道NH0101,经压力调节阀后进入产品气缓冲罐(V0102),由V—0102出来的气体经产品气流量计系统FIQ—102送后工序。
来自二氧化碳脱除系统的解吸气,在顺放阶段经管道PG0105进入气柜回收或放空。在抽空阶段,解吸气依秩经程控阀KV6A—6H及真空泵抽吸经阻火器排入大气。
第三章 开 车
开车分为初次开车和正常开车,初次开车前应作好一系列准备工作,而正常开车时只要按规定将某些阀和控制点设定后即可启动。
第一节 初次开车前的准备工作
(1)管道试压与吹扫
管道安装完毕后,应对管道系统进行水压强度试验,水压严密性试验,气压严密性试验及泄露量试验。
管道系统作水压强度试验与水压严密性试验,如水压试验确有困难时,可用气压试验代替,但必须采取有效的安全措施,并报请主管部门批准。
试验前应检查、核对已安装的管道、管件、阀门及支、吊架等,应符合设计要求和《工业部管理工程施工及验收规范》(GBJ235—82)的规定,并对有关资料进行审查。
试验用临时加固措施经检查确认安全可靠,焊缝及检查部位,不应涂漆和保温,应具有完善的,并经批准的试验方案。
凡不参加试验的系统、设备、仪表等加以有效的隔离、以防进水。安全阀、流量计应拆卸,加置盲板的部位应有明显的标记和记录。
试验过程中如遇泄漏,不得带压修理。消除缺陷后应重新试验。系统试验合格后,试验介质应在合适地点排放,并注意安全。
试验完毕后,应立即拆除临时所加盲板,校对记录,并填写《管道验收记录》。
⑴水压强度试验
水压强度试验用洁净的水进行,系统注水时,应在高点将空气排尽。
水压强度试验压力为设计压力的1.25倍。
水压强度试验压力时,压力应逐渐升高,升至试验压力的一半,应停下来对管道进行检查,无问题时再升至试验压力的3/4,检查无问题时再升至试验压力。在试验压力下保持10分钟,以无泄漏,目测无变形,压力表指针不下降为合格。
⑵水压严密实验
水压强度合格后,把压力降至工作压力进行严密性试验。在工作压力下对管道进行全面检查,并用重1.5公斤以下的园头小锤在距缝15-20mm处沿焊缝方向轻轻敲击。至检查完毕时,以无泄漏,压力不下降为合格。
水压试验宜在5℃以上的环境进行,否则须有防冻措施。水压试验完毕后,应用压缩空气或氮气对管道进行吹干。
⑶气压试验
水压试验确有困难时,可用气压试验代替,试验介质用压缩空气或惰性气体(如氮气)。
气压强度试验压力为设计压力的1.15倍,严密性试验压力为设计压力。
气压试验时,压力应逐渐缓升,先升至试验压力的50%,进行检查,如无泄漏及异常现象时,继续按试验压力的10%逐级升至强度试验压力。每升一级稳压3分钟,达到实验压力后稳压5分钟,以无泄露,目测无变形等为合格。
强度试验合格后,降至设计压力,用涂刷肥皂水方法检查,如无泄露,稳压半小时,压力不降,则气压严密性试验合格。
⑷泄漏量试验
试验介质为压缩空气或惰性气体(如氮气)。试验压力等于设计压力,时间为24小时,没小时平均泄漏率0.5%为合格,试验时测压、测温点应有代表性,泄漏量试验在管道吹扫合格后进行。泄漏率按下式计算:
A=100/T(1-P2T1/P1T2)
式中:A—每小时平均泄漏率%;
P1—试验开始时的绝对压力:MPa;
P2—试验结束时的绝对压力:MPa;
T1—试验开始时气体的绝对温度:K0;
T2—试验结束时气体的绝对温度:K0;
T—试验时间:H
各种管道在投入使用前,必须进行吹扫,以清除管道内焊渣等杂物,管道的吹扫可在压力合格后进行,也可在压力试验前进行。
管道吹扫前,拆除各管道抹端盲板,还应将调节阀芯、节流阀门芯以及流量计孔板等拆除,待吹扫后复位。拆除时应注上记号,以免装错。吹扫时,管道和设备之间不得相互吹入脏物。管道吹扫应有足够的流量,吹扫压力不得超过设计压力,吹扫流速不小于20m/s。
吹扫时,应用木锤敲打管子,对焊缝、死角和管底部应重点敲打,但不得损坏管子。
吹扫合格后应填写《管道系统吹扫记录》。不得了再进行影响管内清洁的其他作业。
气体管道用无油压缩空气或惰性气体(如氮气)进行吹扫。吹扫时,在气体排出口处用白布进行检查,直到气体出口处干净为止。
2、对真空泵按制造厂要求实施单体试车,并做好记录
3、吸附塔吸附的装填
⑴概述
本装置共八个吸附塔,须装填三种不同的吸附剂,并依次由底部往上分层装填。
因为吸附剂对水分比较敏感,所以不能在雨天装填,必须在晴天装填。吸附剂的装填会有较多的粉尘产生,因此必须采取安全保护措施。
⑵装填准备工作
1)将吸附剂由库房搬运至现场,如不及时装填,就不应打开包装筒盖,并应用帆布盖好,以防下雨受潮。
2)提供吸附剂吊装的必要工具,根据甲方现场条件可使用起重汽车或卷扬机吊装,也可用其他安全可靠方法。
3)制作装填吸附剂的专用漏斗。
4)准备六个无底布口袋,其直径为0.15米、长6米。供装填吸附剂用。
5)仔细检查各吸附塔底部,丝网必须严密不漏。
⑶装填步骤
吸附剂通过专用漏斗及底部的无底布袋倒入吸附塔内,要注意不要使其从超过600毫米的高处自由落下。
首先倒入活性氧化铝,装填在塔的底部,装填完后设法抹平,并铺20~40目丝网一层。
其余空间先装填活性炭,开始装填活性炭时应将漏斗下部无底布口袋长度缩短1米,当装完活性炭后,应再次派人抹平吸附剂,然后取掉无底布口袋,并铺40目丝网一层,再将剩余空间用硅胶装满至上花板处,并用木棍小心捣实,补充装满,然后装好花板法兰。
⑷吸附剂粉尘吹尽
为将吸附床中的吸附剂粉尘除去,应用气体对吸附床进行吹除,吹除的气体可以是氮气或空气,但吹除气中不能含有强吸附质,特别不能含水和油,更不能用蒸汽等作为吹除介质。吹除时,一个塔一个塔的进行。其方法可以连续吹除,即从原料气入口引入吹除气体直接至顶端放空。也可以盖上法兰盖。间歇吹除,即先充压至0.2MPa后,再从解吸气管道迅速放空。两种方法均可将床层中绝大部份粉尘吹除,这样可以对以后正常操作带来很大好处。
吹除完毕后,拆除顶部法兰及花板,再一次补充吸附剂直至紧实为止,然后重新装好。
4、自控系统开车前的准备工作
⑴检查模拟量控制系统
本装置调节系统的模拟量控制一次表及二次表采用电系列显示调节仪表。在安装完毕后检查接线是否有误,仪表的零位和满度是否正确。然后对各个系统进行空负载模拟调试,同时检查所有手操系统,观察执行机构动作情况。
⑵检查执行机构(调节阀)的行程
调节阀输入0.02-0.1MPa时检查是否完全行程。并进一步阀位给定调试直至合格。
⑶检查微机气动控制系统
微机控制器的主空讯号经过电磁阀实现电-气转换后,驱动各程控阀,微机报警系统由程控阀阀位检测系统及成分分析系统(AIR101)发讯控制。以上系统按照要求安装完毕后,应严格按照程序检查接线是否有误,然后进一步检查状况。
①设置一均、二均等时间,开启。程序即从初始状态执行。仔细检查各功能键是否正常。
②按气压系统及控制阀使用说明书实施启动前的检查工作,在确保无误的情况下,启动气压系统。
③对程控系统进行空负荷调试。
首先使微机处于点动状态,仔细检查各系统是否正常。尤其是程控阀是否开关到位。待无误后将微机置于程控操作状态,检查运行情况最后终止微机信号输出,核实所有程控阀是否处于正常启动位置。
④检查微机报警系统。
⑤手拨CO2分析仪AIRA01的报警讯号,检查报警系统是否正常。
⑥检查流量计系统。
按流量计的使用说明书进行调校和检查。
⑦检查CO2连续分析仪。
当分析仪通入标准气时,二次仪表指针应指示出样气CO2含量处,当样气加入少量空气后,二次仪表上的指针应下降。如果二次仪表不是上述情况,需查故障,直至符合为止。
5、用氮气置换全系统
本装置所涉及原料气、产品气及解吸气均有大量氢,对氧含量有严格要求,装置在化工投料前必须用氮气置换合格,否则开车初期可能形成爆炸混合物而引起爆炸事故。
置换方法可按正常运行步骤进行。即以氮气作原料通过装置,直到产品气出口氧含量低于0.5%为止。
对于界区交接处应在上述置换过程开始前关闭所有阀门,并拆下法兰,将管道置换合格后,重新装好法兰。
整个装置置换完毕后,关闭所有阀门。阀V01、“8”字形盲板调装到接通位置。
第二节 系统的启动、运行和停车
1、启动前的准备工作
⑴工艺阀门的设定
①全开阀V02、V08、V09、V11、V13开一圈。
⑵自控系统阀门的设定
①全开所有压力表阀,变送器取源阀、调节阀、仪表气源阀在线CO2分析取样阀。
②通过计算机键盘设定模拟量控制系统的参数见表1。
⑶通知前、后工序作好送变换气和接收脱碳后净化准备工作。
⑷启动液压系统
按液压系统操作使用说明书启动。
⑸启动控制机
按说明书启动使控制机、液压系统、控制阀所组成的控制液动系统处于正常程序状态。再次核查是否正常,同时,一均、二均等时间按正常运行的操作参数设定。
⑹按生产厂家所提供的操作说明书,先将两组真空泵各启动一台真空泵。
2、当本系统准备工作一切就序后,即可将气体引入,使系统投料运行。
⑴通知前工序送气,使压力稳定在0.78Mpa后,逐渐开启阀V01,用V05-1排净积水,手动V01控制进入装置原料气流量。入塔气体流量大小应保持在每分钟吸附塔升高0.1Mpa的速度。(入塔气量有FIQR监视)
⑵当吸附塔压力升到0.75Mpa时,开V04-2放空并投云PICA-101系统开始在设计压力下运行,此时不合格产品气和解吸气由放空总管放空。
⑶将产品气在线CO2分析仪投入运行,观察产品气中CO2含量的变化。系统稳定后则每切一次CO2浓度就先降低,再升高。如果观察到这种规律的变化时,则系统已基本稳定。
⑷如果系统稳定后,真空系统运行也正常,真空度达到指标,产品气中CO2含量始终高于0.2%,此时应调整操作参数。使系统最终稳定,CO2浓度≤0.2%。
⑸V-0102置换合格后,即可对V-0102升压。通知下工序送气,开V12、关V04-2,将净化气稳定输出,压力为0.7Mpa左右的净化气送去下工序,并轻负荷生产(处理气量13000Nm3/h左右)。
⑹逐渐增加装置负荷。并开启另两台真空泵。
3.正常运行调节
⑴系统主要操作参数见表2
工作周期、原料气流量和产品氢、氮气中CO2浓度三者之间有直接联系,当要求产品气中CO2含量一定时,原料气流量变化对工作周期最敏感,原料气流量增大,则要求工作周期缩短,反之亦然。所以当流量变化大时,需要对微机重新设定时间,重新设定时间长短主要依据经验而定,通常处理量大时,设定时间就应缩短,否则反之。
通过调整操作周期的办法即能改变产品气中CO2含量。周期缩短,产品气中CO2浓度降低,但同时氢回收率下降,反之亦然。
⑵吸附压力的选择
只要调整PIC--101系统的给定值,就能使装置吸附压力在0.4-0.8Mpa范围内任何压力下运行。在改变给定值时需要缓慢进行。吸附压力高则产品压力升高。由于低压下CO2吸附效果不佳,为了保证氢、氮气高回收率,应尽可能在高吸附压力下操作装置。
表二
⑶运行检查项目和调整
为了取得良好的运行性能,在运行其间要检查和调整下列项目:
⑴吸附步骤
为了满足设计产品中CO2含量的要求,吸附步骤压力要求稳定,除进气压力要稳定外,吸附最终升压流量的调节直接影响吸附压力的稳定,再其次是流量要恒定。
⑵均压步骤
由于存在阻力原因,两个塔之间均压后的压力可能不一样,要求平衡后的压差在0.005MPa以内。设定均压时间只要满足实际的均压达到所需的时间就行了。通常时间设为15-30秒之间。
⑶顺放步骤
顺放步骤过程实际上是很迅速的。要求顺放塔压力达到0.001MPa左右,而真空泵抽吸使压力减至-0.08以下。
⑷最终升压的压力应该在切换时基本上达到吸附压力,如果升压不够,在该塔转入吸附步骤初期将有一段时间需要升压而使产品流量极小,并引起吸附压力波动,充压太快会造成产品流量波动大,也使吸附压力波动。最终升压到压力必须控制其低于吸附压力的差值0.02~0.03MPa内,充压速度用阀V13调节。
⑸产品纯度
一个吸附塔具有固定的负载杂质的能力。因此,在一个吸附-再生循环里能提纯一定数量的原料气。如果循环时间(周期)过长,由于导入的原料气过多会造成塔顶产品气中CO2含量升高,循环时间(周期)过短,则由于床层未充分利用而引起的氢损失增大(即氢回收率降低)。因此,在定时发讯操作时,循环时间(周期)的任何调整必须谨慎地进行。因为产品浓度的变化要滞后一个周期才能反应出来。
⑹产品纯度从不合格状态的恢复方法。塔顶产品气中CO2含量升高表示整个床层已遭污染。杂质组分已突破塔的出口端。造成此恶果的原因可能是操作调节不当,也可能是装置自控系统发生故障。一旦找出原因,经过处理应尽快恢复至正常状态。恢复的有效方法一是缩短循环时间(周期),一是降低负荷(减少处理气量)运转一段时间。如果二者结合起来则效果更好,产品纯度恢复得更快。但是注意缩短循环时间(周期)要保证最终升压步骤所需的起码时间。
4、停车
停车一般分为三种情况,正常计划停车,装置出现较大事故需立即停车和处理的紧急停车,为了处理一些小故障,停车时间不超过1小时的临时停车。
⑴正常停车
调节系统代号 |
控制方式 |
操作阀门代号 |
设定状态 |
PICA--101 |
自动 |
PV--101 |
给定值
0.75Mpa |
|
|
|
|
|
首先与前后装置联系,征得同意后,方可按如下程序停车。
①通知后工序将停供产品氢、氮气;
②通知变换工序停供原料气;
③关闭V09;
④停真空泵;
⑤关闭V01;
⑥操作控制机步进键,使各塔压力逐渐降至0.2MPa左右(希望各塔均能保持正压)。
⑦将各自动调节回路置于手动、关调节阀;
⑧停微机电源,关流量计取压阀;
⑨停液压系统;
⑩停仪表盘电源;
⑾将各工艺阀门关闭,使其处于开车前状态。
⑵紧急停车
①停控制机驱动电源,所有程控阀全部关闭;
②停真空系统;
③关闭阀V01、V09
④停仪表电源;
⑤停液压系统(短时间停车可不停液压系统)
⑥关闭其他一些必要的工艺阀门,使系统处于更安全的状态。
⑶临时停车
装置临时停车,按如下步骤实施;
①关闭阀V01;
②停真空泵;
③停控制驱动电源,关V01、V09。
5、停车后的再启动:
⑴正常停车后再启动
按本节1和2的方法启动
⑵临时停车后再启动
①开控制机电源;
②操作步进键,使系统处于停车时的状态,将控制机投运;
③开真空泵;(确认被抽吸附塔开始压力为常压)
④开阀V01。
通常产品气仍然合格,在产品气压力高于V0102压力时,自动进入V0102,转入正常运行,再开启V09。
⑶紧急停车后再启动
①开仪表电源;
②启动液压系统;
③开控制机电源、操作步进键,使CRT上所显示程序状态与吸附塔实际状态一致,将工艺阀门处置恰当后,将微机投入程序操作;
④开真空泵;(确认被抽吸附塔开始压力为正常或负压)
⑤开阀V01;
⑥如果停车时产品气已不合格,应对V0102进行置换。
⑷长期停车参照正常停车的方法进行,停车后采用氮气对十个吸附塔保压(0.05MPa~0.1MPa)。
系 统 |
项 目 |
名 称 |
八塔五均方式 |
脱
碳
系
统 |
流量(Nm3/h) |
原料气 |
13000 |
浓度(%) |
原料气中CO2 |
25-28 |
产品气中CO2 |
0.2 |
压力(MPa) |
吸附 |
0.80 |
一均终 |
0.60 |
五均终 |
0.03 |
顺放终 |
0.01 |
抽空 |
-0.08 |
最终充压终 |
0.75 |
真空系统压力(MPa)表压 真空 |
-0.08 |
|
长期停车和再启动应按照本节1和2步骤进行。启动前整个系统是否需要进行氮置换,应据分析结果而定。
第三节 系统的故障与处理方法
系统发生故障是指外界条件供给失常或系统本身在运动过程中操作失调,或某一部分失灵,引起产品气中CO2含量上升,以致系统报警。但在故障原因未确定之前,装置不需要停运,待继续观察。此时不合格产品气可暂时放空并通知后工序。待故障判明后再决定停运或继续进行。但如果系统出现重大问题,则应紧急停车。
比较容易发生的故障有以下几个方面:
1、停电:
因外界停电致使系统不能正常工作,由于微机控制器无输出,所有程控阀自动关闭,使装置处于停运状态。相当于紧急停车,按紧急停车处理。此时注意迅速关闭真空泵进水阀,避免将水倒入吸附系统。
2、液压系统及程控阀故障:
本装置程控阀采用液压驱动,一旦液压系统压力波动,下降幅度大,甚至停液,将使程控阀无法开关到位,造成程序和全系统自控紊乱,产品不合格。此时应停车处理(江见液压系统、程控阀使用说明书)。
3、原料气带水:
由于变换工序液位失控和操作失误,使水大量带入V0101甚至带入吸附塔致使吸附剂失效。此时,立即关闭V01,通知前工序,然后排除装置内水份,并检查带水程度作出相应处理。如吸附剂失效,需重新活化或更换。
4、操作失调:
变压吸附过程运转是否正常关键是看塔的再生状况是否良好,系统操作失调会立即或逐步使塔的再生恶化。由于PSA过程是周期性循环过程,因此只要一个塔再生恶化,就会很快波及和污染到其他塔,最终导致产品质量下降,操作失调通常由于吸附时间延长或缩短不适当而造成,此时应及时作出调整。
5、微机控制器故障:
微机控制器的故障可能表现在无讯号输出、程序不切换,停留于某一状态,程序执行紊乱。它的故障及处理详见微机控制器技术手册有关章节。
6、AIRA-101系统不发讯。见相关说明
7、流量计计量不准:
⑴流量大小,低于测量值范围的下限。
⑵仪表常数计算或给定不准。
处理办法:重新修正。
⑶流量计一次仪表或二次仪表故障
处理办法:详见有关产品说明。
8、动力设备故障:
按厂家提供方法判断处理,必要时系统停车处理。
第四章 安全技术
第一节 概 述
安全生产是关系到人民生命、国家财产安全的大事,是国家根本性政策,也是一项群众的工作。因此,操作人员应该掌握有关的安全生产基本知识,自觉遵守有关的规章制度,确保实现安全、文明生产。
本装置产品为富氢气,参照氢气系统执行。按GB4968-85的火灾类法,属C类火灾;按TJ16-74第三章第一节生产火灾危险性分类的规定,本界区为甲类;按爆炸危险场所划分的规定,本界区为Q-2级场所(正常情况下不能形成,而仅在不正常情况下形成爆炸性混合物场所)。
第二节 氢气的基本特性
众所周知,氢气是一种易燃易爆的气体。在大气压力和室温下系无色、无味、无毒气体,它沸点很低(20.40K)。同时也无腐蚀性。但在高温下(>260℃),它将腐蚀某些金属。如炭钢,她与金属中炭起作用产生“氢脆”。氢是所有元素中最轻的一种,分子量为2,对空气在比重为0.7,密度最小,它还具有高度的渗透性。氢气在空气或氧气中,于一定条件下(指有火源或催化剂等)能产生爆炸,其爆炸范围见表5。氢气不能供给呼吸,故在高浓度下能使人窒息。氢气的自然点为560℃。
表5 氢气在氧气和空气中的爆炸范围
第三节 装置的安全措施
本装置设于户外,系统设有安全阀,排放汇集于放空总管。最后经阻火器放空,自控仪表系统在设计上已考虑到一旦遇到突然停电或停仪表气源等故障时,装置会自动处于安全状态。工艺管道和管件设计参数的选用都已考虑了含氢介质输送的特殊要求,且符合有关规定。非标设备严格按照“压力容器安全监察规程”进行。
第四节 氢气系统运行安全要点
(摘录于GB4962-85“氢气使用安全技术规程”第四章)
1、输入系统的氧含量不得超过0.5%。
2、氢气系统运行时,不准敲击,不准带压修理和紧固,不得超压,严禁负压。
3、管道、阀门冻结时,只能用热水或蒸汽加热解冻,严禁使用明火烘烤。
4、设备、管道和阀门等连接点泄露检查,可采用肥皂水或携带式可燃性气体防爆检测仪,禁止使用明火。
5、当氢气发生大量泄漏或积聚时,应立即切断气源,进行通风,不得进行可能发生火花的一切操作。
6、不准在室内排放氢气。吹洗置换,放空降压,必须通过放空管排放。
7、新安装或大修后的氢气系统必须做耐压试验,清洗和气密试验,符合有关的检验要求,才能进入使用。
8、氢气系统吹洗置换,一般可采用氮气(或其他惰性气体)置换法或注水排气法。
氮气置换法应符合下列要求:
⑴氮气中氧含量不得超过0.3%;
⑵置换必须彻底,防止死角末端残留余气;
⑶置换结束,系统内氧或氢的含量必须连续二次分析合格。
9、氢气系统动火检修,必须保证系统内部和动火区域氢气的最高含量不超过0.4%。
10、防止明火和其经激发能源,禁止使用电炉、电钻、火炉、喷灯等一切产生明火、高温的工具与热物体,不得携带火种进入进火区,选用钢质或镀铜合金工具,穿棉质工作服和防静电鞋。
第五节 消 防
(摘录于GB4962-85“氢气使用安全技术规格”第六章)
1、供氢站按TJ16-74的有关规定高置消防用水,并应根据需要配备“干粉”和“二氧化碳”等轻质灭火器材或氮气、蒸汽灭火系统。
2、氢气灭火应采取下列措施:
⑴切断电源。
⑵冷却、隔离、防止火灾扩大。
⑶保持氢气系统正压状态,以防回火。
3、氢气火焰不易察觉,救护人中应防止外露皮肤烧伤。
第六节 安全生产基本注意事项
1、操作人员必须按操作手册操作。凡新来人员必须经过安全教育和操作法学习,实习操作技术,未经安全技术和操作法考试合格者,不准进行独立操作。
2、操作人员在上班时必须穿着整齐,不准携带易燃易爆物品进入现场,严格执行有关安全规定。
3、本装置界区内应随时保持清洁,不应堆放易燃易爆物质,尤其在交通要道上更不得堆放物品,以保证交通畅通。
4、本装置界区内应设有消防器材,操作人员都知道消防器材的放置地点和使用方法,平时严禁乱动。消防器材每年定期检查。
5、设备在未卸去压力时,绝对禁止任何修理工作有焊接,拧紧螺丝,并禁止使用铁器敲击设备。
6、设备使用的压力表必须是检验合格并打上封的,如压力表指针不回零或误差大于级数时,不得继续使用。每年必须校验一次压力表,并打上铅封。压力变送器的压力指示仪表使用前必须校好零点。
7、严禁在本装置界区内吸烟和动火。凡有爆炸及燃烧气体的容器及管道检修需动火前,即应报请厂安技科及车间同意,先用氮气或空气置换、吹净、经现场分析合格,并采取了安全措施,领取了动火证后方可动火。
防止违章动火,没有经批准领取动火证,不与生产系统隔离,不进行清洗置换合格,不把周围易燃物清除,不按时作动火分析,没有消防措施及无人监护,严格禁止动火。
8、确保设备、管道、阀门的气密性。检后还应试漏,合格后方能开车。使用过程中随时注意杜绝气体泄露现象。
9、仪表系统发生故障时,应由仪表人员 进行修理,仪表人员应与工艺操作人员密切配合,在停车检修排除故障后再启动时,必须注意吸附塔内的压力,以防发生高压逆放现象和高压抽空现象。
第五章 安全规程
本装置所用原料气,产品气以及解吸气中均含有易燃易爆的氢、CH4等。同时装置又系合成氨原料气净化的一部分,多处与各工艺管道连通,构成一个相互关联,相互制约的生产整体,并且长期连续运转。任何一个工作面上有任何一个违反操作规程、违背安全程序,就有可能导致生产装置、原料和产品的爆炸、燃烧及人员中毒等事故的发生,造成厂毁人亡。因此本装置的技术人员,操作人员及检修人员均必须遵守各项操作规程和安全制度。
1、一般安全事项:
⑴加强明火管理,不准吸烟
控制明火,消灭致火源是防火、防爆的关键。化工企业的火源,一般来自工艺加热用火、维修用火和其他火源。只要设备和管道无泄漏和跑、冒。一般在正常情况是安全的。但如遇阀门损坏或拆卸检修等,则应特别注意!
维修用火、焊接、切割,均应按规定办理动火手续,并切实落实各项防护措施。严禁违章动火。
其他火源,吸烟危害极大、严禁吸烟。
⑵严禁无阻火器车辆驶入距装置10米内。
⑶上班时间不准带小孩,不准睡觉,干私活,离岗和干与生产无关的事。
⑷在班前、班中不准喝酒。
⑸不按工厂规定穿劳动防护用品(包括工作服、工作鞋和工作帽),不准进入工作岗位。
⑹不戴安全带,或脚手架、跳板不牢,不准登高作业。
2、进入容器的八个必须
本装置的容器为十个吸附塔。如前所述容器内的介质为易燃、易爆和有毒有害物质。这些容器由与管道连通为一个系统。检修时,常有下列不利因素,容器之间,内外之间隔离问题,工作场地狭小,内部通风不畅、照明不良,人员出入困难,联系不便,尘、毒等残留物存在。稍有疏忽,就可能发生爆炸、中毒等以外事故,且对受伤人员难以抢救。这些不利因素的存在,大大增加了容器内作业发生事故的可能性。“进入压力容器、设备的八个必须”正是针对进入容器内作业的这些不利因素而制定的。因此,每个进入压力容器的工作人员都要牢记“进入压力容器,设备的八个必须”,这是容器作业的行为依据和准则,必须严格遵守。
⑴必须申请并得到批准
违章进入容器内进行任何工作均可能发生人员窒息、中毒或容器爆炸事故。为了切实保证进入容器内人员安全,必须办理作业申请并得到批准。它的目的主要是为了做好如下几项工作:
项 目 |
氢的浓度(V%) |
氢在空气中 |
4.0~74.2 |
氢在氧气中 |
4.66~93.9 |
|
①根据工作的具体内容确定工作方案和安全措施,并使这些措施得到落实。
②保证人员要进入的容器与生产系统切断,并及时通知各有关人员作好相应的准备工作。
③对进入容器的人员进行必要的技术交底的安全教育。
④做好严密的劳动组织工作,分工明确,责任到人,并指定专人监护。
⑵必须进行安全隔离
安全隔离主要是将人员要进入的工作场所与某些可能发生事故的危险性因素严格隔绝开来,防止易燃、易爆有毒介质窜入容器。在进行此项工作时要注意:
①工作前必须卸放容器管道内的压力,确保内部无余压。
②四米以上作业人员配戴合适的防护用具。
③拆卸管道阀兰是不准用铁器敲打,且在规定距离内严禁动火。
④螺栓的拆卸应缓慢进行。在抽“盲板”部位要挂“盲板”的标志。
⑤建立抽盲板台帐,著名抽堵时间、地点、盲板规格,抽堵人员姓名等。
⑥对可能产生压力部位处的盲板,其厚度应进行计算选用。
⑦要严防在拆卸阀兰、抽堵盲板过程中于错误操作或其他原因使气体等危险物窜出。
⑶必须进行置换通风
容器和管道经卸压后,用氮气充满于压力容器内,将原有残留的易燃易爆有毒危险物质驱赶排出,置换后应进行分析,取样点应置于置换系统的终点。分析结果应符合规定,经分析者签字。
⑷必须按时间要求进行全分析
①易燃易爆气体的分析。氢、一氧化碳和甲烷化总含量应小于0.5%。
②氧含量的分析。氧气含量在19~22%(体积比)为合格。
③有毒气体含量的分析。有毒介质含量应符合TJ36-79《工业企业设计卫生标准》第32条规定。
⑸必须配戴规定的防护用具
进入容器内工作的危险因素很多,尽管我们采取了很多消除措施,但是仍然有一些不安全的因素无法排除干净或难以预见。工作人员配戴规定的防护用具是防止自身免遭危害的最后一道防线。因此,必须正确配戴和使用。
本装置进入容器的工作人员主要使用防尘服,过滤式防毒面具及安全带等。
⑹必须在器外有人监护
器外监护人员对保证进入容器人员的安全至关重要。因此,在工作前和工作中监护人员都必须按监护规定,认真进行监护。决不能马虎。
⑺监护人员必须坚守岗位
各类事故往往是在意料不到的情况下突然发生的。如果进入容器内部经常会出现缺氧与二氧化碳含量超标等情况,当检修人员进入后易发生“闪电型”中毒,造成死亡。因此,监护人员应严守岗位,切实履行自己的职责,严密注视被监护人员的工作状况,有效的防止事故发生和扩大。
⑻必须有抢救后备措施
备有抢救后备措施是为了在以外事故发生后能及时、迅速、正确的对受伤者进行急救和对事故现场进行处理。抢救后备措施可分为现场抢救方案制定和具体实施方案所必须的各种人员、物资、器材等。
3、防止违章动火的六大禁令
⑴没有取得经批准的动火证,任何情况严禁动火;
⑵不与生产系统隔离,严禁动火;
⑶不进清洗、置换合格,严禁动火;
⑷不把周围易燃易爆物清除,严禁动火;
⑸不按时作动火分析,严禁动火;
⑹没有消防措施,无任何监护,严禁动火。