变压吸附操作手册.docx
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1、氯乙烯尾气净化回收装置操作运行及维护说明书四川.成都 2023年八月氯乙烯尾气净化变压吸附装置操作运行及维护说明书目录第一章 前言其次章 工艺原理及工艺工程1、概述2、工艺原理和过程实施第三章 工艺流程第四章 装置的几种操作系统介绍1、故障推断及自动切换系统2、装置自调整把握系统第五章 工艺过程参数检测及自动把握调整系统1、概述2、过程把握、调整和参数检测说明第六章 开车1、初次开车前的预备工作2、投料启动及运行 第七章 停车及再启动1、停车2、停车后的再启动第八章 故障与处理方法第九章 安全技术1、概述2、有关气体性质3、装置的安全设施4、消防措施5、安全生产有关留意事项-10-第一章前 言
2、该操作运行及维护说明书是为变压吸附净化回收氯乙稀分馏尾气装置而编写的,用于指导装置的原始开车及正常运行的维护。主要包括工艺原理及工艺过程、工艺流程、操作系统介绍、开停车的方法、故障推断和相关的安全学问等。要求操作人员生疏相关的工艺图纸,理解装置的生产工艺和使用的过程,把握装置的开车方法、操作程序、参数把握和调整。对装置所要使用的仪表种类和型号,要生疏性能、认真调试。在与设计条件偏离不大的状况下,操作者可以依据生产需要参照本说明对操作方法及操作参数作适当的正确的调整,但是在任何状况下操作人员都不能违反工业生产中应当普遍遵循的安全规章和惯 例。在启动和操作运转装置之前, 操作人员都需要认真阅读说明
3、书,由于不适当的操作将会影响到装置的正常运行,导致吸附剂的损坏,甚至发生事故,危及人身及装置安全。除特地标注外,本操作运行说明书中所涉及的压力均为表压,组份浓度为体积百分数, 流量均为标准状态下(760mmHg,273K)的体积流量。其次章 工艺原理及工艺过程2.1 概述本装置原料气为氯乙稀装置分馏尾气,其组成如下:表 2-1尾气组成组份V%C2H3Cl10.47C2H216.2N2+H2+其它余100原料气经过本装置后,在吸附塔出口端输出净化气,主要成分为 N2、H2 等,净化气中的 C2H3Cl、C2H2 等杂质将到达国家排放标准,可直接排放至大气,吸附剂中被吸附的C2H3Cl、C2H2
4、等气体组分在进口端通过逆放和抽空步骤得到解吸,称为解吸气,主要包含 C2H3Cl、C2H2、N2 及少量 H2 气体,解吸气返回到前工序回收。通过本装置处理后, 到达净化氯乙稀装置分馏尾气并回收 C2H3Cl、C2H2 有效气体的目的。本装置包括五台吸附塔(A101A、B、C、D、E) 、均压罐(V101)、解吸气缓冲罐(V102A、B)、换热器E101、E102、E103及动力设备真空泵组P101A、B和鼓风机C101等。本装置的主要 技术指标如下:原料气:原料气输入流量(Nm3 /h): 1200 原料气输入压力(MPa):0.50 MPa 净化气:净化气杂质含量:C2H2 120mg/m
5、3,C2H3Cl 36mg/m3净化气输出压力(MPa):0.45 MPa净化气温度():常温解吸气:解吸气压力(MPa):0.062.2 工艺原理及过程实施2.2.1 工艺原理简介本装置承受变压吸附技术(PressureSwingAdsorption,简称 PSA) 回收氯乙烯装置分馏尾气中的氯乙烯和乙炔,同时使净化后气体达标排放。所谓变压吸附就是利用吸附剂对混合气体中不同组份吸附容量的差异且对同一组分的吸附量随压力变化而呈现差异的特性,吸附剂在加压时选择吸附原料气中的氯乙烯和乙炔等吸附力量较强的组份,吸附力量较弱的组份如氢气、氮气等作为净化气由吸附塔出口排出,排放至大气或输出到后续工段。减
6、压逆向放压及抽真空时吸附的氯乙烯和乙炔得到解吸,解吸气经解吸气缓冲罐混匀后返回 PVC 生产系统, 同时吸附剂获得再生。本装置主工艺流程为5-1-3&PP/VP,即工作时任意时刻总有 1 台吸附塔进展吸附操作,其余 4 台吸附塔处于再生过程的不同阶段,5 台吸附塔循环操作,到达连续输入原料气、输出净化气和解吸气的目的。本装置由 5 台吸附塔、2 台解吸气缓冲罐、1 台均压罐、2 台真空泵和 1 台鼓风机通过 40 台程控阀、5 台调整阀及相关管线相连接(见附图 1)。与变压吸附有关的程控阀的编号说明见表 2-2:KV程序把握切换阀X1表 2-2程控阀编号说明KVX1 X2 X1依据作用所编阀门
7、序号X2吸附塔代号X2KV-1 KV-2 KV-3 KV-4 KV-5 KV-6KV-7A、BKV-8 KV-9 KV-10KV-11A、BKV-12 KV-13 KV-142.2.2 工艺过程实施原料气进口净化气出口抽空均压/顺放均压/终充逆放装置停车及联锁放空阀终充总阀均压总阀顺放总阀 逆放总阀 抽空搭接阀抽空分组切换阀解吸气输出阀AE AE AE AE AE AE本装置的主工艺流程为 5-1-3&PP/VP 工艺, 即 5 个吸附塔任意时刻有 1 塔进料 3 次均压带顺放抽空及冲洗解吸工艺,每个吸附塔在一次循环中需要经受吸附 (A)、顺向放压1(PP1)、顺向放压 2(PP2)、压力均衡
8、 1 降(E1D)、压力均衡 2 降(E2D)、压力均衡 3 降(E3D)、逆向放压(D)、抽空及抽空冲洗(V&VP)、压力均衡3 升(E3R)、压力均衡2 升(E2R)、压力均衡 1 升(E2R)及最终升压(FR)等十二个步骤,其工艺时序见表 2-3。表 2-35-1-3/VP 工艺时序表及阀门开关表分周期12345A塔B塔1RAFRPP1D2DA3DDPP1D2DV3DD3R 2RV1RFR3R2RC塔D塔V3R 2RV1RFR3R2R1RAFRPP1D2DA3DDPP 1DV2D3DDE塔PP 1D2D3DDV3R2R1RFRA现以 A 塔在一次循环内经受十二个步骤的工况为例,对本装置
9、5-1-3&PP/VP 变压吸附工艺过程进展说明: 吸附(A)开启程控阀 KV1A、KV2A,原料气通过 KV1A 进入 A 床,原料气中氯乙烯和乙炔等在吸附压力下被吸附剂吸附,未被吸附的氢气、氮气等组份(称为净化气)经 KV2A 进入放空管道,随后输出到界外放空。当氯乙烯和乙炔的吸附前沿到达吸附塔的某一位置时,关闭程控阀 KV1A、KV2A,原料气停顿输入 A 床,床内保持吸附时的压力。 顺向放压 1(简称顺放,PP1)A 塔吸附步骤完毕后,开启阀KV4A、HV-101、KV10,A 塔内气体顺着吸附的方向从吸附塔输出,进入到净化气管道,A 塔降低至肯定压力后关闭阀 KV10,该步骤完毕,阀
10、KV4A 保持开启状态。 顺向放压 2(简称顺放,PP2)顺向放压 1 完毕后,开启 KV5D,A 塔内气体通过 KV4A、HV101、KV5D 阀进入 D塔对处于抽空步骤的 D 塔进展冲洗再生。 压力均衡 1 降(简称一均降,E1D)A 塔顺向放压 2 步骤完成后,关闭程控阀 KV4A、KV5D、调整阀 HV101。开启 KV5A 和 KV5C,使 A 塔出口端与刚完毕二均升步骤的 C 塔出口端相连通进展压力均衡,使吸附剂吸附前沿得以平稳推动,此时 A 塔内的氯乙烯和乙炔气体得到进一步的浓缩。该步骤完毕时,A 塔和 C 塔的压力根本上到达平衡。 压力均衡 2 降(简称二均降,E2D)A 塔一
11、均降步骤完成后关闭 KV5A、KV5C。开启KV4A、KV9,使A 塔出口端与均压罐 V101 连通进展压力均衡,A 塔内氯乙烯和乙炔气体进一步浓缩,该步骤完毕时A 塔和均压罐 V101 的压力根本上到达平衡。 压力均衡 3 降(简称三均降,E3D)A 塔二均降步骤完成后,关闭程控阀 KV9,程控阀 KV4A 保持开启状态。开启 KV4D, 使 A 塔出口端与刚完毕抽空步骤的 D 塔出口端连接进展压力均衡,进一步回收 A 塔压力,并进一步浓缩 A 塔内的氯乙烯和乙炔气体,该步骤完毕时,A 塔和 D 塔压力根本上到达平衡,A 塔三均降完毕以后,程控阀 KV4A、KV4D 关闭。 逆向放压(简称逆
12、放,D)A 塔三均降步骤完毕后,翻开 KV6A,并在逆放不同阶段先后开启程控阀 KV11A 和程控阀 KV11B,逆放初期压力较高局部气体先通过 KV11A 进入解吸气缓冲罐V102A,待塔内压力降至肯定时,关闭 KV11A;逆放后期压力较低的气体经 KV-11B进入解吸气缓冲罐 V102B 与来自 V102A 的气体混合后输出。这一过程中大局部被吸附的氯乙烯和乙炔气体组份脱附了出来,吸附剂得到肯定程度的再生。逆放步骤完毕时,吸附塔 A 内压力接近常压(约 0.01MPa)。 抽空及抽空冲洗(V&VP)逆放步骤完毕后,关闭阀 KV6A,开启 KV3A,此时吸附塔处于抽空状态,用真空泵对 A 塔
13、进展抽空。抽空形式有两种,一种是 5-1-3/V 分组抽空,一种是 5-1-3/V 连续抽空。中选择 5-1-3/V 分组抽空时,吸附塔处于抽空初期时,用 A 组真空泵对 A 塔进展抽空;抽空一段时间后,吸附塔处于抽空中期,再开启阀 KV13,用 A 组和 B 组真空泵同时对 A 塔进展抽空;当吸附塔进入抽空后期时,关闭阀KV13,连续用A 组真空泵对A 塔抽空,在抽空步骤进展的适当阶段,分别短时间开启KV5A,并通过调整阀HV-101 先后从 A 塔顶部引入其它吸附塔的顺放气或净化气自上而下对床层进展边冲洗边抽空,该步骤完毕时塔内吸附剂再生完全。当只开启一台真空泵时选择5-1-3/V 连续抽
14、空,此时程控阀KV13 处于常开状态。 压力均衡三升(简称三均升,E3R)A 塔完成了降压抽空解吸过程后,预备开头升压。关闭阀 KV3A。开启阀 KV4A、KV4C,利用 C 塔的三均降气体对 A 塔进展第一次充压,充压完毕时两塔压力大致相等,该步骤完毕,KV4A 关闭。 压力均衡二升(简称二均升,E2R)三均升完毕后,开启 KV4A、KV9,使 A 塔与均压罐 V101 相连通,用均压罐中气体对 A 塔进展其次次充压,该步骤完毕时 A 塔和均压罐压力根本相等。 压力均衡一升(简称一均升,E1R)二均升完毕后,关闭 KV9、KV4A。开启 KV5A、KV5D,使 A 塔出口端与 D 塔出口端相
15、连通,刚完毕顺放二步骤的 D 塔内气体经 KV5D、KV5A 进入A 塔,对 A 塔进展第三次充压,该步骤完毕后,A、D 两塔压力根本相等。该步骤完毕后 KV5A、KV5D 关闭。 最终升压(终充 FR)A 塔经受一均升步骤后塔内压力还未到达吸附步骤的工作压力,此时,阀 KV5A、KV8开启,通过终充调整阀 HV-102 和KV8 阀由净化气管道引少量气体对A 塔进展最终升压,直到 A 塔压力根本上到达吸附压力为止。至此,A 塔在一次循环中的各工作步骤全部完毕,紧接着进展下一次循环。其它 4 个吸附塔的操作步骤与 A 塔一样,只是各步骤在时间上是相互错开的,这样就能到达连续处理原料气及得到产品
16、气的目的。当某一台吸附塔上的程控阀因外部元件故障主要指电磁阀、功率放大器及把握线路故障等导致程控阀不能正常开关时,可切除故障所在的吸附塔而运行 4-1-2&PP/VP 工艺,即 4 个吸附塔,每时刻总有 1 塔进料 2 次均压抽空及冲洗解吸工艺。运行 4-1-2&PP/VP 工艺时,每个吸附塔在一次循环中需要经受吸附(A)、顺向降压(PP)、压力均衡 1 降(E1D)、压力均衡 2 降(E2D)、逆向放压(D)、抽空及抽空冲洗(V/VP)、压力均衡 2 升(E2R)、压力均衡 1 升(E1R)及最终升压(FR)等九个步骤,其工艺时序见表 2-4。4-1-2&PP/VP 工艺中各步骤阀门的开关状
17、况与 5 塔工艺相类似,可参考 5-1-3&PP/VP 工艺过程,在此不再详述。表 2-44-1-2&PP/VP连续抽空工艺时序表分周期1234A塔B塔2R1RAFRPP1D2DADPP1DV2DD2R1RVFRC塔D塔PP1DV2DD2R1RVFR2R1RAFRPP1D2DAD第三章 工艺流程本装置工艺流程图见附图。氯乙烯装置分馏尾气中做为本装置的原料气在肯定压力和温度下进入本装置界区,通过管道 PG101 先经原料气加热器加热至 2040,然后经流量计 FIQ101 计量后经管道PG102 和程控阀KV-1(A、B、C、D、E)进入吸附塔 A101(A、B、C、D、E)。尾气中的氯乙烯和乙
18、炔气体被吸附剂吸留下来,净化气则从 KV-2(A、B、C、D、E)排出,通过管道 PG104、吸附压力调整阀PV-103、流量计FIQ102 计量后输出界外进入放空总管。本装置解吸气作为产品气分两局部排出,第一局部是吸附塔逆向放压的排出气体,该局部气体经程控阀 KV-6(A、B、C、D、E)排出吸附塔,通过管道 WB101、WB102、WB103、KV11A 、KV11B 进入解吸气缓冲罐V102A,经调整阀 PV105a 进入解吸气缓冲罐V102B 和抽空气混匀后进入鼓风机 C101 升压后输出到后续系统;另一局部为真空解吸气,经程控阀 KV-3A、B、C、D、E及管道WV102 及WV10
19、3 由真空泵P101AB抽出, 经真空泵后冷却器 E102 冷却后进入解吸气缓冲罐 V102B,和来自 V102A 的逆放气混合后进入鼓风机 C101 升压,升压后气体经管道 VCL107、程控阀 KV14、V71、止回阀 V93 和阀 V94 或止回阀 V91 和 V92 输出界区外进入氯乙烯生产系统。在装置启动初期和生产消灭特别,不合格的解吸气经 V95、管道 VT110 进入放空总管 VT101 输出界区外;当装置处于停车状态时,原料气经管道PG111、程控阀 KV-7B、管道 VT101 输出界区外;或者经管道 PG101、PG102、VT102、阀 V25、管道 VT101 进入放空
20、总管输出界区外。第四章 操作系统介绍4.1 故障推断及自动切换系统4.1.1 装置可实现的切换方式本装置主流程为 5-1-3&PP/VP以下简写为 5V工艺,当某一台吸附塔上的程控阀因外部元件故障主要指电磁阀及把握线路故障等导致程控阀不能正常开关时,程序可自动或手动由 5-1-3&3PP/VP 工艺切换为 4-1-2&PP/VP连续抽空以下简写为 4V工艺运行,即切掉故障所在的吸附塔,切换后处理原料气负荷、氯乙烯和乙炔气体回收率等均不受影响,但是解吸气组分中的氯乙烯和乙炔气体的浓度会略有降低。故障处理完毕后, 再手动由 4-1-2&PP/VP 切回 5-1-3&PP/VP 工艺,装置恢复正常运
21、行。5-1-3&PP/VP 工艺只有 1 种运行方式,而4-1-2&PP/VP 有 5 种运行方式,见表4-1。表 4-14-1-2&PP/VP连续抽空工艺运行方式一览表运行方式1234切除塔4AVA101BA101CA101DA101EA4BVA101CA101DA101EA101AB4CVA101DA101EA101AA101BC4DVA101EA101AA101BA101CD4EVA101AA101BA101CA101DE4.1.2 运行方式切换的几点说明l 当装置消灭故障时,该切换系统在保证装置平稳运行,保证产品要求的前提下,将余下的吸附塔重组合,连续不连续地向后续工段送出合格的产品气
22、。l 5V 切换为 4V 有两种方式:自动和手动。自动切换是指计算机依据程控阀阀检信号和压力信号自动推断故障并自动找出最近的部位切出,手动切换是指由操作人员依据故障发出切换指令后由计算机自动找出最近的部位切出。这 2 种切换方式可由操作人员进展选择。l 在程序切换的过程中,全部由计算机自动选择适宜的时间和步骤完成切换操作,无需操作人员干预,同时计算时机报警,提示操作员处理故障。当故障处理完毕后,再恢复主流程运行。l 5V、4V 的时序各有一套时间参数储存在DCS 中,当程序在各种运行方式间切换时,各步位的时间设定值会相应更换。l 程序切换后,切除的吸附塔全部阀门首先处于关闭状态。全部切除塔的程
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