云南南磷氯乙烯尾气净化装置操作手册文档格式.docx
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6.0故障与处理方法----------------------------------------------------------------------15
6.1、界外条件供给失常-------------------------------------------------------------------15
6.2、操作失误-------------------------------------------------------------------------------15
6.3、装置故障-------------------------------------------------------------------------------16
6.4产品纯度从不合格状态到合格状态的调整方法---------------------------------16
7.0安全技术-------------------------------------------------------------------------------17
7.1、概述-------------------------------------------------------------------------------17
7.2、有关气体性质介绍-------------------------------------------------------------17
7.3、装置的安全设施----------------------------------------------------------------17
7.4、消防-------------------------------------------------------------------------------18
7.5、安全生产基本注意事项-------------------------------------------------------18
附图、工艺流程
1.0前言
本操作说明书是为云南南磷氯乙烯尾气净化装置编写的,用于指导操作人员对装置进行原始开车和维持装置正常运行。
其主要内容包括工艺原理、工艺流程、工艺过程、开停车程序、操作方法、故障判断和相关的安全知识。
本说明书是按设计条件编写的操作方法及操作参数,在偏离设计条件不大的情况下,操作者可根据生产需要对操作方法及操作参数作适当和正确的调整。
但在任何情况下操作人员均不应违反工业生产中普遍遵循的安全规则和惯例。
本装置采用气相吸附工艺,因此原料气中不应含有任何液体或固体。
本说明书主要对该装置的工艺过程及操作方法作详细介绍。
在启动和操作运转本装置之前,操作人员需透彻地阅读本操作说明书,因为不适当的操作会影响装置的正常运行,影响产品质量,导致吸附剂的损坏,甚至发生事故,危及人身及装置安全。
除专门标注外,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(760mmHg、273K)下的体积流量。
2.0装置概况
2.1物流
2.1.1原料:
精馏尾气
压力:
~0.50MPa(G)
温度:
~-25℃
流量:
700Nm3/h
本装置原料为PVC精馏尾气组成见表2-1。
表2-1
组成
C2H3Cl
C2H2
H2
N2
∑
V%
20
10
50
2.1.2净化气
净化度:
C2H3Cl≤36mg/Nm3非甲烷总烃≤150mg/Nm3
输出流净化气量:
~400Nm3/h
输出压力:
~0.44MPa(G)
输出温度:
≤40℃
2.1.3解吸气(氯乙烯富集气)
输出压力:
≥0.05MPa(G)
温度:
≤40℃
解吸气流量;
~300Nm3/h
2.2工艺原理及方法
本装置采用变压吸附技术(PressureSwingAdsorption,简称PSA)。
变压吸附技术是以吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础,利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组份、不易吸附低沸点组份和高压下吸附量增加(吸附组份)、减压下吸附量减小(解吸组份)的特性。
将原料气在加压下通过吸附剂床层,相对于VCM、C2H2的高沸点杂质组份被选择性吸附,低沸点组份的氢、氮气不易吸附而通过吸附剂床层,达到VCM、C2H2和其他组份的分离。
然后在减压下解吸被吸附的VCM、C2H2组份使吸附剂获得再生,以利于再次进行吸附分离。
在这种加压下吸附VCM、C2H2,减压下脱吸VCM、C2H2,使吸附剂得到循环使用便是变压吸附过程。
2.3工艺流程
点
(1)
(2)(3)之间为本装置界区范围
原料气在0.50MPa左右、~-25℃条件下,进入本装置,首先经原料气加热器将原料气加热到10~35℃,经流量计计量后进入由4个吸附塔组成的PSA净化装置。
PSA系统采用4-1-2/V工艺,由入口端通入原料气,出口端净化气中的VCM、C2H2等杂质指标在满足排放标准(VCM≤36mg/m3,非甲烷总烃≤150mg/m3)的情况下排放,被吸附床层吸附回收的VCM、C2H2等有效组份在逆放、抽空阶段被解吸出来充分回收。
所得到的产品气送入产品气缓冲罐,经鼓风机加压后通过流量计计量根据需要返回到前工序加以利用。
2.4装置运行方式
本装置主运行方式为4-1-2/V,运行方式和含义见表2-2。
表2-2装置运行方式和含义
运行方式
在线吸附床数
执行吸附
步骤的吸附床数
均压次数
吸附床再生步骤
4-1-2/V
4
1
2
逆放、抽空冲洗
3.0变压吸附工艺步骤
本装置中变压吸附系统由4台吸附器、33台程序控制阀以及6组调节阀通过管线与真空泵、鼓风机连接构成。
图中的设备和程控阀的位号是简化代号,在本说明书叙述时仍以附图工艺流程中的方式表示。
每台吸附器与7台程控阀相连,入口端连接3台、出口端连接4台。
程控阀位号的编制说明如下:
KV-10ix
││││
│││└──塔的编号:
从A到D
││└────阀门功能
││1原料气进口阀
││2净化气出口阀
││3逆放阀
││4、10二均阀
││5、8一均、终充阀
││6、9冲洗阀
││7抽空阀
│└────―-工序号:
0523-32-01
└───────程序控制切换阀
3.1运行方式
3.1.1工艺步骤
以4-1-2/V方式运行时,其中一台吸附器处于进入原料气、输出净化气的吸附步骤,其余三台吸附器处于吸附剂再生的不同步骤。
每个吸附器经历相同的步骤程序,以表3-1方式排列,即可达到原料气不断输入、产品气连续稳定输出。
表3-14-1-2/V工艺步骤及阀门开关表
分周期
3
时间S
30
40
140
压力MPa
0.5
0.35
0.19
0.08
0.02
-0.08
T0101A
A
PP
E1D
E2D
D
V
E2R
E1R
FR
T0101B
T0101C
T0101D
中间罐
3.1.24-1-2/V过程说明
现以吸附器(T0101A)为例,在一次循环内经历十个步骤,对本装置变压吸附工艺过程进行说明。
1、吸附(A)
开启程控阀KV-101A和KV-102A。
关闭与吸附器(T0101A)相连的其它阀门,下同。
原料气由阀KV-101A进入并自下而上通过吸附器T0101A,原料气中的VCM、C2H2组份被吸附分离,净化气通过KV-102A流出。
当被吸附杂质的吸附前沿(指净化气中允许的最低杂质浓度)移动到吸附器一定位置时,关闭KV-101A和KV-102A,停止原料气进入和净化气输出。
过程压力:
0.50MPa
步骤执行时间:
~300s
2、顺向降压(简称顺放、PP)及冲洗
开启程控阀KV-105A、KV-108。
吸附器T0101A吸附步骤停止后,吸附器T0101A中的顺放气通过阀KV-105A和KV-108,通过净化气管道排出界外,顺放步骤结束关闭KV-108,继续开启KV-105A做下一步的一均降用。
由0.50MPa下降至0.35MPa
~50s
3、第一级压力均衡降(简称一均降、E1D)
开启程控阀KV-105C。
吸附器T0101A顺放步骤停止后,与吸附器T0101C出口端相连进行压力均衡,均压过程中吸附器T0101A中低浓度的VCM、C2H2被吸附器T0101C回收。
当两台设备压力基本相等时,关闭KV-105A,一均降步骤结束。
由0.35MPa下降至0.19MPa
~30s
4、第二级压力均衡降(简称二均降、E2D)
开启程控阀KV-104A和KV-110阀。
吸附器T0101A一均步骤停止后,与中间罐V0101相连进行压力均衡降,均压过程中吸附器T0101A低浓度的VCM、C2H2被中间罐回收。
当两台设备压力基本相等时,二均均降步骤结束,关闭KV-104A,关闭中间罐KV-110阀。
由0.19MPa下降至0.08MPa
~40s
5、逆向放压(简称逆放、D)
逆向放压分2步进行,首先开启KV-103A,KV-111,在逆放初始阶段,将较高压力的逆放气放入产品气缓冲罐V0102。
当压力降到一定值时,关闭KV-111。
继续开启KV-103A、同时开启调节阀HV-103,通过程序控制调节阀开度,使逆放气平稳地送至产品气缓冲罐V0103。
逆放结束后,关闭KV-103A,HV-103。
此时吸附塔内的吸附剂得到初步再生。
由0.08MPa下降至0.02MPa
6、抽空(V)
开启阀KV-107A,真空泵通过阀KV-107A对吸附器T0101A进行抽空,抽空气送入产品气缓冲罐V0103。
过程压力:
由0.02MPa下降至-0.06MPa
~100s
7、抽空冲洗(VP)
继续开启阀KV-107A,同时打开KV106A,调节阀HV101,利用净化气对处于抽空步骤的T0101A进行冲洗,抽空冲洗结束后,关闭KV107,KV106A,调节阀HV101。
此时吸附塔已经得到完全再生。
由-0.06MPa下降至-0.08MPa
8、第二级压力均衡升(简称二均升、E2R)
开启程控阀KV-104A和KV-110阀。
吸附器T0101A抽空步骤停止后,与中间罐V0101相连进行第二级压力均衡升。
当两台设备压力基本相等时,二均升步骤结束,关闭KV-104A,关闭中间罐KV-110阀。
由-0.08MPa上升至0.08MPa
步骤执行时间:
9、第一级压力均衡升(简称一均升、E1R)
开启程控阀KV-105A和KV-105C。
吸附器T0101A二均升步骤停止后,与吸附器T0101C出口端相连进行压力均衡升,均压过程中吸附器T0101B中低浓度的VCM、C2H2被吸附器T0101A回收。
当两台设备压力基本相等时,关闭KV-105C,一均升步骤结束。
由0.08MPa上升至0.19MPa
10、最终充压(简称终充、FR)
继续开启KV-105A,开启终充流量调节阀HV-102。
经均压升步骤后,吸附器T0101A用净化气进行最终充压。
通过调节阀HV-102稳定流量使得在终充步骤结束时,吸附塔压力基本达到吸附压力。
终充结束后,关闭KV105A,HV-102。
过程压力:
由0.19MPa上升至0.50MPa
~220s
至此,吸附器T0101A的吸附、再生过程全部结束,紧接着进行下一次循环。
其它三个吸附器的操作步骤与T0101A相同,不过在时间上是相互错开的。
过程叙述中的步骤执行时间及过程压力是说明性的,装置在实际运行中可根据原料气流量、组成和压力的变化随时对时间和压力进行调整。
4.0检测仪表和自动控制
PSA工艺是靠周期性地切换阀门来实现,为使整个工艺过程能连续稳定的进行,要求自动控制系统具有较高的水平。
根据本装置工艺生产特点和操作要求,自控设计采用集中显示、控制和现场监测为辅的方案,重要参数如压力、流量、温度等均可在控制室内计算机屏幕(PLC)上进行监视和操作。
本变压吸附装置采用OMRONC200中PLC控制,共设置压力自动调节系统3套,流量累积系统2套,手操调节系统3套,程序控制系统1套。
4.1压力、流量调节回路
4.1.1净化气压力指示、调节、低压报警控制系统(PICAL-101)
为了保证吸附塔工作压力的稳定,设置了此调节回路。
当任一塔处于最终升压步骤时,由于升压是用净化气,此时如净化气输出量不变,就会造成处于吸附步骤那个塔的压力下降而影响吸附工况。
因此,必须及时调节阀PV-101开度,即改变净化气输出量,使处于吸附状态的吸附塔压力稳定在给定值上,以保证吸附压力的稳定。
当吸附塔压力低于给定值时该系统会发出报警信号。
4.1.2冲洗气流量手操控制系统(HC-101)
在抽空步骤后期,利用此调节阀控制净化气流量,对吸附塔进行抽空冲洗,使得吸附剂得到彻底再生。
该回路能保证冲洗气流量基本稳定,使得处于抽空步骤的吸附塔压力能稳步下降。
4.1.3终充流量手操控制系统(HC-102)
在终充时间内,该回路能保证终充流量基本恒定,以减少净化气输出量的波动,并保证在终充结束时吸附塔压力接近吸附压力,以防止吸附压力波动。
4.1.4逆放气流量手操控制系统(HC-103)
在逆放过程中调节阀HV-103逐渐打开(计算机控制),设置该控制系统能保证产品气流量基本恒定输出,以减少产品气输出量的波动。
4.1.5逆放气压力指示、调节系统(PIC-102)
逆放步骤时较高压力的产品气体送入缓冲罐V0102,当缓冲罐V0103压力较低时,通过此调节阀向V0103输送气体,以稳定V0103的压力,同时使V0102的压力下降,使得在下一个逆放步骤时气体能进入缓冲罐。
4.1.6风机入口压力低压报警调节系统(PICAL-103)
当鼓风机进口压力低于设定值时,调节阀PV-103自动开启用鼓风机出口的返流气补充,防止鼓风机入口抽负压,设置该控制系统能保证风机入口不至于抽负,以减少产品气输出量的波动。
4.2流量计量系统
4.2.1原料气流量计量系统(FIQ-102)
该系统用于集中指示、累积和趋势记录原料气流量,反映装置的处理能力及生产效率,为经济核算提供依据。
4.2.2产品气流量计量系统(FIQ-101)
该系统用于集中指示、累积和趋势记录产品气量。
为经济核算提供依据。
4.3程序控制系统(KS-101)
DCS控制系统按预先设定的运行方式步位-步骤关系输出24V信号,经电磁先导阀将电信号传递给程序控制阀,实现变压吸附工艺步骤的切换。
系统回路图见图4-1:
图4-1变压吸附程序控制系统回路图
本装置采用定时控制(变压吸附循环时间根据预先设定的时间运行,当原料气参数变化时,由人工改变设定值以满足新的工况要求)。
运行中吸附器的工作步骤和程序控制阀的开关状态通过PLC控制系统在CRT上显示,并对程序控制阀的开关状态进行故障诊断、报警、打印。
自动控制系统在CRT上的功能简介如下:
●复位:
按下复位键,变压吸附过程即回到初始状态,程序从头运行,装置正常运行时禁止动此键
●暂停:
按下暂停键,变压吸附过程停止并保持原有状态,所有程控阀保持原状态;
消除暂停键,变压吸附过程从原停止状态继续运行
●步进:
按下步进键,变压吸附程序运行切换到下一步位
●自检:
按下自检键,输出控制信号切断,所有程控阀关闭;
程序运行但无信号输出
●手动/自动:
在手动状态时,程控阀由手动开关控制;
自动状态时,程控阀由自动控制系统控制
具体的操作说明见《程序控制系统说明书》
5.0开车
开车分为初次开车和正常开车,初次开车前应做好一系列准备工作,而正常开车时只要按规定将某些阀及控制点设定好后即可启动。
5.1初次开车前的准备工作
在装置安装完成后,所有的程序控制系统和检测仪表、自动调节控制系统和动力设备应通过调试合格的前提下,本装置方可进入开车阶段。
最初的开车前应做如下准备工作:
●设备检查-主要检查吸附器的上下过滤网、清除所有容器内的污物,拆除所有不需要的盲板
●空气吹扫-清除设备和管道中的焊渣等污物
●吸附剂装填
●气密试验
●系统置换(氮气)
5.2投料运行
在装置经过气密试验和氮气置换合格(O2含量小于0.5后%),可进入投料运行阶段。
5.2.1泄压
在装置经过氮气置换后,设备和管道还存有一定的压力,可通过步进操作方式,将系统内的压力经放空管道降至常压。
5.2.2启动
●检查装置中所有安全阀前后的截止阀是否开启
●检查装置中所有调节阀前后的截止阀是否开启
●检查装置中所有压力表、压力变送器的前截止阀是否开启
●检查仪表空气总阀和装置中所有仪表空气阀门是否开启
●接通所有仪表电源
●检查自动控制系统是否正常
5.2.3阀门设定
在启动过程中,原料气进入装置经变压吸附过程后,净化气通过调节阀PV-101、进入放空总管排出界外,产品气通过鼓风机输出界区。
5.2.4操作键盘设定
●参照表3-1,根据负荷设定各步位时间值
●所有调节控制系统设定为自动状态,并调整设定值:
PICA101压力设定值:
0.50Mpa
PIC-102压力设定值:
0.03~0.08Mpa
●调节阀HV-101、HV-102、HV-103设定为自动控制
5.2.5投料启动
●在操作键盘上启动4-1-2工艺程序
●缓慢开启原料输入阀V01,V02原料气进入装置
●吸附器的吸附压力每上升0.1Mpa手动步进一次。
此时是对吸附塔进行原料气置换,如果原料气量不足,可置暂停,同时记录并调整吸附时间
●在操作键盘上调整调节阀HV-102的开度,使终充压力达到工艺要求
●当净化气中杂质组份合格和吸附压力达到0.50MPa后,逐步增加原料输入阀V02的开度,直至达到规定的处理气量700Nm3/h
●根据净化气中VCM、C2H2的含量逐渐调整吸附时间
●当原料气流量达到设计要求范围时,装置进入正常运行下的操作
5.3正常运行下的操作
为了使装置达到最佳的运行效果,应经常检查3.0节叙述的所有工艺条件的准性。
下列情况会导致原料气处理量、产品回收率的下降:
●原料气中杂质含量增加,要及时减少原料气处理量或缩短吸附时间。
●均压
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