42500空分项目试生产方案Word下载.docx
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分离过程可获得相当产量的高纯度产品。
空气的精馏是在氧-氮混合物的气相与液相接触之间的热质交换过程中进行的,气体自下而上流动,而液体自上而下流动,该过程由筛板(填料)来完成。
由于氧、氮组份沸点的不同,氮比氧易蒸发,氧比氮易冷凝,气体逐(段)板通过时,氮浓度不断增加,只要有足够多的塔板(填料),在塔顶即可获得高纯的氮气,反之液体逐板(段)通过时,氧浓度不断增加,在下塔底部可获得富氧液空,在上塔底部可获得高纯度液氧。
上升气体和下流液体在塔板或填料上的热质交换过程可从图1.1中理解:
液体沿塔板或填料逐渐向下流,蒸气自下而上沿塔板或填料上升,互不平衡的蒸气和液体接触,液体处于点B状态,蒸气处于点A状态,二者温差δt。
蒸气与液体在塔板或填料上混合,发生热质交换:
液体受热蒸发,较多的氮组份逸至蒸气中,从而使液体中氧浓度增加,温度上升,状态由点B变至点E;
与此同时蒸气冷凝,使得较多的氧组份冷凝至液体中,蒸气中氮浓度增加,温度下降,状态由点A变至点D。
当蒸气与液体温度相等时,两者处于平衡状态(点E和D)。
如此下去,蒸气经过层层塔板或填料愈往上氮的浓度愈高,液体愈往下氧的浓度愈高,这样,氧和氮被分离了。
图1.1氧-氮平衡图
在下塔中空气被初次分离成富氧液空和氮气,液空由下塔底部抽出后经节流送入和液空组份相近的上塔某段上,一部分液氮由下塔顶部抽出后经节流送入上塔顶部,液空、液氮在节流前一般先在过冷器中过冷。
空气的最终分离是在上塔进行。
从上塔底部抽出液氧经液氧泵加压送入主换热器汽化后抽出氧气,而氮气由上塔顶部抽出。
氧气、氮气均通过高压板式换热器复热到常温后送出。
低温全精馏制氩(无氢制氩)的所有设备均置于空分设备的冷箱内,粗氩塔Ⅰ、粗氩塔Ⅱ(因粗氩塔太高故分成两段)、纯氩塔均为填料塔。
在粗氩塔Ⅰ内,气态氩馏份沿填料盘上升,由于氧的沸点比氩高,故高沸点组分氧被大量地洗涤下来,形成回流液返回上塔。
粗氩塔Ⅱ底部粗液氩返回粗氩塔I上部作回流液。
因此上升气体中的低沸点组分(氩)含量不断提高,最后在粗氩塔Ⅱ顶部得到含氧1.5ppm,含氩98~99%的粗氩气,粗氩气送往纯氩塔精馏。
由于氮的沸点(-195.8℃)与氩的沸点(-185.7℃)相差较大,因此含氩量约为1~1.5%的粗氩气在纯氩塔中得到进一步分离,最后在纯氩蒸发器底部得到99.999%Ar以上的纯液氩产品。
1.2.7危险杂质的排放
在精馏过程中如乙炔在液空和液氧中浓缩到一定程度就有发生爆炸的可能,因此乙炔在液氧中含量规定不得超过0.1ppm,这必须引起充分的注意。
在冷凝蒸发器中,由于液氧的不断蒸发,将会有使碳氢化合物浓缩的危险,但是只要从冷凝蒸发器中连续排放部分液氧1%就可防止浓缩。
而当在冷凝蒸发器中提取液氧时,就可不用再另外排放液氧来防止碳氢化合物浓缩。
同时粗氩冷凝器中液空不断蒸发也会造成碳氢化合物的浓缩,所以要排放液空来保证安全性。
1.3原料、燃料、动力供应及产品流向
(1)装置原料
本装置所用原料为空气。
空气中主要组份的物理特性如下表
名称
化学符号
体积百分比
重量百分比
氮
N2
78.09
75.5
氧
O2
20.95
23.1
氩
Ar
0.932
1.29
二氧化碳
CO2
0.03
0.05
氦
He
0.00052
0.00006
氖
Ne
0.0018
0.0011
氪
Kr
0.000114
0.00032
氙
Xe
0.0000086
0.00004
表1.2
名称
气化温度℃
熔化温度℃
比重
临界点
kg/m3
kg/l
℃
10-1MPa(G)
-195.8
-209.86
1.25
0.81
-147
34.5
-183
-218.4
1.43
1.14
-119
51.3
-185.7
-189.2
1.782
1.4
-122
49.59
-268.9
-272.55
0.18
0.125
-267.7
2.335
-246.1
-248.6
0.748
1.204
-228.7
28.13
-153.2
-157.2
1.735
2.155
-63.7
56
-108.0
-111.8
1.664
3.52
+16.6
60.1
(2)主要产品及指标
本项目最终产品有氧气、氮气、液氧、液氮、液氩。
产品一览表
产品名称
产量(Nm3/h)
纯度(VOL)
压力
MPa(G)
温度
用气
特点
备注
氧气Ⅰ
42500
≥99.6%O2
6.7
常温
连续
内压缩
低压氮气Ⅰ
20000
3ppmO2
≥99.999%N2
0.8
仪表空气
25000
压力露点:
-60℃
无油、无尘
0.7
增压机一级
抽取
液氧
2000
∕
进贮槽
液氮
液氩
1450
1.5ppmO2,4ppmN2,≥99.999%Ar2
氮气2
800
£
3ppmO2
9.2
间断
保安氮气
600
0.5
全厂停电用
氧气最大工况
47000
30000
20000Nm3/h内压缩,10000Nm3/h后备汽化提供
12000
1000
(3)动力供应
本装置以蒸汽经汽轮机做功带动压缩机为动力。
本装置所需的蒸汽、脱盐水等公共工程依托利津石油化工厂的管网供应。
二、总体试车方案的编制依据和原则
利津石油化工厂有限公司42500空分项目总体试车方案编制依据《危险化学品建设项目安全监督管理办法》编制
利津石油化工厂有限公司42500空分项目总体试车方案编制原则:
(1)建设项目符合国家和当地政府产业政策与布局;
(2)建设项目符合当地政府区域规划;
(3)建设项目选址符合《工业企业总平面设计规范》(GB50187)、《化工企业总图运输设计规范》(GB50489)等相关标准;
涉及危险化学品长输管道的,是否符合《输气管道工程设计规范》(GB50251)、《石油天然气工程设计防火规范》(GB50183)等相关标准;
(4)建设项目周边重要场所、区域及居民分布情况,建设项目的设施分布和连续生产经营活动情况及其相互影响情况,安全防范措施科学、可行;
(5)当地自然条件对建设项目安全生产的影响和安全措施科学、可行;
(6)主要技术、工艺成熟可靠
三、试车的指导思想和应达到的标准
3.1试车的指导思想
3.1.1要坚持安全第一、环保优先的原则,一切服从于安全,不能确保安全坚决不开工,确保试车全过程操作受控。
3.1.2施工进程与试车进程统筹安排,密切配合,形成工程建设一体化的管理网络。
3.1.3试车期间要考核装置的生产能力、物耗、能耗/产品及副产品的质量是否达到设计指标。
同时对重大设备机组的运行状况进行考核,还要考核与生产装置相配套的公用工程能力。
3.2试车应达到的目标
3.2.1试车期间做到“不发生人身伤亡、着火爆炸和环境污染事故”。
3.2.2试车一次成功并能连续生产出合格产品。
四、试车应具备的条件
4.1
装置中间交接完毕;
4.2
设备位号、管道介质名称及流向标志齐全;
4.3
公用工程已运行平稳;
4.4
岗位责任制已建立并公布;
4.5根据同类装置人员配置情况并结合实际,已配置完成工艺、质检、机、电、仪、管等各专业人员,各工种人员经考试合格,已取得上岗证;
4.6
试车方案、岗位操作法、标准程序作业卡已印发或实行看板管理。
4.7试车方案,包括工艺指标、分析指标、联锁值、报警值、开停车及正常操作要点、事故处理措施已经领导小组审核、批准。
4.8已做到各种指令、信息传递文字化,原始记录数据表格化。
4.9
电、仪、修和化验室已交付使用。
4.10通讯联络系统运行可靠;
4.11安全卫生、消防设施、气防器材、有毒有害可燃气体报警、电视监视、防护设施已处于完好状态。
4.12岗位尘毒、噪声监测点已确定。
4.13保运队伍落实到位。
五、试车的组织与指挥系统
为做好利津石油化工厂有限公司42500空分项目试车及开工前的准备工作,确保装置一次开车成功、安全顺利投产达产,经研究,决定成立42500空分开工领导小组。
领导小组下设办公室,地点设在利津石油化工厂有限公司生产办公室。
(一)开工领导小组:
组
长:
魏玉东
副组长:
徐建华
王守业
张振远
付连祥
成
员:
李
勇
陈
孙
娜
刘国柱
李春锋
刘光宗
赵泉林
(二)小组办公室:
主
任:
(三)试车保运体系
保运单位:
中国化学工程第六建设公司
试车保运要求:
1)
在投料试车过程中,42500空分车间所有人员要按照岗位操作法操作,班组轮班,机、电、仪、操、管全天候,局部保全局、系统外围保主体装置的总目标开展工作。
2)施工单位要按照“谁安装谁保运”的原则,实行安装、试车、保运一贯到底负责制,保运人员应24小时现场值班,工种、工具齐全,确保随叫随到,跟踪保运。
六、建设项目设备及管道试压、吹扫、气密、单机试车、仪表调校、联动试车等生产准备的完成情况
6.1管道及设备试压情况
6.1.1管道试压方案
6.1.1.1施工程序流程
6.1.1.1.1总体试验流程
试压前资料确认→试压前准备→试压前共检→灌水(气)压→强度试验及检验→降压→严密性试验及检验→排水(气)→吹洗→管道复位→泄露性试验(需要时)→验收
6.1.1.1.2泄露性试验流程
试压前资料确认→试压前准备→试压前共检→泄露性试验及检验→排气→管道临设拆除→验收
6.1.1.2管道试验技术管理
6.1.1.2.1在试压前绘制各单元管道试压系统图,并对照施工图纸和PID,核对现场实物,优化各管道试压系统,对试验有困难的管道,可采用其它检验方法代检,但需经设计方和监理方及业主的同意。
6.1.1.2.2经技术负责人、监理及业主核实过的管道试压系统图发给施工人员,对每一试压系统作书面或口头上的技术交底。
6.1.1.2.3管道试验完毕,临设的拆除和垫片的更换等,需经施工人员签字确认,技术员复核完成情况,质检员作最终确认。
6.1.1.2.4质量记录文件与施工同步进行,试验合格后需要监理方、业主现场签字确认。
6.1.1.3管道试压前的准备工作
6.1.1.3.1资料确认
6.1.1.3.1.1管子和管道组成件及焊材的质量证明文件是否齐全,是否符合设计和标准规定。
6.1.1.3.1.2材料代用部分已有设计和监理方的签字认可。
6.1.1.3.1.3无损检测记录是否齐全,无损检测数量是否符合设计文件规定,返修部分是否已经进行重新检测。
6.1.1.3.1.4阀门的试验记录是否齐全,试验数量是否符合规范要求,安全阀是否已作调校,并作铅封。
6.1.1.3.1.5膨胀节的调校资料是否齐全,膨胀节是否已调到设计(或规范)要求的位置。
6.1.1.3.1.6焊接记录是否齐全,合格焊工登记资料是否齐全。
6.1.1.3.1.7静电接地测试记录是否齐全。
上述资料需通过监理和业主的审查后,方可进行管道压力试验。
6.1.1.3.2绘制试压系统图
原则上每一独立试压单元,均需绘制试压系统图,但本装置因管线较多、工期较紧,故直接在流程图上用不同颜色的荧光笔将主物料管线勾画出试压系统。
该系统的勾画依据如下原则:
6.1.1.3.2.1注明该试压图中强度试验压力和严密性试验压力的大小(试验压力以设计文件《管道命名表》为准)。
6.1.1.3.2.2临时盲法兰及垫片,临时短节,临时管线,临时支撑等需依据现场实际情况加设,并在加设完后在系统图上作出标记,以便试压后恢复拆除时备查。
6.1.1.3.2.3各阀门的开关状态及低点排放和高点放空,需依据现场实际情况进行加设并在系统图上标明。
6.1.1.3.2.4其它管线不勾画试压系统图,公用工程部分直接与主管并试,其它放空和导淋管可不试。
6.1.1.3.2.5一种介质所涉及的系统很大,管线也很长,为了试压方便有时可将一个管道系统分成几个分部,其划分原则如下:
a.
选择与设备连接的分部作为分界点。
b.
一个系统划分的分部要尽量少,避免由于分界点太多,致使未经强度试验的点多,遗留质量隐患。
c.所划分每个分部应有试压管道引入点,压力表安装点和放空点。
6.1.1.3.3试压前的现场准备
在注水(气)前,现场下列工作已经准备完毕,并经质检员和监理方检查合格。
6.1.1.3.3.1所有焊接工作已经完毕,有静电接地要求的管道,静电接地板已经焊接。
原则上,管道试验后,不允许进行焊接工作,否则需采取有效的焊接措施和检验手段。
焊缝外观质量符合有关设计和规范要求,焊缝及其它待检部位未经刷漆和绝热。
6.1.1.3.3.2与管道试压无关的系统已用盲板隔离,安全阀、仪表阀、流量计、孔板、仪表器件等不参与试压的管道组成件已采取拆除、加盲板、加临时短节或加旁路等方式隔离,膨胀节已采取约束措施限位。
6.1.1.3.3.3止回阀、过滤器已采取抽芯或拆除后加临时短节的方式隔离。
6.1.1.3.3.4高点放空,低点排放加设完毕,试压用水(气)已经确定,临时水(气)源已引至试压现场,排水畅通,管道加固完毕。
各管道敞口已用盲板或加阀门封堵。
如有设备参与试压,事先须征得设计方和监理方及业主的同意。
6.1.1.3.3.5试压用的设备完好,试压用的检测仪表量程、精度等级、数量、检定期符合要求。
试压用的压力表精度不低于1.5级,表的刻度值应为最大试压力的1.5-2倍,压力表数量不少于2块。
6.1.1.3.3.6试压方案已经监理和业主批准,并向施工人员作了书面或口头的技术交底,安全警戒线已经设置。
6.1.1.4.压力试验
6.1.1.4.1试验介质
A、所有气体介质的管线,当设计压力小于0.6Mpa时采用气压试验进行时,试验介质为压缩空气或氮气,当设计压力大于0.6Mpa时采用水压试验进行时,试验介质为洁净水;
B、所有液体介质的管线,均采用水压试验进行,试验介质为洁净水;
C、热力管线(包括伴热和夹套外管)均采用水压试验进行,试验介质为洁净水。
不锈钢管道试压宜用脱盐水,若用洁净水,水中氯离子含量不超过25
ppm,必要时,供水方需提供水质检报告。
按照系统及设计试验压力大致分为以下几个系统进行试压(备注栏中注明在管道试压方案中,用不同颜色的荧光笔将主物料管线勾画出试压系统,同一种颜色的可用临时管线串联在一起作为一个试压系统)
说明:
1、对于简单的管道系统未绘制系统图,试压时与设备连接处用盲板隔开,从低点或导淋口注水到试验压力即可。
6.1.1.4.2.管道强度、严密性试验压力的确定
6.1.1.4.2.1管道强度试验压力和严密性试验压力分别按照设计文件《管道命名表》中,“工作参数”和“设计参数”的表压值确定。
但当碳素钢管道的设计温度高于200℃或合金钢管道的设计温度高于350℃时,其液压强度试验压力应按下式换算:
[σ]1
PS
=K·
PG
——
[σ]2
式中:
K——系数取1.5
PS——常温时试验压力
kgf/cm2
PG——设计压力
[σ]1——常温时材料的许用应力
[σ]2——设计温度时材料的许用应力
6.1.1.4.2.2对位差较大的管道,应将试验介质的静压计入试验压力中,液体管道的试验压力应以最高点的压力为准,但最低点的压力不得超过管道组成件的承受力。
6.1.1.4.3水压试验
6.1.1.4.3.1本装置的水压试验拟采用循环水进行,将装置外消防水用临时管线引入装置内。
6.1.1.4.3.2.水压试验时,试验压力一般为设计压力的1.5倍,真空管道的试验压力为0.2MPa(G),夹套管外管的试验压力为设计压力的1.5倍,必须排净管道内的空气,升压时,应分级缓慢进行,达到试验压力停压10分钟,然后降至设计压力停压30分钟,以无压降无泄露,目测管道无变形为合格。
6.1.1.4.3.3试压经监理方和业主检验合格后,应及时拆除盲板,膨胀节限位设施,排尽积水,排水时要打开放空阀,防止形成负压,排水应用夹布胶管引至地沟或水井。
6.1.1.4.3.4当试验过程中发现泄漏时,不得带压处理。
消除缺陷后,应重新进行试验。
6.1.1.4.3.5试验检查时,眼睛离被检查部位要保持一定的距离,登高检查时,不得借助被试验的管道攀援,以防高压水线喷出伤人。
6.1.1.4.4.气压试验
6.1.1.4.4.1本装置的气压试验拟采用压缩空气进行,并将仪表空气引入主管线。
6.1.1.4.4.2气压试验时,应先进行预试,试验压力宜为0.2MPa,在确认压力表不降压目测管道无变形后,逐步缓慢增加,当压力升至试验压力的50%时,如未发现异状或泄露,继续按试验压力的10%逐级升压,每级稳压3min,直至试验压力,稳压10min,再将压力降至设计压力,停压时间应根据查漏工作需要而定,以发泡剂检验不泄露为合格,在试验过程中严禁敲击管道。
6.1.1.4.4.3管道强度和严密性试验直接用气体作介质试验时,可以不作气密性试验,伴热管用洁净水作充水试验。
6.1.1.4.4.4试压时,如有泄露,不得带压修理。
水试时,应将水排至缺陷以下液面后修理;
气试时,应将压力降至零后才能修理。
缺陷消除后应重新试验。
6.1.1.4.4.5试压经监理方和业主检验合格后,气体排放时,排放口不要对准设备、管口及过路行人。
压力试验完成后,应及时拆除所有的临时盲板,核对记录,并及时填写管道试验记录,办理签字手续。
6.1.1.4.5泄露性试验
输送氧气可燃流体的管线,在压力试验后,还应进行泄露性试验。
方法同“气压试验”,宜采用空气或低压氮气进行,达到试验压力(即设计压力),泄露性试验检验重点应是阀门填料函、法兰、放空阀、排气阀、导淋阀等,以发泡剂涂敷未见气泡为合格。
全系统每小时平均泄漏率应符合设计要求。
经气压试验合格,且在试验后未经拆卸的管道可不进行泄露性试验,该试验可与试车工作一并进行。
6.1.1.4.6真空度试验
真空系统在压力试验合格后,应按设计文件规定进行24小时的真空度试验,增压率不应大于5%。
6.1.1.5管道吹洗
管道系统吹扫、冲洗试验是管道施工中最后一道重要的阶段。
在此阶段要求对管道的清洁度进行全面检查,在吹扫和冲洗管道内部杂物的同时,检查流程是否打通,各种阀件开启是否可靠。
在此阶段,蒸汽系统、空气系统的试投料可与吹扫同步进行,这时将进入了42500空分装置全面单机试车和联动试车的准备和开始阶段,需要工艺生产人员介入配合。
管道系统吹洗前应符合下列要求:
1)已向参与吹洗的施工人员进行技术交底。
2)管线吹洗前,对法兰连接的孔板、仪表调节阀、安全阀、仪表器件等已隔离或拆卸,对焊接在管道上的仪表阀和仪表,应采取相应的防护措施。
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