神木低温甲醇洗工段操作规程.docx
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神木低温甲醇洗工段操作规程
目录
低温甲醇洗岗位操作规程01
一、岗位制度01
二、低温甲醇洗岗位的概况、任务03
三、工艺原理、流程叙述及工艺指标06
四、开停车23
五、日常操作及工艺指标控制33
六、分析说明36
七、不正常现象及事故处理38
八、系统联锁说明39
九、安全技术40
十、环境保护43
附低温甲醇洗岗位设备一览表
低温甲醇洗岗位操作规程
一、岗位制度
(一)岗位责任制
1.责任范围:
负责本岗位所有设备、管线、阀门、仪表、电器、工具、护具及消防器材等的使用和维护保养。
2.领导关系:
受当班班长直接领导。
3.责任:
(1)严格执行岗位操作规程和其他各种规章制度,以高度的工作责任感精心操作,控制好各项工艺指标,并按时、如实地填写报表,努力实现安全、稳产、高产、优质、低耗。
因此,必须做到四知四会,即:
①熟知生产的特点和详细流程,会正常操作和不正常现象的处理。
②熟知防火、防爆、防毒、防触电的一般知识,会使用各种防护用具及消防器材。
③熟知工艺流程和生产原理,会掌握变化规律和提前调节,稳定生产。
④熟知与有关岗位的联系信号和电话号码,会在事故状态下准确迅速地内外联系。
(2)按照当班班长的指示,正确进行设备的开停、倒换和调整生产负荷。
在努力完成和超额完成当班生产任务的同时,发扬风格,为下班创造良好的生产条件,认真交接班。
(3)严格遵守劳动纪律,因故需离开岗位时,必须取得当班班长的同意。
(4)按时定点进行巡回检查,管好、用好和维护保养好本岗位范围内所属的设备、管道、阀门、仪表、电器等,发现不正常情况及时处理或请示上报。
(5)负责管好本岗位的专用工器具、消防和防护器材。
(6)认真总结经验,努力掌握先进技术,不断掌握新工艺操作和设备结构,大胆提出技改、技措项目,挖掘生产潜力。
(7)负责做好设备检修交出前的准备工作和安全措施。
检修过程中积极做好配合和监护工作,修复后认真做好质量验收工作。
(8)每班必须进行清扫,保持本岗位环境及所属设备、管道、阀门等清洁卫生。
4.权利
(1)对班长的指示如觉不妥,有权提出询问和建议。
若其指示有明显违反操作规程或安全规程,并会酿成事故时,有权拒绝执行,并迅速越级汇报。
(2)发生紧急事故,有权先处理后汇报。
(3)对进入本岗位的外来人员有权询问或查看其证明,若手续不符时,可禁止其进入岗位。
(4)有权对本岗位的操作规程提出修改意见。
在未经领导批准前不得试行或更改工艺指标。
(二)班组交接制度
1.接班人员应提前20分钟到岗,并按巡检路线进行巡回检查,了解工艺生产情况,工艺指标执行情况,工器具及消防、防护器具的保管使用情况和安全生产存在的问题等。
2.参加班前会。
班前会由班长主持,听取班组成员汇报检查结果;由交班班长介绍上一班的工作情况,存在的问题以及领导下达的指示;当班班长要检查本班出勤人员和着装情况,布置本班工作和人员安排,落实领导指示,并进行班前教育。
3.交班者应将现场卫生,设备卫生和室内卫生打扫干净。
4.交班者应主动为下班生产创造有利条件,一般情况下交班前三十分钟不准随意改变工艺操作条件。
5.交班者应主动积极地向接班者介绍本班生产情况,存在问题及注意事项,耐心解答接班者的提问。
对于不正常现象的处理要详细介绍其处理过程和防范措施。
6.交班前应认真填写交班日志,将本班经验,存在问题,上级指示,如实详细记录。
对接班者提出的问题要给予正确处理。
必须遵循交班高姿态,接班高风格的原则,不准故意制造事端。
7.在事故或不正常情况下,应主动推迟交班,并积极组织人员进行处理。
待恢复正常后,再进行交班。
不能尽快处理的事故,等事故处理告一段落后,经双方班长协商,同意后再进行交接班。
8.交班期间的生产由交班者负责,接班者未能按时接班时,上班应继续坚守岗位并及时汇报班长,以便妥善安排。
9.交班完毕后,由班长组织召开班后会,总结经验,找出差距。
10.工具、仪器、护具、消防器材损坏或缺少,应查明原因并做好记录。
11.接班人员在交接班日志上签名,即为接班完毕。
接班后一切工作由接班者负责。
(三)设备维护保养制度
1.认真贯彻“维护为主、检修为辅”的方针,严格遵守操作法,努力维持工艺条件正常平稳,运行设备做到“三不超”(不超温、不超压、不超负荷)。
2.操作人员对所使用设备,通过岗位练兵和技术比武,做到“四懂”、“三会”(懂结构、懂原理、懂性能、懂用途;会维护保养、会操作、会排除故障),新工人须经考试合格后持证上岗。
3.认真执行润滑油管理制度,严格实行“五定”、“三级过滤”(五定:
定质、定量、定时、定点、定期;三级过滤:
油桶、油壶、注油点),保证油质及用具清洁,各等级的润滑油严禁混用,保证传动设备供有足够的润滑油。
4.设备维护必须做到“三勤一定”(勤检查、勤擦拭、勤保养,定时准确记录),下班之前一小时打扫岗位卫生,保持岗位清洁,尽量做到无灰尘、无油污,消除跑、冒、滴、漏。
5.严格执行巡回检查制度,运用听、摸、察、看、比等操作方法仔细检查,及时消除设备缺陷,发现问题及时处理或汇报。
6.加减负荷应缓慢,非紧急情况下不得带负荷停车,不得带病运转,不冒险生产;开停车要严防压力憋高,气体倒流,高压流体冲入低压设备、管道。
7.气温低于5℃时应注意防冻,冬季停用设备应将积水放尽或保持流动;停用蒸汽应将冷凝水放尽;微开水管及蒸汽管导淋。
8.按规定做好设备切换,备用和停用设备要定期盘车检查、试验,保证随时可以投用。
对不正常设备、管道、阀门、仪表信号及安全装置,要及时修理或更换,设备中修时要校验仪表和安全阀。
9.认真填写设备运行记录,缺陷记录和交接记录。
(四)巡回检查制度
1.按车间制定的岗位巡回检查路线和检查内容,作认真详细的检查。
及时了解各设备和阀门及工艺压力、液位的运行情况,并按时倒牌。
2.主控岗位应经常翻动画面,随时掌握各项工艺参数的变化情况和各个调节阀的运作情况,及时与现场仪表对照,细心调节。
3.巡检过程中要通过听、看、嗅、摸及时发现问题,并积极处理,若处理不了,要及时向班长或主操汇报,按班长或主操的意见进行处理,并将系统问题及处理过程做好记录。
4.认真检查现场消防、防护器材的保管情况,确保完好备用。
5.对生产中的薄弱环节要加强检查,密切注意其发展情况。
遇有不正常情况应及时联系处理。
6.正常生产时,现场人员对设备每小时检查一次。
特殊情况下,应增加巡检频率随时检查。
7.巡检人员要认真检查转动设备的振动、声音是否正常,按时加油。
8.真实、按时填写记录报表。
(五)质量检查制度
1.车间、班组要要对质量进行全面管理,坚持质量第一的原则,严格控制各项工艺指标,保证工艺指标合格率达98%以上。
遵守规章制度,确保产品质量合格。
2.明确各岗位的质量指标,车间随时掌握各岗位质量指标的完成情况。
逐月统计,并将其列入班组考核内容之中。
3.经常对照室内与现场指标,确保各仪表调节灵敏、好用、指示准确。
对本岗位输出的产品、半成品要经常进行自检,发现问题及时调节处理,严格执行工艺指标,确保产品质量。
4.对本岗位的设备、仪表、管线、阀门等应负交出检修和验收质量的责任。
5.按分析频率,检查各项分析数据是否在规定的指标之内;发现问题应及时汇报,并联系处理。
6.对质量事故要以“四不放过”的原则,认真分析原因,不得隐瞒,通过分析吸取教训,采取措施,避免类似事故的再次发生。
7.熟练掌握本岗位操作规程,精心操作,加强研究,逐步提高产品质量。
8.各岗位主操对本岗位的产品质量负责,班长对本班的产品质量负管理责任,车间管理人员对全车间的产品质量负管理责任。
二、低温甲醇洗岗位概况、任务。
(一)本装置基本情况
1.装置能力
本装置设计能力为:
40万吨/年甲醇
处理原料变换气正常流量:
196030Nm3/h;
操作弹性为装置生产能力的50%到110%;
2.年操作时间
装置年操作时间为连续操作8000小时。
3.原料变换气规格
组分组成
体积流量(Nm3/h)
体积百分含量(%)
CO
38470.53
21.380
H2
83197.51
46.24
CO2
57253.54
31.82
CH4
147.18
0.08
AR
188.81
0.10
N2
499.52
0.28
H2S
177.61
0.10
COS
0.19
5.5ppm
总流量196030Nm3/h,温度40℃,压力3.6MPa(A),含饱和水。
4.产品质量
(1)产品净化合成气
组成:
CO2≤4%(mol)
总硫<0.1ppm(mol)
温度:
30℃
(2)副产品富集H2S的酸性气、
组成:
H2S≥35%(vol.%)
压力:
0.16MPa(g)
(3)尾气
排出尾气符合GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》,甲醇含量<190mg/m3,总硫<20mg/m3(50米高度排放)。
(4)甲醇水分离塔排放废水
组成:
甲醇含量≤0.5%(wt)
(二)低温甲醇洗岗位概况。
本岗位主要包括甲醇洗涤塔,二氧化碳解吸塔,硫化氢浓缩塔,甲醇再生塔,甲醇水分离塔,尾气洗涤塔,水分离器,1#,2#循环气闪蒸罐,甲醇收集槽,酸性气分离器,回流液罐,甲醇闪蒸罐,排放甲醇收集槽,甲醇水分离塔进料分离器,甲醇储罐,原料气冷却器,1#,2#,3#甲醇氨冷器,循环甲醇冷却器,甲醇换热器,1#,2#,3#贫甲醇冷却器,再生塔再沸器,再生塔回流冷却器,再生塔回流冷凝器,硫化氢馏分换热器,甲醇水分离塔再沸器,分离塔给料加热器,水换热器,贫液水冷器,硫化氢浓缩塔甲醇泵,二氧化碳解吸塔给料泵,甲醇再生塔给料泵,贫甲醇泵,甲醇水分离塔给料泵,甲醇再生塔回流泵,排放甲醇泵,尾气洗涤水泵,补充甲醇泵,甲醇过滤器,甲醇粗过滤器,贫甲醇粗过滤器,循环气压缩机等以及上述设备所属管线、阀门、仪表、电器等。
(三)低温甲醇洗岗位的任务
低温甲醇洗岗位的任务是脱除变换气中的H2S、COS、CO2等对甲醇合成有害的气体,使净化气中的总硫≤0.1ppm,CO2≤4%满足甲醇合成工段的要求。
(四)消耗及三废排放。
原材料、动力(水、电、气)消耗定额及消耗量
1.原材料消耗定额及消耗量表
原材料消耗表
序号
名称
规格
单位
消耗定额
消耗量
备注
每小时
每年
1
甲醇
kg
1.08
60.0
432000
(注:
小时甲醇产量55.55t/h)
2.动力(水、电、汽、气)消耗定额及消耗量表
序号
名称
规格
单位
消耗定额
小时消耗量
备注
正常
最大
1
循环水
0.4MPaG
30℃
m3
10.0
556.6
612.3
△t=10℃
2
脱盐水
1.0MPaG
40℃
m3
0.062
3.432
3.775
3
电
380V
kWh
5.137
285.4
313.9
4
电
10000V
kWh
18.06
1003.5
1103.8
5
饱和蒸汽
0.5MPaG
t
0.263
14.6
16.1
6
饱和蒸汽
1.0MPaG
t
0.13
7.245
7.97
7
低压氮气
0.4~0.45Mpa(A)40℃
Nm3
167.0
9278.5
10206
3.三废排放量
序
号
排放物
名称
排放物性状
排放情况
排放量
组成及含量
备注
连续
间断
单位
正常
最大
1
废气
气
连续
Nm3/h
66772
73449
CO2:
84.47%
N2:
13.87%
CO:
0.23%
H2:
0.06%
CH4:
0.007%
Ar:
0.002%
H2O:
1.36%
H2S+COS<25ppm
CH3O<150mg/Nm3
2
废水
液
连续
kg/h
3379
3717
H2O>99.99%
CH3OH<100ppm
三、工艺原理、流程叙述及工艺指标
(一)工艺原理
1.亨利定律:
研究气液相平衡时,有个重要的定律即亨利定律。
亨利在研究气体在液体中溶解的规律时发现:
在一定温度和平衡状态下,一种气体在液体里的溶解度和该气体的平衡分压成正比,用数学模型可表示为:
P=KX2①
式中:
X2——平衡时气体在液体中的摩尔分数
P2--—二相平衡时液面上该气体的分压
K——为一个常数.其数值与温度、总压、气体和溶剂的性质有关,总压对K的影响,在压力不很大时可忽略不计,K的数值要通过实验测定。
图l中实线所示为非理想溶液中组份i的浓度Xi与蒸汽压Pi的关系。
当浓度很稀(Xi→0)或浓度很大(Xi→1)时.蒸汽压Pi和浓度Xi之间都呈现出线性关系。
亨利定律是化工吸收过程的依据。
吸收分离就是利用溶剂对气体混合物中各组分溶解度的不同,选择性地把溶解度大的气体吸收,达到从气体混合物中除去或进一步回收这种气体的目的。
从①式可看出,当溶质和溶剂一定时,在一定温度下,K为定值,气体的分压越大,则其在溶液中的溶解度就越大,所以增加气体的压力有利吸收。
从①式还可以看出.若在相同的气体分压下进行比较,K值越小,则溶解度越大,所以亨利常数K值的大小可以作为选择吸收剂的一个依据。
在应用亨利定律时,须注意以下几点:
a、①式中的压力是气体的分压,不是液面上的总压。
b、亨利定律只适用稀溶液.对浓溶液是不正确的。
当温度较高,压力较低时.应用亨利定律可以得到较为正确的结果。
c、对于混合气体,当压力不大时,亨利定律对每一种气体都能分别适用,彼此互不影响,但当浓度超过其中任一种气体的亨利定律的压力适用范围以后,分子间的作用力就要相互发生作用,此时,各种溶质气体就要相互降低其溶解度。
d、使用亨利定律时.必须注意溶质在气相和溶液中的分子状态,只有在分子状态相同时才可应用亨利定律。
低温甲醇洗在合成氨、甲醇合成生产净化工艺中的应用是以亨利定律为基本理论根据的,但这个定律仅适用于稀溶液、压力不高的情况。
因此.低温甲醇洗须采用经修正的亨利定律。
修正后的亨利定律主要考虑以下几点:
a.修正了溶液浓度系数λ和平衡常数K的关系;
b.考虑到由于范德华力的存在.引起溶解度的下降;
c.溶质溶于溶剂中后,也象溶剂一样会吸收其它组分。
2.不同气体在甲醇中的溶解度:
低温甲醇洗吸收酸性气体以及溶液再生.解吸回收有用气体的基础就是各种气体在甲醇中的溶解度不同,操作条件不同时,溶解度发生变化。
溶解度系数λ指气体分压为l绝对大气压时的溶解度。
分压增加时,溶解度系数λ增大,温度较高时,分压对λ的影响不如温度低时显著。
根据气体在甲醇中溶解度的定义,要从原料气中完全脱出某气体组分,所需要的甲醇的最低流量如下式所示:
Smin=V/Pλ
式中:
Smin—从原料气中完全脱除某一组份所需要的甲醇最低流量.
V——气体的流量.
P—原料气的总压
λ—溶解气体组分的溶解度系数
由此式可知,原料气流量一定的情况下,吸收气体组份所需的吸收剂流量与压力以及该组份的溶解度成反比。
所以压力越高,原料气中待吸收的组份浓度越大,对吸收越有利。
不同气体在甲醇中的溶解度请参看图2。
由图可以看出.低温对吸收是很有利的。
待脱除的酸性气体,如H2S、COS、CO2等的溶解度在温度降低时增加很多,另一方面,有用气体如H2、CO等的溶解度在温度降低时却增加很少,其中H2的溶解度反而随温度的降低而减少。
从图中也可以看出,低温下H2S的溶解度差不多比CO2大6倍,这样就有可能选择性地从原料气中分别吸收CO2和H2S,而解吸再生又可以分别加以回收,又如低温下H2S、COS及CO2在甲醇中的溶解度与CO及H2相比,至少要大100倍,而比CH4大50倍。
因此,如果低温甲醇洗工艺是按脱除CO2进行设计的,则所有溶解度与CO2相当或比C02溶解度更大的气体;如C2H2、COS、H2S、NH3等及其他硫化物都将一起被脱除而有用气损失很少,低温下甲醇蒸汽压很小,溶剂损失不大。
一般低温甲醇洗的操作温度为-30—-60℃,各种气体在-40℃(233K)时的相对溶解度如表1所示:
表一-40℃(233K)时各种气体在甲醇中的相对溶解度。
气体
气体的溶解度
H2溶解度
气体的溶解度
CO2溶解度
H2S
2540
5.9
COS
1555
3.6
CO2
430
1.0
CH4
12
CO
5
H2
1.0
N2
2.5
3.CO2在甲醇中的溶解度
低温下CO2在醇中的摩尔分率XCO2可按下式计算:
XCO2=0.425PCO2/P0CO2
因此CO2在甲醇中的溶解度SCO2(Ln/kg)可表示为
SCO2=695.7PCO2/(2.35P0CO2_PCO2)
图2不同气体在甲醇中的溶解度
上两式中:
P0CO2--------同温度下液体CO2的蒸汽分压,KPa
PCO2--------二氧化碳平衡分压,Kpa
不同温度和压力下CO2在甲醇中的溶解度如表2所示
4.H2S在甲醇中的溶解度
H2S在甲醇中的溶解度比在CO2更大,可表示为:
SH2S=692PH2S/(1.9P0H2S
—PH2S)Ln/Kg
式中:
SH2S----H2S平衡分压,Kpa
P0H2S----液态硫化氢的蒸汽分压,Kpa,可由下式确定:
P0H2S=6.583-973.5/T
当有二氧化碳同时存在是,硫化氢的溶解度要减少,可表示为:
SH2S=SH2S/(1+C*SCO22.4)
式中:
SCO2----二氧化碳在甲醇中的溶解度,Ln/Kg;
C-----与温度有关的常数,-25.6℃、-50℃、-78.5℃时数值分别是
8×10-4、1.5×10-5、4.0×10-7
表2不同温度和压力下CO2在甲醇中的溶解度(cm3CO2/g)℃
-26℃
-36℃
-45℃
-60℃
备注
0.101MPa
17.6
23.7
35.9
68.0
0.203MPa
36.2
4.9
35.9
159.0
0.304MPa
55.0
77.4
72.6
321.0
0.405MPa
77.0
113.0
117.0
960.7
0.507MPa
106.0
150.0
174.0
0.608MPa
127.0
201.0
250.0
0.709MPa
155.0
262.0
362.0
0.331MPa
192.0
355.0
570
0.912MPa
223.0
444.0
1.013MPa
268.0
610.0
1.165MPa
343.0
1.216MPa
385.0
1.317MPa
468.0
1.418MPa
617.0
1.520MPa
1142.0
5.COS在甲醇中的溶解度。
COS在甲醇中的溶解度也遵从亨利定律,如图所示:
图3
图3中所示,COS在甲醇中的溶解度,随着压力的增高而增加。
COS在甲醇中的溶解度与H2S、CO2的溶解度相比较表明,吸收气体中CO2,所需要的甲醇量足够完全地除净体中的有机硫化物,如果只除去气体中的硫化物,那么应该考虑气体中COS的溶解度,因为COS是溶解度最低的硫化物组分。
6.氢、氮和甲烷在甲醇中的溶解度及其他理化数据。
H2、N2和CH4等气体在甲醇中的溶解度是不大的,但由于变换气中H2的含量很高,因此.在高压低温条件下脱除酸性气体时.造成H2的损失仍是可观的。
以上三种气体在甲醇中的溶解度都可用下式表示,
②
上式中:
f2——H2,N2,CH4等溶质气体的逸度;
UL2——H2、N2、CH4等溶质气体在无限稀的甲醇溶液中(即X2=0)的偏摩尔体积;
X2——溶液中H2、N2、CH4等溶质气体的分子分数:
Ko——气相中溶质气体分压趋近于零时.即气相只为纯溶剂蒸汽压时的亨利系数,其中H2的Ko与温度的关系可以表示为:
gKo=3.083+204/T
H4的Ko与温度的关系可以表示为:
LgKo=3.6-173/T
N2的Ko与温度的关系不能用线性方程表示。
兹将不同温度下,H2、N2、CH4的溶解度方程式②式中Ko和A列于表3中。
表3:
方程式②中KO和A
温度℃
亨利系数KOatm/分子数
ACm3
N2
H2
CH4
N2
H2
CH4
0
----
6600
----
----
65800
----
-3.8
3805
----
----
52200
----
----
-25
3778
8210
800.0
60400
22400
28000
-35
----
----
756.0
----
----
62000
-45
3680
9410
----
73200
24000
-50
----
----
662.0
----
----
91500
-60
3450
----
610.0
63600
----
130.000
将氢、氮和甲烷在甲醇中亨利系数列于表4中
表4氢、氮和甲烷在甲醇中亨利系数(Mpa)
H2
N2
CH4
0℃
668.8
----
----
+3.8℃
----
385.5
----
-25℃
831.9
382.8
81.1
-35℃
----
----
77.6
-45℃
953.7
372.9
----
-50℃
----
----
67.1
-60℃
----
----
61.8
表5给出了各种气体在甲醇中的溶解热。
由表可见,CO2和H2S在甲醇中的溶解热不大,但其溶解度较大,因而它内仍有明显的温度提升,为了保持一定的吸收效率,塔中需要设置冷冻取走吸收放出的热量。
设置冷冻已排除吸收放热。
甲醇的蒸汽分压和温度关系如图4所示。
由图可见,常温下甲醇的蒸汽分压很大。
为了减少操作中溶剂损失,也宜于低温吸收。
表5各种气体在甲醇中的溶解热
气体
H2S
CO2
COS
CS2
H2
CH4
溶解热
19.264
16.946
17.364
27.614
-3.826
3.349
7.低温甲醇洗的吸收动力学
有关的实验中研究了低温甲醇洗吸收CO2的动力学,发现吸收过程的速度只取决于CO2的扩散速度,温度降低时,吸收速度缓慢减小。
实验条件下:
采用填料吸收塔,直径65mm,高1米,等温吸收,气速范围0.115~1.083米/秒,喷淋密度1.445~6.77立方米/平方米,温度-21~-60℃摄氏度,压力6~18kg/cm2,气相雷诺数RS气62.5~840,液相普兰德数Pr液为1345~7210。
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- 神木 低温 甲醇 工段 操作规程