联碱纯碱碳化操作规程.docx
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联碱纯碱碳化操作规程.docx
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联碱纯碱碳化操作规程
碳化岗位操作规程
前言
操作规程是企业内部使用的一种指导生产操作的规范性文件。
它是企业建立全面质量管理体系必不可少的技术文件之一。
对于企业加强内部管理,全面推行“质量兴企”战略具有重要意义。
由于操作规程是一个企业的内部标准,因而具有行业性、适宜性、持续改进的特点。
随着公司ISO9000—2008版质量管理体系换版工作的顺利完成,全面推行该体系势在必行。
本操作规程就是在这样的背景下产生的,公司总工程师办公室本着严谨科学、通俗易懂的原则,完成了这部操作规程的编写。
同时为了力求体现该规程的适宜性,在全面征求各生产作业区技术人员、操作人员和相关各部门建议的基础上修改了操作规程并定稿。
在此对他们的辛勤劳动表示由衷的感谢!
目录
1范围……………………………………………………………4
2目的……………………………………………………………4
3岗位说明书……………………………………………………4
4规章制度……………………………………………………5
5生产原理………………………………………………………6
6工艺流程…………………………………………………………8
7主要设备一览表…………………………………………………10
8工艺指标…………………………………………………………11
9低压机系统开停车程序…………………………………………13
10正常操作控制程序………………………………………………17
11不正常情况处理…………………………………………………20
12岗位相关计算…………………………………………………22
13岗位存在的主要危险因素辨识………………………………32
14安全环保和职业卫生危害防护………………………………42
15附图、附表……………………………………………………45
16参考读物………………………………………………………45
17安全操作规程…………………………………………………50
碳化岗位操作规程
1范围
本规程是公司生产装置操作控制的技术标准,凡是关系到本岗位生产控制的操作与管理均遵从此办法。
适用于本岗位的操作人员以及公司各级相关的技术人员、管理人员。
2目的
为了使生产控制有章可循,操作标准科学、合理,标准执行严肃、认真,最大程度地使生产装置保持长周期、安全、稳定运行,达到低耗、清洁、优质、高产的目的,特制定本操作规程。
3岗位说明书
单位名称:
纯碱作业区碳化岗位编号:
Q/GJHGZ.14-543-2009
岗位
名称
碳化主
操作
所在
部门
纯碱作业区
直接上级
工长
直接下级
无
定员人数
4人
工作职责
岗位任务:
氨母液Ⅱ碳酸化俗称碳化,是将氨母液Ⅱ在碳化塔内吸收二氧化碳,使其中的NaCL和NH3转化生成NaHCO3和NH4CL,并冷却使NaHCO3结晶析出,形成NaHCO3悬浮液。
氨母液Ⅱ碳酸化过程包括吸收、结晶及传热等过程。
由于碳化过程的复杂性及其与各工序之间的密切联系,相互影响较大,所以要求严格按照工艺条件操作,制出容易过滤、洗涤和煅烧的NaHCO3结晶;同时提高NaCL和NH3转化率,降低母液当量。
这样,不但能使产品达到优质、高产、低耗的要求,而且还能提高设备的生产能力。
因此,碳化过程在联碱生产中占有相当重要的地位。
1、其主要职责是利用氨母液II在碳化塔内吸收CO2,反应生成颗粒粗大易过滤且质量合格的碳酸氢钠结晶,是联碱生产的心脏岗位。
2、负责检查所属设备运行及生产工艺控制情况。
3、负责调节各制碱塔的压力、液位,时刻注意气液成份及塔内反应。
4、负责调节母液温度、脱碳气温度、循环水温度,保证结晶质量。
5、调节碳化循环量控制取出温度,提高氯化钠转化率,优化系统指标。
6、及时联系调度、压缩、保证脱碳气汞柱满足生产需要。
7、负责调节碳化取出箱液位,联系滤过岗位防止冒槽。
8、控制各项工艺指标,保持母液平衡,优化系统指标,确保稳产、高产、低耗。
9、按时完成上级安排的其它任务。
任职要求
推荐学历:
高中以上学历。
专业技能要求:
掌握初级计算机知识、懂化工生产原理。
经验要求:
能解决处理本岗位各项事宜并具有实际工作经验。
能力要求:
对生产工艺、设备故障有一定的判断解决能力。
单位名称:
纯碱作业区碳化岗位编号:
Q/GJHGZ.14-544-2009
岗位
名称
碳化副
操作
所在
部门
纯碱作业区
直接上级
工长
直接下级
无
定员人数
14人
工作职责
1、负责配合主操作检查所属设备运行及生产工艺控制情况。
2、负责调节母液温度、脱碳气温度、循环水温度,保证结晶质量。
3、负责按规定巡检路线进行巡检并翻转巡检牌,发现异常及时协调处理。
4、负责配合主操作联系调度、压缩、保证脱碳气汞柱满足生产需要。
5、负责调节碳化取出箱液位,联系滤过岗位防止冒槽。
6、根据主操作指令及时调节各制碱塔冷却水量。
7、负责完成所属区域卫生的清理、清洁工作。
8、按时完成上级安排的其它任务。
任职要求
推荐学历:
高中以上学历。
专业技能要求:
掌握初级计算机知识、懂化工生产原理。
经验要求:
能解决处理本岗位各项事宜并具有实际工作经验。
能力要求:
对生产工艺、设备故障有一定的判断解决能力。
4规章制度
4.1掌握的制度
●现场管理规定/GJHGL03·002—2008…………(03-9)
●巡回检查管理规定Q/GJHGL03·003—2008…………(03-12)
●作业区班组基础管理规定Q/GJHGL03·004—2008…………(03-14)
●岗位基础建设管理规定Q/GJHGL03·005—2008…………(03-29)
●责任减量考核办法Q/GJHGL06·002—2008…………(06-4)
●安全核准制度Q/GJHGL05·005—2008…………(05-23)
●进入厂区安全管理规定Q/GJHGL05·008—2008…………(05-32)
4.2了解的制度
●违反公司规章制度的罚责规定Q/GJHGL03·011—2008…(03-49)
●安全生产责任制度Q/GJHGL05·001—2008…………(05-1)
●进入受限空间作业安全管理规定Q/GJHGL05·020—2008…(05-77)
●检修安全管理制度Q/GJHGL05·009—2008…………(05-34)
●压力容器安全管理制度Q/GJHGL05·014—2008…………(05-59)
●员工考勤管理制度Q/GJHGL14·005—2008…………(14-22)
●劳动合同管理制度Q/GJHGL14·003—2008…………(14-12)
5生产原理
5.1主要物料性质
5.1.1母液的组成及温度
母液名称
FNH3
tt
TNH3
tt
CNH3tt
TCL
tt
CO2
tt
密度
kg/m3
温度
℃
氨母液II
70.96
113.15
42.19
109.06
20.22
1.158×103
42.55
取出液
29.49
117.57
88.08
118.32
21.39
1.14×103
41.2
5.1.2重碱的组成(%)
NH4HCO3
NaHCO3
Na2CO3
NaCL
H2O
烧成率%
3.65
74.71
6.2
0.25
15.2
53.04
5.1.3气体的温度、压力及CO2浓度
气体名称
温度℃
压力(KPa)
CO2浓度%
脱碳气
33.8
316
89.28
炉气
31.3
267
63.05
清洗气
28.5
245
3.20
尾气
47
34.3
6.5
5.1.4热容(KJ/Kg·℃)
氨母液II
取出液
重碱
CO2
N2
NH3
3.3
3.1
1.17
0.86
1.05
2.18
二氧化碳,又称碳酸气,在常温常压下为无色无臭的气体,二氧化碳溶解于水生成碳酸,呈弱酸性。
联碱生产中脱碳气、炉气主要组成就是二氧化碳。
5.2主反应原理和反应特点
碳化过程是一个复杂的化学反应过程。
碳化液中含有多种组分,有的呈分子状态存在,有的成离子状态存在,从而决定了碳化反应的复杂性。
1)以氨基甲酸铵(氨基碳酸铵)的生成
2NH4OH(l)+CO2(q)=NH4COONH2(l)+2H2O(l)+Q
2)氨基甲酸铵水解生成碳酸氢铵
NH4COONH2(l)+2H2O(l)=NH4HCO3(l)+NH4OH(l)-Q
3)碳酸氢铵与氯化钠反应生成NaHCO3与NH4CL
NH4HCO3(l)+NaCL(l)=NaHCO3(s)+NH4CL(l)+Q
4)总反应方程式:
NH4(q)+H2O(l)+NaCL(l)
NaHCO3(s)+NH4CL(l)+Q
碳化反应是一个可逆反应。
可逆反应开始时,正反应速度比逆反应速度大;随着反应的进行,溶液中生成物的浓度不断增加,正反应速度逐渐减小,逆反应速度逐渐增大。
当正逆反应速度相等时,此时溶液处于平衡状态——化学平衡。
碳化反应是一系列的气、液、固三相间进行的可逆反应,并且伴随有热量的吸收和释放。
实际生产中,在碳化塔底部位置的碳化反应是接近于平衡状态的。
碳化反应在不同温度、压力和浓度条件下,具有不同的反应平衡,在某一温度下的平衡常数K为:
K=
式中:
[]表示该物质在平衡状态时的摩尔浓度。
在一定温度下,平衡常数K为定值。
K值愈大,也就是说,达到平衡时正方向的反应进行的要完全一些。
欲使碳化反应良好的进行,增大K值,提高产品产率,必须具备下列适宜的条件:
1)提高反应物的浓度。
2)增加反应压力。
3)适宜的温度。
6工艺流程及工艺流程图
碳化塔有清洗(中和)塔和制碱塔之分。
在制碱过程中,由于碳酸氢钠和碳酸氢铵等结晶附着于塔的内壁、菌帽及冷却管上(结疤)影响吸收和冷却效率。
因此,经过一段时间的制碱后,需要用氨母液II清洗溶解塔内结疤,该塔被称为清洗塔。
清洗后改为制碱作业,用清洗氨母液II(中和水)在塔内吸收二氧化碳,制得碳酸氢钠结晶悬浮液,该塔称为制碱塔。
由合成氨系统送来的含二氧化碳90%以上的浓气(脱碳气),经脱碳气进口分离器分离,用压缩机加压至0.3~0.35MPa(表压),经换热器冷却,分离器分离后,送入制碱塔的底部,进行制碱,称为下段气。
由回收岗位送来含二氧化碳80%以上的炉气,经炉气进口分离器分离后,用压缩机加压至0.28~0.35MPa(表压),,经换热器冷却,分离器分离后,送入制碱塔第五段进行制碱,称为中段气。
由压缩岗位将含二氧化碳8%以下的清洗气,用压缩机加压至0.25~0.32MPa(表压),经换热器冷却,分离器分离后,送入清洗塔底部,在清洗塔内进行气液接触,达到溶解塔内结疤和预碳化的目的。
氨母液II用泵送至清洗塔上部,自上而下清洗(溶解)塔内结疤,同时吸收由塔底通入的二氧化碳气(预中和),塔液由底部流出,称为清洗氨母液II(简称中和水或清洗氨II),清洗氨II用中和泵送入各制碱塔上部,自上而下与塔底通入的下段气及塔中部通入的中段气逆流接触吸收反应生成碳酸氢钠,使塔中部温度逐渐升高。
然后在塔下部经过冷却水箱冷却降温,使更多的碳酸氢钠结晶析出,同时吸收更多的二氧化碳,碳酸氢钠结晶亦逐渐长大。
碳酸氢钠悬浮液由塔底部取出管至取出箱及流槽,流至滤碱机进行真空分离出重碱和母液I。
碳化尾气从塔顶部排出,经尾气分离器分离后,分离出的液体流至氨母液II桶中。
分离出的气体则进入综合回收塔母I进氨段,用母I回收其中的氨称为淡氨母液I。
综合回收塔尾气由第九段进入,十五段排空,母液I由十四段进入,八段排出进行循环回收尾气带出的氨;综合回收塔出来的母液I去吸收岗位进行吸氨。
碳化过程中放出的热量用冷却的方法移去,循环冷却水由制碱塔第一节水箱进入,Ф1980mm碳化塔由第七节水箱回水,Ф2500mm碳化塔由第六、七节或八、九节水箱回水进行冷却,一般根据取出液和冷却水的温度、流量等情况确定。
主流程:
碳化系统
带控制点工艺流程图见附图
7主要设备一览表
设备名称
规格型号及参数
数量
碳化塔
ф1980mm×25140mmV=65m3,塔圈33节,菌帽30个,水箱10节,d外=ф51/ф63L=2390n=144,传热面积640m2,P塔内=0.32MPat=40℃
4
ф2500mm×26566mm,V=110m3,塔圈35节,菌帽32个,水箱10节,F=1110m2,P塔底=3.5kgf/m2,t设=40~60℃
4
综合
回收塔
ф1500/ф1980×25164,塔圈33节,下部:
贮桶段常压,t=30℃,中部:
滤过净氨段39900Pa,t=30℃,上部:
碳化尾气段0.03MPa,t=40℃
1
ф2800×28077,塔圈22节,分三段,下部:
1#~6#常压,t=30℃,中部:
7#~15#0.05MPa,t=35℃,上部:
16#~22#-400mmHg,t=30℃
1
AII加热器
ф600×2500×8,F=25㎡;ф800×3343×8,F=48.2㎡。
2
小AⅡ加热器
ф1120×3074×10;F=87.4㎡
2
碳化尾气
分离器
ф500×2370×8;ф1000×2953×8
4
水洗加
热器
ф500×1000×6
1
AII泵
AFM150-56,Q=190.8m3/h,H=48m;
电机Y280S-2,N=75KW
2
AII泵
100FM150-57B,Q=88.6m3/h,H=43.5m;
电机JO2-72-2,N=40KW
2
中和泵
AFM150-56,Q=190.8m3/h,H=48m;
电机Y280S-2,N=75KW
2
中和泵
100FM150-57B,Q=88.6m3/h,H=43.5m;
电机JO2-72-2,N=40KW
2
水洗泵
100FM150-57B,Q=88.6m3/h,H=43.5m;
电机JO2-72-2,N=40KW
1
碳化塔结构图见附图
8工艺指标
序号
工艺指标名称
单位
指标
类别
1)
混合尾气CO2含量
%
≤16
A
2)
取出碱液沉淀量
%
25-40
B
3)
取出碱液固定氨
tt
≥85
B
4)
取出碱液游离氨
tt
≤32
B
5)
制碱塔上部温度
℃
55-60
B
6)
中部温度
℃
58-64
B
7)
塔进气温度
(下、中段、清洗气)
℃
≤40
B
8)
氨Ⅱ温度
℃
38-45
C
9)
中和水温度
℃
40-45
C
10)
取出碱液温度
℃
35-42
C
11)
下段气压力
MPa
0.3-0.35
C
12)
中段气压力
MPa
0.26-0.3
C
13)
清洗气压力
MPa
0.25-0.32
C
14)
制碱塔压力
MPa
0.25-0.36
C
15)
清洗塔压力
MPa
0.25-0.3
C
16)
尾气压力
MPa
0.02-0.05
C
17)
冷却水进口压力
MPa
0.2-0.35
C
19)
清洗氨母液CO2含量
tt
≤22
C
20)
冷却水含氨量:
总样
tt
≤0.02
C
21)
单样
tt
≤0.01
C
23)
清洗气CO2含量
%
≤8
C
24)
炉气浓度
%
≥80
B
25)
脱碳气浓度
%
≥90
B
26)
循环水温度
℃
≤27
C
27)
制碱塔塔顶压力
MPa
≤0.036
C
28)
制碱塔作业时间(大塔)
h
58
B
29)
制碱塔作业时间(小塔)
h
18
B
30)
中和塔作业时间(大塔)
h
24
B
31)
中和塔作业时间(小塔)
h
18
B
32)
碳化尾气NH3%
%
≤1.5
B
9碳化系统开停车程序
9.1原始开车(开塔)
9.1.1新塔先用水冲洗,由塔下排放铁锈及杂物后,再用含Na2S(0.5~1.0tt)的温水循环洗塔,洗至硫含量不变,使塔内形成一层硫化亚铁保护膜,把洗水放掉清除塔内铁锈等杂物,把好孔盖。
9.1.2检查好各汽、液阀门,并检查开关位置是否正确,抽掉各有关盲板。
9.1.3联系仪表工段检查仪表是否准确,并将仪表开启。
9.1.4装好各液位计、压力表、准备分析仪器、溶液等。
9.1.5与压缩、泵房、煅烧、吸收、滤过岗位及调度、工长取得联系。
9.2不进行检修,系统处于保温保压状态临时停车及开车操作程序
9.2.1开塔
1)开启塔顶尾气阀门,回卤阀门。
2)开启AII入塔阀门向塔内注入AII,待制碱塔压力升至0.15MPa时开下段进气阀,压力升至0.2MPa时开中段进气阀,并试开出碱阀,检查出碱管是否畅通,当塔压升至0.25~0.27MPa时,停止加AII。
3)憋塔20~30分钟,待21#圈温度上升到47℃左右时,开始缓慢取出碱液,此时沉淀量不低于10%,取出温度不低于42℃,同时向塔内加入AII,保持塔液位。
4)在取出碱液的同时,冷却水箱先充满水,然后用温水暖塔,最后按开塔步骤开塔。
9.2.2停塔
1)将制碱塔二段进气改为下段进气。
2)将下段气改为清洗气。
3)停止进冷却水。
4)改进AII,加大取出量。
5)当沉淀量降至5%时停止加AII,停止进CO2气体,停止取出。
9.2.3轮换塔
将制碱塔改为清洗塔或将清洗塔改为制碱塔的操作叫换塔。
1)准备工作
2)提前和煅烧、滤过、吸收、压缩等有关岗位联系好,以减少换塔时的生产波动。
3)检查塔下联络管是否畅通,如堵塞应该处理畅通后进行换塔。
4)拉塔(降低清洗塔压力、液位)
5)清洗塔停止进AII,降低塔压后逐渐减少进气量,防止尾气含二氧化碳过高。
6)关闭清洗塔出碱管阀门。
7)关闭清洗AII返水阀,返水入预清洗的制碱塔内,同时保持清洗AII总压,以保证制碱塔正常作业。
9.2.4压塔
1)当清洗塔压力降至0.12~0.14MPa时,将新清洗塔(原制碱塔)改为进AII,停止进清洗气,停清洗AII泵,并在塔下通过联络管与清洗塔连通,将碱液压入新制碱塔。
2)新制碱塔压力开始上升时,下段改进脱碳气,新清洗塔改进清洗气并停止取出碱液。
3)新制碱塔压力升到0.2MPa左右时,加入中段气,两段进气压力升到0.23MPa左右时停止压塔。
4)恢复
5)新清洗塔全停冷却水,开启中和泵将中和水加入制碱塔。
6)新制碱塔第21#圈温度上升到47℃左右(与中和水温差大于5℃)开始取出,同时逐渐开冷却水,在1小时内恢复转入正常生产。
9.2.5水煮洗碳化塔
制碱塔工作一个段时间周期后,由于碳化塔的菌帽、花盘以及底部冷却水列管、碳化塔死角等处积聚或结了较厚的碳酸氢钠疤垢,在制碱塔变为清洗塔清洗时仍然无法清洗干净结垢,只能选择“水煮洗碳化塔”的操作方式彻底清洗疤垢,以保证碳化塔作业正常。
9.2.5水煮洗碳化塔前准备
1)在制碱塔变为清洗塔后,该塔先中和清洗1小时,然后停止在准备水洗的碳化塔内进入氨Ⅱ,用清洗中和泵彻底抽干净塔内母液。
2)关闭水洗塔塔底取出考克阀、取出阀、中和水联络阀,打开塔底水洗阀用水洗泵再次抽送塔内母液,确认塔内无母液后准备水洗碳化塔。
9.2.6水煮洗碳化塔
1)关闭准备水洗碳化塔(4、5楼两道)氨Ⅱ、中和水进塔母液控制阀,以防止母液串入水洗塔中;
2)打开塔顶放空阀排空塔内气体,关闭尾气大阀,开启塔顶蒸汽阀与加水阀,调节温度至20~30℃(手感温度),开始在塔内加水。
3)当水洗塔塔压达到0.12~0.14MPa时,停止在塔内进水。
开启水洗泵开始循环,当水洗泵运行压力稳定后,开启水洗加热器控制阀开始升温;
4)当塔内水温达到65~70℃时,开始在塔内加水,循环置换水洗碳化塔内结疤;
5)水洗时间一般控制在10小时左右,并根据置换出碳化塔水洗水分析结果确定停止水洗;水洗停止时,关闭塔顶蒸汽阀与加水阀,打开塔底水洗阀排空塔内洗碳水。
碳化塔水洗水进入回收池回收利用。
6)当碳化塔内水洗水排放干净后,关闭塔底水洗阀开启中和水阀,关闭塔顶放空阀,开启尾气大阀及(4、5楼两道)氨Ⅱ、中和水进塔母液控制阀,准备中和碳化塔。
9.3系统进行检修的短期停车及开车操作程序
9.3.1停车程序(与正常停车程序相同)
9.3.2隔离及检修
1)根据生产管理部门制订的检修隔离方案进行系统隔离工作。
2)隔离工作验收完毕,按有关规定填票、汇报、确认后进入检修程序。
3)检修期间遵照作业区安排,参与检修工作或安全检修监护工作。
9.3.3开车
1)检修完毕,本岗位负责对检修质量进行验收,验收原则:
A.若事先没有对检修项目进行改造的相关批准,只做修复式检修,决不允许因施工方便擅自改变接口或备件位置、配置、材质等,必须保持原结构无任何变化。
B.由检修造成的设备及管道等现场垃圾由维修人员负责清理,系统管线清理工作由操作人员进行。
C.待生产恢复正常视为检修结束,维修人员才可离开现场。
2)检查系统具备开车条件,向调度汇报:
本岗位检修完备,已具备开车条件。
3)接调度通知后,拆除隔离盲板、疏通系统,验收拆除隔离工作及连通工作完毕后再次及时报告调度。
4)开车。
(系统进行检修的短期开车操作程序与正常开停车程序相同。
)
9.4碳化工段紧急停车程序
故障
现象
判断事故
事故处理
突然断电断水断气处理
仪表盘突然全部出现无显示,设备停止运行
出现断电断水断气等任何一项事故时均必须紧急停车
1.将所有碳化塔的底部连通阀全部打开联通塔内母液,防止座塔;
2.将所有碳化塔的塔顶放空阀打开放空;
3.打开回卤阀将塔内母液返入氨Ⅱ桶内循环;
4.打开塔底蒸汽阀吹蒸汽,防止碳化塔“座死”。
断电停车
仪表
盘突
然全
部熄
灭
1.立即采取措施,根据情况实施《突然断电、断水、断气处理》方案;
2.泵房系统断电要,减少取出量,保证碳化塔液位基本正常;
3.低压机系统断电,要减少取出量,保证碳化塔取出液指标正常,若时间超过10-30分钟,要通知调度立即采取停车处理;
4.滤碱机系统断电,要立刻通知工长,联系调度立刻停车,同时减少并逐步停止碳化取出。
断脱碳气停车
汞柱压力表显示负压
打电话联系脱碳是否减量或停车
1.通知调度,联系停车;
2.减少取出量,保证碳化塔液位基本正常;
断
炉
气
碳化尾气压力突然升高,液位波动大
取样分析浓度低或联系低压机了解煅烧是否停炉气
1.立刻通知调度,联系低压机了解煅烧是否停炉气;
2.将进入碳化塔炉气进口阀关闭,防止倒液;
9.5长期停车及开车
9.5.1停车(停车在3天以上)
1)停车前通知仪表工检查仪表运行状况。
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- 纯碱 碳化 操作规程