储配分公司大青站制氢工段焦炉煤气提氢装置操作规程第一章工艺技术规程1.1 装置概况1.1.1 装置简介本装置建成于2012年2月,焦炉煤气处理量≥4208.41Nm3/h( 干基)。
产品氢气流量2100Nm3/h。
本装置主要采用6-2-2/V程序变压吸附工艺技术从焦炉煤气中提取高纯氢。
整个过程主要分为预净化工序、提纯氢气的PSA工序、氢气脱氧和干燥工序、产品压缩和装车五个工序。
1.1.2 工艺原理利用固体吸附剂对气体的吸附有选择性,以及气体在吸附剂上的吸附量随其分压的降低而减少的特性,实现气体混合物的分离和吸附剂的再生。
1.1.3工艺流程说明焦炉煤气经过压缩机加压至0.76MPa后进入预净化工序,经过预处理器脱除萘、焦油等杂质后进入变压吸附工序。
在吸附塔中氢气与其他杂质分离后进入脱氧干燥工序,纯度达99.99%的合格产品气经计量进入氢气压缩机压缩至20MPa 后装车。
1.1.4 工艺原则流程图:1.2 工艺指标:1.2.1 原料气指标 原料气组成(干基) 原料气中杂质含量(mg/Nm3) 1.2.2 成品指标 1.2.3 公用工程指标1.2.4 主要操作条件1. 预处理(100#)工序操作条件2. 变压吸附(200#)工序操作条件3. 脱氧干燥(300#)工序操作条件第二章工艺装置操作指南2.1 100#工序操作要点2.1.1在操作中需定期取样分析净化后的原料气中C5组分的浓度,一般浓度控制在200ppm以下,否则要进行切换。
2.1.2再生气加热结束标准是出口再生气温度达到50-60℃(或环境温度+30℃)再稳定半小时即可停止加热。
2.1.3再生气冷吹结束的标准是接近环境温度即可。
2.1.4 TSA工作时序表2.2 200#工序操作要点2.2.1每个吸附塔在一次循环中需经过吸附(A),第一次压力均衡降(E1D),第二次压力均衡降(E2D),逆向放空(D),抽空(V),二次压力均衡升(E2R),隔离(IS),第一次压力均衡升(E1R),最终升压(FR)等九个步骤。
主要采用6-2-2/V程序。
2.2.2装置运行方式。
6-2-2/V工艺步骤2.2.3 按工艺要求设定好各个时间,微机处于步进状态。
2.2.4首次投料时,其量不超过正常流量的1/3,控制塔升压力速度在0.2MPa/min以下,防止超流量操作。
HV-201开度给定:HV-201作用是控制终升气流的速度,正常在完成终升步骤前5S左右,吸附塔压力应达到或接近吸附压力。
太快或太慢都会引起吸附塔压力较大波动。
2.2.5根据原料气量的大小,决定真空泵开启的数量。
按照真空泵操作规程启动真空泵。
2.2.6 调整氢气纯度要点:1)提高吸附塔压力可提高H2纯度,但会降低氢回收率,300#氢气流量会下降2)减小100#原料气流量,可减小200#吸附塔处理量,提高氢气纯度(此步调整流量不宜低于1500Nm3/h,因会影响300#再生温度不达标)3)减小T6/T7时间,可提高氢纯度,但氢回收率会下降,300#氢气流量会下降。
4)真空度越大,吸附塔解析越彻底,氢纯度越高2.3 300#工序时序表2.3.1从200#工序来的氢气通过加热器的温度一般为80-100℃(此温度随催化剂的使用年限及产品氢氧含量可适当提高)。
2.3.2再生加温的最初几小时内,虽然干燥器进口温度会很快升至150℃,但是出口温度可能会略有下降,但是随着加热时间的增长,出口温度会逐渐升高。
2.3.3在干燥部分正常运行中主要设定好FIC301回路的给定值,设定的依据是再生塔的出口温度。
影响再生塔出口温度的主要因素是再生气流量和蒸汽流量。
如果出口温度达不到100℃以上,将FIC301回路的设定值调小些(增大再生气流量,一般控制在500-1000塔再生效果较好),或增加蒸汽量。
2.3.4一旦产品氢中水含量超标,应提前切换干燥器。
2.3.5 300#再生塔加热器出口温度TE304在加热步骤需达到140-150℃,冷吹步骤时需吹到常温。
2.3.6 预干燥器塔底温度TE305在预干燥器加热时温度在140-150℃,在预干燥器吸附时,温度在常温。
注:FV301全关时会影响300#出气量(管径较小)第三章、装置开车规程3.1 开车系统图:3.2 开车前各系统检查3.2.1(I/P)- 每次开车前应按制氢系统开车前确认表进行检查并填写。
3.2.2 (I)- 检查100#、200#、300#工序程序切换步序和运行步序是否正常(与上一次停车时状态比对)。
3.2.3(I/P)- 检查水压、水温是否正常。
3.2.4(I/P)- 检查仪表风压力是否正常。
3.3 开车前状态确认3.3.1 (P)- 确认所有调节阀的旁通阀门、所有管道及设备的排污阀门、放空阀门以及安全阀的旁通阀门处于关闭状态。
3.3.2 (P)- 确认预净化器A(或B)进出口阀门KV101A (KV101B)、KV102A(KV102B)处于开启状态。
3.3.3 (P)- 确认所有调节阀、安全阀的前后阀门处于开启状态(储配工段的氢气和解析气入罐阀门开启状态)。
3.3.4(I/P)- 确认原料气压缩机正常。
3.3.5 (I)- 确认程序开始时处于工作的塔注:1、首次开车时需用干燥的氮气对整个装置进行严格的置换,使整个装置的氧含量在0.5%以下。
如果不预先将系统中的氧置换掉,在开车初期特别是200#工序会形成爆炸混合物而引起爆炸燃烧。
以上工作完成后将阀门处于关闭状态。
2、100#、300#吸附塔根据上次停车的状态选择即将投入工作的塔。
若上次停车时该塔处于冷吹即将结束可直接步进至该塔工作,若上次停车时该塔处于加热未完的状态,需继续进行加热步骤直至该塔再生彻底后再投入使用。
3.4 开车操作3.4.1 100#工序开车3.4.1.1 [P]–启动水泵3.4.1.2 [P]–开启100#再生加热器蒸汽阀门3.4.1.3 [P]–开启HV110,HV121、HV122、HV421、HV422手动阀门3.4.1.4 [P]- 开启N2去真空泵阀门3.4.1.5 [P]- 启动原料气压缩机,开FV101将原料气送入装置区3.4.1.6 [I]–100#工序PLC画面选定已再生完毕的塔为吸附步骤,另一个塔为再生步骤(手动改自动,自检改输出)注:FV101阀门开启时注意阀门前后压差不要太大3.4.2 200#工序开车3.4.2.1 [I] - 选定解析完毕的两个塔处于吸附状态。
按程序设定查看各个阀门开关状态是否正确。
(手动改自动,自检改输出)3.4.2.2 [I] - PV-201处于手动状态,开度30%;HV-202处于手动状态,开度30%;HV-201处于自动状态,给定值10%;PV-202处于手动状态,开度20%。
3.4.2.3(I)- 100#工序缓慢向200#工序投料,投料初期由于量比较小,需要控制吸附塔的压力升高不超过0.2MPa/min,以防止超流量操作。
3.4.2.4 [P]-200#启动完毕,启动真空泵(与PLC的A、B 系列对应)3.4.2.5(I)- 当吸附压力升到0.1MPa时,步进一次,这样反复切换四次后将PICA-201设定自动,并将给定值设在0.7-0.8MPa之间。
3.4.2.6 (I)- 吸附压力每升高0.1-0.2MPa后,程控系统步进切换一次,一直升至0.7-0.8MPa之间。
在此过程中注意调整顺放和最终升压流量。
升压速度可由100#工序供给的气量来调节。
3.4.2.7 (I)- 当吸附塔压力升高至0.7-0.8MPa时,但产品氢气浓度达不到要求时,打开HV239将产品氢气放空或送至气柜,直至产品氢气浓度达到99.5%后,再向300#工序送气,并将原料气流量逐渐增至满负荷4208Nm3/h. 3.4.3 300#工序开车3.4.3.1 [I]- 选择干燥器T0301A/B工作。
3.4.3.2 [I]- 将FV-301手动开度30%,(旁通阀打开控制流量在流量计流量范围内)。
PICA-301投入自动运行,设定值为0.7-0.8MPa。
氧含量不合格(大于10ppm)的产品氢气经阀门送至气柜。
当氢气中含氧量小于10ppm、露点低于-60℃时,合格产品氢气由PV-301经产品气缓冲罐送往氢气压缩机进行压缩充车。
3.4.3.3 [I]-待300#工序稳定,开启蒸汽阀使加热步骤正常。
3.4.3.4产品H2达到指标,且有充车操作指令时按照H2压缩机操作规程启动膜压机。
第四章装置停车规程4.1. 停车系统图4.2 停车操作4.2.1正常停车(保压停车)4.2.1.1 [I]-停原料气压缩机。
4.2.1.2 [I/P]- 100-300#工序PLC上自动改手动,输出改自检4.2.1.3 [I]- 停真空泵4.2.1.4 [P]- 停氢气压缩机充车4.2.1.5 [P]- 停系统蒸汽4.2.1.6 [P]- 关闭系统的总进出口阀门4.2.1.7 [P]- 停止水泵4.2.1.8 [P]- 停在线分析仪4.2.2 紧急停车4.2.2.1 [I]-通知高压储配工段停0.8MPa压缩机,停止向制氢系统送入原料气4.2.2.2[I]- 100#-300#自动改手动,输出改自检。
4.2.2.3[P]-停真空泵。
4.2.2.4 [P]-停氢气压缩机4.2.3 系统停车泄压4.2.3.1 [I]- 通知高压储配工段停0.8MPa压缩机,停止向制氢系统送入原料气4.2.3.2 [I]-100#、200#、300#运行程序置于“手动”和“自检”状态。
4.2.3.3 [P]-关闭系统总进口和总出口手阀4.2.3.4 [P]- 100#压力通过解析气阀门放压至气柜压力,200#压力通过HV227将抽真空的塔补压至微正压,其他塔通过放散将压力放至常压,300#,400#压力可通过氢气缓冲罐放压至气柜压力4.3、停车后再启动4.3.1正常停车后的再启动。
可按原始开车的办法启动整个装置,是否用氮气置换应视具体情况而定。
4.3.2紧急停车后的再启动若紧急停车后全工序已泄压,则再启动可按原始开车办法进行,若紧急停车后未泄压,则按如下步骤进行;4.3.2.1[I]-检查200#运行程序与现有工序的步骤是否一致,如果不一致,通过“步进”方法使之一,此时,200#运行程序处于“暂停”和“自检”状态。
4.3.2.2[I]-通知高压储配工段启0.8MPa压缩机,开启阀向100#系统逐渐送入原料气,当压力达到0.80Mpa时,将运行程序退出“暂停”状态,200#退出“自检”状态此时,程序开始自动运行;4.3.2.3[I]-按正常运行的调节方法进行调整,使之产品纯度尽快合格第五章其它过程操作规程5.1 5-2-1/V当吸附塔工作过程中出现仪表问题,需要切除一塔时,工作程序切换至5-2-1程序,切入切出要求见5.25.2 4-1-1/V当吸附塔工作过程中出现工艺问题程序需切换至4-1-1程序,切入切出时需按下列原则进行操作。