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甲醇裂解制氢装置操作规程

甲醇裂解装置操作规程目录1.原料及转化的规格2. 工艺2.1.反应原理2.2.工艺过程及化学反应原理2.3化学反应原理2.4.工艺流程叙述3.主要控制指标3.1.原料汽化过热3.2.转化反应3.3.转化气指标4.操作程序4.1 开车前的准备工作4.2 汽化过热器开车4.3 .转化器开车的条件:5.开车5.1初次开车前的准备工作6.停车和停车后再启动6.1正常停车6.2紧急停车6.3临时停车6.4长期停车6.5停车后再启动7.安全技术7.1.氢气的性质7.2.装置的安全设施7.3.氢气系统运行安全要点7.4.消防7.5生产基本注意事项正文1.原料及转化的规格1.1原料规格甲醇:符合GB338—2004标准一等品要求。

严禁含乙醇、氯离子、硫离子、烃类。

脱盐水:C1﹣≤3ppm,电导率≤20u s/cm,90℃以下稳定,对碳钢、不锈钢无腐蚀。

1.2转化气规格组成:H2 73~74.5% CO2 23~24.5%CO ≤1.0% CH3OH ≤200ppmH2O 饱和压力: 1.4~1.6Mpa-G温度: ≤40℃2. 工艺2.1.反应原理甲醇和水按一定配比经加压、汽化过热,其混合蒸汽在催化剂作用下发生催化裂解和转化反应。

CH3OH -----------CO+2H2-90.7 kJ/mo1 CO+H2O----------CO2+H2+41.2 KJ/molCH3OH+H2O=CO2+3H2-49.5KJ/mol2.2.工艺过程及化学反应原理2.2.1工艺过程甲醇催化转化制气工艺过程包括:原料汽化、催化转化反应、转化气冷却冷凝以及洗涤净化等。

2.2.2原料汽化原料汽化是指,将甲醇和脱盐水按规定比例混合,用泵加送入系统进行预热、汽化过热至转化温度的过程。

完成此过程需:原料液罐(F102)、甲醇高位槽(F101)、原料液计量泵(J101A、B)、换热器(C102)、汽化过热器(C101)等设备及其配套仪表和阀门。

该工序目的是为催化转化反应提供的原料配比、温度、压力等条件。

2.2.3.催化转化反应在规定温度和压力下,原料混合气在转化器(D101)中,同时完成催化裂解和催化转化两个反应,得到主要含有氢气和二氧化碳的转化气。

2.2.4.转化气冷却冷凝将转化器下部出来的高温转化气经冷却、冷凝降到常温。

完成该过程的设备有:换热器(C102)、冷凝器(C103)两台设备及其配套仪表和阀门。

该工序目的是降低转化气温度,将未反应的甲醇、水冷凝下来。

2.2.5转化气气液分离经冷却冷凝后的低温转化气,再经气液分离及冷干后分离出液体。

完成该过程的设备有:气液分离罐(F103)、冷干机(L101)等设备及其配套仪表和阀门。

该工序目的是将转化气中未反应完的甲醇和水分离后送PSA工段。

回收的水溶液循环使用。

2.3化学反应原理甲醇和水蒸汽混合物在转化器中加压催化裂解和转化一步完成,生成氢气和二氧化碳,其反应式如下:主反应:CH3OH=CO+2H2 ﹣90.7KJ/mol CO+H2O=CO2+H2+41.2KJ/mol总反应:CO3OH+H2O=CO2+3H2-49.5KJ/mol副反应:2CH3OH=CH.OCH. +H2O +24.90KJ/mol CO+3H2=CH4+H2O +206.3KJ/mol2.4.工艺流程叙述来自甲醇高位槽(F101)的甲醇,和来自原料液罐(F102)中的循环液,经流量比例调节系统(FFC—102)后,分别进入混合管充分混合,配成规定比例的醇、水混合液,有原料计量泵(J101A、B)加压计量后进入换热器(C102)预热,再进入汽化过热器(C101),被导热油加热汽化并过热至规定温度的醇、水混合蒸汽进入转化器(C101)中,同时完成催化裂解和转化反应,生成的高温转化气在换热器(C102)中被原料液冷却,至经冷凝器(C103)被循环冷却水冷却凝降温后进入气液分离罐(F103),分离后的转化气进入冷干机(L101)低温分离出残余的甲醇和水后,再送入变压吸附工段。

由界外来的导热油先后给汽化过热器(C101)、转化器(D101)供热后退回界外。

3.主要控制指标3.1.原料汽化过热3.1.1物料流量原料甲醇流量 90﹣330㎏/h 原料液流量 180﹣655㎏/h温度汽化过热器进料温 130~160℃汽化过热器底部温度150~160℃汽化过热器顶部温度 180~260℃压力汽化过热器压力 ~1.6MPa3.1.2原料液组成甲醇 ~50%(Wt)水 ~50%(Wt)3.2.转化反应3.2.1.温度进转化器温度 200~260℃出转化器温度220~270℃导热油温度 230~300℃出换热器转化气温度120~130℃出冷凝器转化气温度 ≤403.2.2.压力转化器压力 ~1.6MPa 导热油进口压力 ~0.6MPa 3.3.转化气指标转化气流量 ~1050Nm³/h转化气压力 ~1.6MPa转化气组成 H2 73~74.5%CO2 23~24.5%CO ≤1%CH.OH ≤200ppm4.操作程序4.1 开车前的准备工作4.1.1.准备(1)检查工具和防护用品、安全设施是否齐备完好。

(2)检查动力设备是否正常,对润滑点规定加油,并盘车数圈。

(3)检查各测量控制仪表是否准备完好,并打开仪表电源,气源开关。

(4)通知甲醇罐区和脱盐水站向本装置送原料,使原料液罐(F102)中的脱盐水液位达~30%。

甲醇高位槽(F101)液位达30%,开启甲醇管道阀门向装置送料,启动原料液计量泵(J101A、B)向系统送料。

(5)催化剂还原系统所有阀门、仪表维持原开车状态不变。

4.2 汽化过热器开车当原料液罐(F102)、甲醇高位槽(F101)的液位达~30%时,汽化过热器即可进行开车操作。

(1) 先打开导热油进汽化过热器C101的阀门,保证导热油先进设备,否则汽化过热器底部累积液体后突然通导热油,汽化太剧烈,这是不安全的!(2) 开启比例配合管(PL103)、比例配合管至原料液计量泵管道(PL104a/b)及原料液计量泵出口管(PL105a/b)管路阀门,启动原料液计量泵(J101A/B),使运转正常。

(3) 观察汽化过热器C101内压力变化情况,当压力达0.2Mpa以上时,可开启VG104管路排放。

汽化过热器出口温度达~200℃即可转入转化器投料开车。

4.3 .转化器开车的条件:(1)汽化过热器已开车处于待用状态;(2)原料罐(F102)和甲醇高位槽(F101)内已存入合格原料液,液位达~30%。

4.3.1转化器开车的步骤转化器的开车时间,应在汽化过热器已开车待用之时,并紧接加氢催化剂还原完成之后进行,具体步骤为:(1)检查并开启冷却水进口阀,关闭VG104管路阀门并开启VG202管路阀门。

(2)慢慢打开进出转化器的气化过热器至转化器管路(PG101)、转化器至换热器管路(PG102)的进出料阀,注意观察装置各控制点及设备仪表变化情况。

当从转化器下部出口(S104)分析确定脱氢催化剂还原活化完成之后,转为正常开车(原始开车)。

(3)改变原料液组成后继续开车,当系统压力升至规定值后,检查并调整各控制指标达正常值,则全系统开车完成。

5.开车装置启动分为初次开车和正常开车。

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PSA装置安装完毕、完成了整个装置的吹除、进行了强度试验、气密性试验和泄漏量试验后、吸附塔装填了吸附剂,应对自控系统进行严格的检查及调试,以保证整个装置可随时投入运行。

但在通入原料气前还必须用干燥、无油的氮气对整个装置的设备和管道进行置换,使含氧量降到0.5%(体积)以下,因为本装置的原料和产品以及解析气均含有大量氢,尤其是产品氢,如果不预先将装置内的氧置换掉,那么在开车初期容易形成爆炸混合物而引起爆炸燃烧。

以上工作完毕后,应将全部阀门处于关闭状态。

5.1.1检查程序控制器的功能PLC程序控制的主控信号通过电磁阀及快排阀的电气转换作用操纵现场各程控阀。

系统按照要求安装完毕并检查接线无误后,再按下列步骤进行动态考查。

(1)任意设置一均、二均、三均、顺放时间,程序即从初始状态开始执行,检查步进、暂停、复位、报警、消音、停机,时间设置及软件复位各功能键。

(2)将程序定在设置或者调机状态,按数值序号调试各程控阀。

为防止电源过载,最多只能同时开启八只电磁阀。

检查完后,切断各手控开关,并将工况置于自动工作方式。

(3)对程控系统(程控器—电磁阀—程控阀)进行空负载功能调试。

将所有电磁阀和快排阀送上仪表空气,程序控制器退出自检状态,使讯号输往现场。

(4)按暂停键检查在此步骤的工况下,程序系统各部件工作是否正常。

退出暂停键,再按步进键,程序执行下一步骤又按暂停键,在检查了全系统工况后退出暂停键,这样周而复始,直至检查完程序每一步骤下全系统的执行情况。

(5)模拟紧急停车,按停车键,各程控阀应发出声光报警,按消音键,检查消音是否起作用,再按复位键,检查报警灯是否熄火。

5.1.2用氮气进行装置全流程置换置换的方法可按正常运行步骤进行,即以氮气为原料通过装置,到产品出口及解析气出口氧含量小于0.5%为止。

置换过程中系统所有模拟控制均为手动控制。

如果氮气不足,可分阶段进行,先进行吸附塔的置换,再进行缓冲罐及管道的置换。

进行吸附塔置换时,可逐塔进行置换,当一个吸附塔出口气体中氧含量小于0.5%后,即可进行另一个吸附塔的置换,吸附塔置换完毕,便可进行其它罐及管道的置换。

对于界区交接处,应在上述置换过程开始前关闭去用户有关系统的阀门,并卸下连结与用户有关系统的法兰。

对交接处管道同样用氮气置换,使该管道的氧含量降至0.5%以下为止,置换完毕后再装好连结法兰。

整个装置置换完毕后,关闭所有工艺阀门。

6.停车和停车后再启动6.1正常停车正常停车是有计划的停车,停车前通知本装置前后有关工序,然后按下述步骤实施正常停车:(1)关装置界区原料气入口阀;(2)关装置界区产品出口阀;(3)程序控制顺放时间设定值随着吸附压力下降逐渐减小,使各吸附器压力逐渐降至0.2Mpa左右(各塔均能保持在下压状态)。

(4)停控制器电源;(5)停仪表盘其它仪表电源;6.2紧急停车当突然停电、停水或装置出现故障时,则需要紧急停车,其步骤如下:(1)切断电源,所有程控阀关闭(如遇突然停电,所有程控阀自动关闭);(2)迅速关闭总进气阀和出气阀;(3)根据现场具体情况,参照正常停车步骤处理。

6.3临时停车因故不超过1小时停车为临时停车,其操作步骤为:(1)关闭进气总阀;(2)按暂停键,所有程控阀关闭,使各塔保持当前压力;(3)关闭出口总阀。

6.4长期停车(1)同正常停车4。

1(1)、(2);(2)程序控制时间设定值随着吸附压力下降逐渐减小,使各吸附塔压力至零为止;(3)开启装置内置换用氮气入口阀;(4)程序吸附塔设定为手动方法,分别开启KV201a、KV201b、KV201c、KV201d、KV201e,将所有吸附塔充氮并保持压力在0.1 Mpa;(5)同正常停车4.1(4)、(5)。

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