12000空分操作规程

KDON-12000/8000型空气分离装置分馏塔技术操作规程一、范围本规程适用于内蒙古庆集团环保化学品有限责任公司空分分离装置KDON-12000/8000型二、引用文件工艺操作原则三、基本原理KNON-12000/8000型空分设备的工作设备的工作原理是根据空气中各组分沸点的不同，经加压、预冷、纯化经并利用大部分由透平机提供的冷量使其液化再进行精馏，从而获得所需的氧、氮产品。空气的精馏就是利用空气的各种组份具有不同的挥发性，即在同一温度下各组份的正气压不同，将液态空气进行多次的部分蒸发与部分冷凝，从而达到分离各组份的目的。当处于冷凝温度的氧、氮混合气穿过比它温度低的氧、氮混合液体时，气相与液相之间就发生热、质交换，气体中的部分冷凝成液体并放出冷凝潜热，液体则因吸收热量而部分蒸发。因沸点的差异，氧、氩的蒸发顺序为：氮〉氩〉氧，冷凝顺序为：氧〉氩〉氮。在本系统中，该过程是在塔板上进行的，当气体自下而上地在逐块塔板上通过时，低沸点组份的浓度不断增加，只要塔板足够多，在塔的顶部即可获得高纯度的低沸点组份。同理，当液体自上而下在逐块塔板上通过时，高沸点组份的浓度不断增加，通过了一定数量的塔板后，在塔的底部就可获得高纯度的高沸点组份。四、流程特点1、预冷系统中，水先在水冷却塔中内，利用返流干燥污氮和氮气吸收水份、水份蒸发消耗水的内能使水冷却，节约了能耗，空冷塔、水冷塔采用填料塔，换热效率高，阻力小，可靠性好。2、采用分子筛吸附法净化空气，工艺流程简单，启动容易，操作方便，运行安全，切换损失小，精馏工况稳定，产品提取率高。3、上塔采用规整填料塔，传热传质性能好，阻力小，空压机排压降低，使操作可靠，并大大降低能耗。4、采用增压膨胀机，单位制冷量增大，膨胀量较小，改善了上塔精馏工况。5、设置了膨胀机前温度调节流路，以满足启动过程以及运转的工况要求。6、 主换热器为四只，分别采用氧气、氮气、压力N2污氮气与入塔空气换热，并附设阀门，可调节各版式热端温差，防止偏流，减少冷损。7、 分子筛吸附器为自动切换，加热再生。五、工艺流程原料空气由吸入箱吸入，经自洁式空气过滤器AF除去灰尘和机械杂质，在离心式空压机中被压缩至0.52MPa100°C左后，压缩空气经空气冷却塔洗涤冷却至16°C以下，然后进入自动切换使用的分子筛吸附器，以清除H0、C0CH和CmHn,出分子22、22筛的气体分为三路：一路进入分馏塔中，空气经过主换热器与返流气体换热，被冷却至液化温度（-173C），并有少量气体液化，这些气液混合物一起进入下塔。另一路空气（5000m3/h）作为膨胀气体.去增压机后再进入主换热器与返流气体换热。一路气体从主换热器的中部抽出,另一路从主换热器的底部抽出,两路气体汇合在一起被冷却至T09C后进入膨胀机,，膨胀以后的气体被冷却到-168C进入上塔中部参与精馏.第三路少量空气去仪表空气系统，作为仪表气。在下塔空气被初步分离成氮和富氧液空，在塔顶获得99．99％的气氮，除少量（约500m3/h）被引出塔外作为压力氮外，大部分进入主冷与液氧换热冷凝成液氮，部分液氮回下塔作为下塔的回流液。另一部分液氮，经过冷器过冷节流后进入上塔顶部，作为上塔回流液，下塔釜液38％0的液空，经过冷器过冷节流后进入上塔中2部参加精馏。不同状态的三股流体进入上塔经再分离后，在上塔顶部得到产量34300ms/h、纯度为99．99％的氮气，经过冷器、主换热器复热后出分馏塔。上塔底部的液氧在主冷被下塔的氮气加热而蒸发，其中12000m3/h、纯度99.6%的氧气，经主换热器复热后出分馏塔，其余部分作为上升蒸气参加精馏；在上塔上部尚有约(16200m3/h)的污氮抽出，仍经主换热器复热引出分馏塔。从分馏塔出来的污氮，约(12028m3/h)进入纯化系统，再生分子筛，其余去水冷塔升温、增湿后放空。合格的氮气出分馏塔后，(35000m3/h)送入用户，其余部分去预冷系统的水冷却塔升温、增湿后放空。合格的氧气出分馏塔后，氧压机压缩送出。下塔引出压力氮约500m3)出分馏塔后，送往氧透做密封气。六、正常生产时的主要控制参数温度控制TIA-1104空气冷却塔空气出口温度W16°CTICA一1205再生气出蒸汽加热器温度17OoC,高值报警200°C、低值报警15OoCTI-101空气进冷箱温度23oCTI-102氧气出主换热器温度21oCTI-103氮气出主换热器温度21oCTI-104污氮气出主换热器温度21oCTI-105中压N出主换热器温度21oC2TI-106出液氧喷射蒸发器氧气温度21oCTIA-409A/409B增压空气进冷箱温度35oC-40oCTI-3增压空气出主换热器底抽口温度-165oCTI-4增压空气出主换热器中抽口温度-109CTI-5空气出主换热器温度-173oCTI-6氧气出塔温度(21oCTI401A/401B膨胀机前温度-121.5oCTI402A/402B膨胀机后温度-168oC压力控制空压机出口压力：正常(0.52)Mpa,±(0.605)Mpa自动放空PIAS-1102空气出AC,压力正常值0.50MPa, W0.45Mpa报警，W0.40Mpa水泵停车PI-101空气进冷箱压力0.5MPaPI-102氧气出冷箱压力0.080MPa=80KPaPI-103氮气出冷箱压力0.012MPa=12KPaPI-104污氮气出冷箱压力11KPaPI-105压力氮出冷箱压力448KPaPI405A/405B膨胀机前压力0.85MPa=850KPaPI402A/402B膨胀机后压力0.045MPa=45KPa,PI-1下塔压力0.477MPaPICA-2上塔下部压力0.0446MPa=44.6KPa3、 阻力控制PdI-1下塔阻力17KPaPdI-2上塔下部阻力7KPaPdI-3上塔上部阻力1KPa液面控制(单位：mm)LICAS-1101空冷塔(AC-1101)液面调节，正常1500mm W1000mm或三2000报警±2200mm常温水泵、冷冻水泵连锁跳车。LICA-1103水冷塔(WC-1101)液面调节，正常1200mm W800mm或三2000mm报警LICA-1下塔液空液面控制正常500mm 小于200mm或大于700mm报警LICA-2主冷液氧液面正常3000mm小于2500mm或大于3500mm报警流量控制FIA-1101进空气冷却塔冷却水流量，正常流量220t/h小于180t/h大于260t/h报警FIA-1102进空气冷却塔低温水流量，正常流量35t/h小于25t/h大于45t/h报警FIC-101空气流量62300m3/hFIC-1201再生气量12028m3/hFICR-102产品氧气流量12000m3/hFICR-103产品氮气流量34300m3/h6．纯度控制AIA—1203出分子筛的空气中COW1ppm2AIA-4污氮气出上塔分析98.5%N2AIA-5下塔液空分析36-39%02AIA-2冷凝蒸发器液氧分析乙炔含量<0.01X10-6(<0.1X10-6警戒值，<1X10-6停车值)，总烃含量<100X10-6(±250X10-6停车值)AIA-3下塔液氮纯度99.99%N2AE-6上塔N纯度分析99.999%N22AIA-1上塔底部氧气分析99.6%02七、空分设备的启动操作1、 启动前必须具备的条件KD0N-12000/8000型空分设备全部安装施工完毕，安装记录核实无误，系统吹除、试压、裸冷， 保温材料、吸附剂填充完毕、干燥合格。空气过滤器、冷轮机、空压机、氮压机、氧压机、预冷系统、纯化系统，单机试车成功，符合要求，安装记录核实无误，具备单机试车条件。仪电控调试工作全部结束，符合要求，安装记录核实无误。保证水、电、气供给。操作现场畅通、安全设施齐、标志醒目，并具备必要的通讯设施。2、 设备启动前的准备该过程主要是为设备的启动和长期运转打下良好的基础，因此必须作好物质和技术上的准备。即 各岗位人员除作到应知应会，对工艺流程和安全技术应用充分的了解外，还应认真作好以下工作，以便顺利开车。检查各系统之间的连接情况是否正确。2）按各机组使用说明书的要求，分别检查空压机、增压膨胀机、冷水机组、水泵等是否正常，并作好启动准备，使各机组均处于待运行状态。3）检查空分装置是否完全干燥，在该区域不允许有液体水份存在，开车前关闭所有阀门。4）除分析仪表外，所有仪表的阀门都打开。5）温度记录和测量仪表都要处于通路状态，并检查联锁是否正常。3、冷却水系统启动1）打开冷却水进出口阀门。2）总冷却水供水，并检查水压。4、检查仪表气源与分子筛吸附器自动控制系统，并投入工作。1） 将仪表气源压力调至o.50Mpa,提供仪表气。2） 启动除分析仪表以外的所有指示仪表。3） 接通分子筛吸附器的程序控制器。4）将气动蝶阀投入空运转,检查阀门动作程序是否正常,并仔细观察阀门动作有无滞后或其它反常情况。5、 启动油路系统启动汽轮机拖带式空气压缩机及透平膨胀机的油泵,并调至正常值,使润滑循环管路正常。6、 启动汽轮机拖带式空气压缩机按其使用维护说明书的要求启动空压机,缓慢提高空压机排出压力约0.5MPa（G）使之运转。7、 预冷系统的冲刷和启动准备1） 检查各管件及离心水泵,检查各仪表、仪控是否正常,通知送电,作好水泵、冷冻机组启动准备。2） 冲刷空冷塔。全开V1105、,全开水泵WP-1101-1（或WP-1101-2）的进、出口阀门，暂时拆去PIAS-1102的联锁及LICAS-1101的联锁。启动离心水泵WP-1101-1（或WP-1101-2）。观察V1105之排放水，待清净时，停止离心水泵，开V-1002，缓慢向空冷塔导气，再重新启动WP-1101-1（或WP-1101-2），同时全开V1102、V1103、V1101，全关V1105,接通液面计LICAS-11O1，控制液面高度约为1500mm。然后接通PIAS-1102的联锁，全开逐渐变成半开VllOl,同时调整LCV1101,观察空冷塔液面及FICA—1101流量变化，LICAS一1101投入自动。3） 冲刷水冷塔。在空冷塔冲刷好，液面投入自动后，全开V1140，准备冲刷水冷塔。逐渐打开Vl133、V1134、V1135，接通液面计LICA一1103，使液面高1000mm，然后LCVl103投入自动，观察液面是否稳定在1500左右，观察排放水到清净时，关V1140。4） 全开水泵WP-1102-1（或WP-1102-2）的进口阀门，启动离心水泵视看压力稳定后，缓慢打开出口阀，LCV1106投入自动，控制LICA-1103液面高度约为1000mm，FCV1102投入自动，V1133、V1134。8、启动纯化系统1） 纯化系统控制器准备就绪，程序运行至一只吸附器工作，另一只开始加温时使其处于手动全关位置。2） 继续开闭V1230检查空气中是否夹带游离水，若有水应多吹除几次，一直到无游离水为止。关闭V1230,开V1232微开V1231。3） 对吸附器进行充压、泄压，观察切换蝶阀是否泄漏。4） 手控开启未工作的分子筛吸附器再生流路阀门 V1206（或V1205）和V1210（或V1209）和V1215,准备加热再生。5） 开V1228,使PI-1205约为0.02MPa,FCV1201B投入自动，使FIC—1201B流量指示约为10000m3/h左右。6） 控制蒸汽加热器再生温度1750C，并投入FCV1201B。7） 将分子筛吸附器程序控制器投入自动，从AIA一1203取样分析，直到C02含量小于1X10-6为止，再生完毕，将AIA-1203投入自动。8） 倒换仪表气源，开V2001,待仪表气压力稳定后停外来仪表气。9、分馏塔系统的吹扫吹扫的目的是为了消除系统中任何杂质和使分馏塔系统中所有设备、阀门、管道充分干燥，要求每个吹除阀门必须吹扫至不得再出现灰尘和游离水为止，吹出气体露点在一300C以下。1） 缓慢打开V101向分馏塔系统导气，先利用旁通阀导气要慢，不得使MS-1201或MS-1202有压力波动现象，以防吹坏分子筛吸附器床层及分馏塔塔板。2） 按工艺流程打开下塔、主冷、上塔等设备上及管道上的吹除阀，在吹除达到要求后关闭。在吹除时，阀门不得开启过猛。10、分馏塔系统的冷却此阶段操作要点是必须保证空压机出口压力稳定，其操作值为0.50MPa。当主换热器冷端温度接近空气液化温度（约一173。0时，此阶段便告结束。1） 操作条件•空压机运行正常•预冷系统运行正常•纯化系统处于正常操作状态2） 膨胀机启动前工艺流路准备•稍开产品氧放空阀FCV102B，使放空量约为1000m3/h（FICR-102B）。•稍开氮气放空阀V109，使氮气量达1000m3/h（FICR-103）。•依次渐开节流阀LCV1、HV1。3） 膨胀机组的启动•机组启动准备：检查油、水、气系统准备情况，向机组提供密封气，其压力按膨胀机操作说明书调整。全开风机出口阀V104A（或V104B）。•全开膨胀空气流路进气总阀VI，稍开V6。全开膨胀机出口阀V4A（或V4B），进口阀V3A（或V3B）。间断启闭膨胀机前吹除阀V305（或V306）,当吹除干净后关闭。•启动一台膨胀机：在喷嘴导叶HV402A（或HV402B）在开度30%的情况下逐渐打开机前紧急切断阀HV401A（或HV401B）,在不使膨胀机发生喘振的情况下，逐渐关小FCV401A（或FCV401B），使转速达到额定转速。•当一台膨胀机运转正常后，启动另一台膨胀机。•当启动和调整膨胀机时，要密切监视空压机。根据情况逐渐关小空压机放空阀，保证空压机排出压力为0.50MPa附近。4）分馏塔冷箱内设备冷却•稍开膨胀空气启动旁通阀V2。倒换分子筛吸附器再生气源关小V1215,在保证再生气流量稳定的情况下，全关V1215，调节FCV1201B控制再生气量为lOOOOms/h左右。本阶段其它注意事项a、 随着各设备的温度降低，应逐步开大V6,适当关小VI，使膨胀机前温度逐步降低，但任何时候机后不得产生液体。b、 应经常观察各机组运转情况。C、当主换热器温度达到T73oC，即开始有液空出现时本阶段结束。11、液体积累及生产工况调整调整VI和V6的开度，使机后温度尽量降低至-178°C左右。稍开下塔吹除阀V308，检查下塔是否有液空，当有液空后就排放，视液空的清洁程度决定是否再次排放，直至干净为止。全开主冷液氮回下塔的控制阀V5,关小HV1。将下塔液空液面计LICA-1与液空节流阀LCV1之间的联锁接通，即将LCV1投入自控。当下塔有阻力后，对下塔进行纯度调整，调整节流LCV1及HV1以使下塔顶部的氮气纯度尽可能提高，并使塔底液空纯度提高至36％。打开主冷吹除阀V307，并脱开与排液总管的联接，接液体以检查排出液体是否干净，如果不干净，应继续进行排液，直至主冷中的液体干净为止。适应关小氧、氮放空阀，以提高上塔压力至0.035〜0.04MPa。当上塔有阻力显示后，应边进行液体积累，边进行调纯，使主冷液体氧组尽快提高，以减少主冷温差，加快主冷里的液体积累。在积累液体和调纯的过程中，为了更快地提高产品纯度，可逐步开大膨胀空气旁通阀V2,以减少进上塔气量。当工况正常后，逐步关小一台膨胀机，减少膨胀量，直至全关。在减少膨胀量的同时，也要逐步关小膨胀空气旁通阀V2，根据精馏工况进行操作，直至全部关闭。对停止工作的膨胀机进、出口阀关闭，并及时进行加温。•根据氧气、氮气纯度适当增大其放出量，直至达铭牌为止。当氧气纯度达99.6%,气量达12000m3/h，氮纯度达99.99%，并稳定一段时间后，可逐渐关小至全关放空阀FCV102B、V109,开大FCV102A、HV102，并保证氧产量，开始送氧、氮产品气。八、设备的正常操作和维护1、正常操作空分装置启动后经冷却、液体积累及工况调节后基本趋于正常，但由于在设备运转的初期，绝热材料尚未达到应有的温度以及外界因素的变化，对工况都有所影响。为了以最小的消耗，获取最多的合格产品，必须对设备经常进行综合调节，使设备始终处于最佳工况。1）分馏塔系统操作•制冷工况的调整在保证膨胀机不超转速的前提下，调节膨胀机前调节阀的开度，使主冷液面保持稳定。•精馏工况的调节调节目的：使精馏系统处于最佳工况，产品氧达到尽可能高的提取率。调节方法：精馏工况的调节主要是对分馏塔内物流量的分配，即对回流比的调整，液面的控制以及产品产量及纯度的调节。a、 调节空压机进口导叶，消除放空，保证入塔空气量及空气压力。b、 保证下塔和主冷液面稳定在设计值。c、 在保证下塔顶部氮气纯度为99.99%的前提下，调节V3节流阀的开启程度，使上塔各段回流比最为合适。d、 调节时要根据流程特点，工况存在的问题逐步缓慢进行，否则会顾此失彼，反而使工况恶化，达不到预期的调节效果。2、设备的维护这里仅对本设备的主要部机的维护作一说明，正常维护工作是保证设备长期、稳定、安全运转的重要环节，切不可掉以轻心。1）总的操作管理各岗位应设置操作记录表的维护履历本，并作好记录。a、 操作记录每小时记录一次，其内容包括温度、压力、阻力、流量、液位、纯度等。b、 主冷液氧乙炔含量，每天分析记录一次。c、 每星期进行一次测量仪表管线的吹除（吹除时仪表切除），校正仪表零点，检查纯化系统的切换程序是否正确。2）主要设备的正常维护•冷凝蒸发器（主冷）每天要分析主冷液氧中乙炔的含量，并记录在日记本上，液氧中乙炔的含量一般应低于0.01X10—6，当三0.1X10—6时应加大液氧取出量或先增大膨胀量使液面长高，再用主冷排放阀V4集中排液，当乙炔含量达到1X10—6时应排放所有液体。液氧中的总烃含量应控制在＜100X10—6,当高于250X10—6时停车。当产品氧纯度下降时，应分析液氧和气氧的纯度差，以判断主冷是否串漏。当纯度差＞0.5％时就有串漏的可能。•上、下塔经常检查各塔阻力，以判断有无串气、漏液或塔板堵塞、液泛等现象，第一次起动调整正常后的阻力可作为运行依据。分析污氮含氧量，以判断塔的分离效率。•分子筛吸附器向分子筛吸附器填装的分子筛必须是非受潮的，设备经过一段时间运转后，吸附器中的分子筛会下沉，应及时添加，添加吸附剂应注意吸附器床面的扒平。经过长期运转（约五年到十年），分子筛吸附能力下降或严重破碎，需要重新更换分子筛。•空气冷却塔①经常检查PIAS-1102以及联锁仪表是否牢靠，防止带水，确保分子筛吸附器和分馏塔的安全。若空冷塔出气温度偏高，可增加水量，同时检查水过滤器有无堵塞。在正常情况下空冷塔带水，应检查空冷塔内水分配器上的小孔是否被水中杂质所堵塞。•阀门经常检查阀杆、填料有无泄漏，并每月擦洗阀杆一次。定期检查安全阀密封口有无结冰和锈蚀现象。•测量和控制系统仪控和测量管线应加以特别维护，当二次仪表显示偏离正常值时，就检查管线有无堵塞并及时处理。电加热器电加热器投运一定要先通气后送电，以免烧坏电热元件。定期检查绝缘情况，应符合图纸要求。九、停车与再启动1、计划短期停车在一般情况下，有计划的短期停车或因故障而短期停车，停车时间在24小时内，可不排液体；但若主体液面低于500mm时，无论何种原因，则都排除塔内所有液体。接到临时通知后，所有岗位都应作好停车的准备工作。按氧、氮压机说明书停氧、氮压机。全开产品放空阀，将氧、氮放空。电加热器停止工作。•开接入外来仪表气，并将压力调至0.50MPa，同时关V2001,倒换仪表空气。关闭透平膨胀机。•渐关至全关进分馏塔阀V101，停止向分馏塔导气。停纯化系统，全刑109调整设定值为零，使FCV1201B全关。•按空压机说明书打开空气压缩机放空阀，使出口压力降至343KPa(3.5kgf/cm2)运转，停氮水预冷系统中的水泵。•全关空分装置以下阀门：氧、氮产品及放空阀LCV1、HV1。•视停车情况确定空压机可继续降压或停车。2、突然停车由于供电、供水或其它因素，造成设备突然停车，其停车步骤按”计划短期停车”进行操作，首先应关闭产品气输出阀，停止产品气输送。3、计划长期停车其运行步骤同”计划短期停车”进行，但其中必须做到：1） 停车后及时排放塔内所有液体。2） 检查空分装置所有阀门是否关闭，包括排液阀、吹除阀、遥控阀门、计器阀门等。3） 分馏塔排液操作完毕后，将分馏塔静置2小时，使其自然升温，然后才能全面吹扫操作。4、设备短期停车后的再启动空分设备短期停车后再启动方法和步骤，要根据停车时间长短和塔内具体情况而定。当主冷液位下降到正常操作值的20％时，必须排放液体，以防止乙炔等物的浓缩，发生危险。条件：空分设备短期停车或临时停车后，系统内部仍处于冷却状态。方法：参照冷开车即空分装置的启动操作的步骤，遵守其开车的各项原则进行操作，但在启动过程中应注意如下问题。1）按冷开车的启动准备程序作好准备工作。2） 接入外来仪表气，供给仪表空气。3） 启动空压机。4） 启动预冷系统。5）启动纯化系统。6） 启动分馏塔系统。7） 启动透平膨胀机。8）在向下塔送气时，V101应缓慢打开，一方面防止吹坏分子筛吸附器床层；另一方面防止由于下塔空气进口管可能产生溢流进液空而发生冲击，损坏分馏塔塔板，此