制氢装置中温变换与低温变换部分工艺管理和操作规程

制氢装置中温变换与低温变换部分工艺管理和操作规程1.1中温变换低温变换部分的任务与主要工艺指标1.1.1中温变换低温变换部分的任务本部分的目的是将转化气中CO在催化剂的作用下与水蒸汽反应，变换成CO2和H2，使得低变气含CO＜0.3%。以提高产氢率降低原料消耗。1.1.2中温变换低温变换部分的主要工艺指标（1）中温变换反应器入口温度350～370℃出口温度412℃入口压力2.83MPa出口压力2.80MPa空速2000h-1床层最高温度≯450℃出口CO含量＜3%（2）低温变换反应器入口温度205～215℃出口温度215℃床层最高温度≯230℃出口CO含量＜0.3%空速2000h-1入口压力2.77MPa出口压力2.74MPa1.2中温变换反应器R2003入口温度的调节中温变换反应是放热反应，中温变换的目的是提高变换反应的速率，在实际生产中，只要能达到工艺指标（中变出口CO含量＜3%）。中温变换反应器入口温度是通过转化气蒸汽发生器E2001管程转化气出口温控TC7202来调节的。因此在实际操作中，操作人员要根据中变反应器床层温度的变化来调节中变入口温度。影响中温变换反应器R2003入口温度的因素：（1）转化炉操作的影响转化炉出口温度直接影响到中变入口温度，所以转化炉燃料气压力、流量、燃料气调节阀是否失灵以及火嘴燃料效果等都会引起转化炉出口温度的波动，从而影响中变入口温度。（2）催化剂结焦的影响催化剂层结焦不是很严重时，会造成反应器局部温度上升。这是因为催化剂结焦，阻力大，气体流动困难，故不能将这处的热量带走，造成温度局部上升。若催化剂层结焦严重，气体更难通过，则形成气体偏流或短路，使壁温升高。（3）催化剂的活性在新装催化剂使用初期，催化剂活性好，由于中温度变换反应是放热反应，温升大；随着催化剂使用时间的延长，活性降低。因此，在实际操作中，要根据催化剂活性周期，认真控好TC7202。在满足CO含量指标的前提下，使用初期，反应器入口温度可适当降低，使用后期，反应器入口温度可相对提高一些。（4）转化气蒸汽发生器E2001。这个换热器的运行状况会影响中温变换反应的温度，当它内漏时，使中温变换温度急剧下降，发现这些现象，操作人员要及时报告值班及调度。（5）仪表故障当发生仪表故障，必然使中变温度波动（上升或下降），操作人员要及时请仪表工修理，同时，TC7202改现场手动操作。1.3低温变换反应器R2004入口温度的调节低温变换反应是放热反应，温度低有利于CO转化成CO2，即有利于提高CO的变换率，低温变换的目的就是提高提高CO的变换率。在实际生产中，只要能达到工艺指标（低变出口CO＜0.3%），就尽可能降低操作温度，低变温度一般采用205～215℃。低温变换反应器入口温度是通过锅炉给水第二预热器E2002管程出口中变气温控TCA7301A来调节。TCA7301A为三通调节阀，它控制进入E2002壳程脱盐水量，从而达到调节低温变换反应器入口温度的目的。影响低温变换反应器R2004入口温度的因素：（1）催化剂结焦的影响催化剂层结焦不是很严重时，会造成反应器局部温度上升。这是因为催化剂结焦，阻力大，气体流动困难，故不能将这处的热量带走，造成温度局部上升。若催化剂层结焦严重，气体更难通过，则形成气体偏流或短路，使壁温升高。（2）催化剂的活性在新装催化剂使用初期，催化剂活性好，由于低温度变换反应是放热反应，温升大；随着催化剂使用时间的延长，活性降低。因此，在实际操作中，要根据催化剂活性周期，认真控好三通调节阀TCA7301A。在满足CO含量指标的前提下，使用初期，反应器入口温度可适当降低，使用后期，反应器入口温度可相对提高一些。（3）脱盐水第二加热器E2002这个换热器的运行状况会影响低温变换反应的入口温度，当它内漏时，使低温变换温度急剧下降，发现这个现象，操作人员要及时报告值班及调度。（4）仪表故障当发生仪表故障，必然使低变温度波动（上升或下降），操作人员要及时请仪表工修理，同时，将TCA7301A改现场手动操作。1.4V2003的操作1.4.1压力控制操作第一分水罐压力直接由装置前部分压力决定，外操在巡检过程中应检查V2003现场压力显示是否正常，对出现压力显示异常的情况，及时报告班长，考虑是否更换压力表。1.4.2液位控制操作设计罐容（60%液位），m3正常液位操作指标，%报警操作液位指标，%1.0424530～70控制原理由DCS液位控制回路LC7307自动调节，保证V2003内有一定液位的罐容达到缓冲的要求，保证进出物料平衡。控制原则控稳V2003液位，避免因V2003液位低而使高压氢气窜至T2001排放大气，确保V2003液位在安全指标范围内。非正常操作影响因素控制操作1、仪表故障：液位测量假信号或液位指示失灵。内操将LC7307由自动调节改为手动调节。内操联系仪表处理。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节大小副线开度，控稳V2003液位。2、液控阀LV7307失灵。外操与内操联系好，将LV7307改副线操作，根据现场液位显示，调节大小副线开度，控稳V2003液位。内操联系仪表处理。3、水碳比发生变化内操将LC7307由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节大小副线开度，控稳V2003液位。4、入口温度发生变化内操将LC7307由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节大小副线开度，控稳V2003液位。5、原料组分发生变化内操将LC7307由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节大小副线开度，控稳V2003液位6、换热器运行状况的好坏内操将LC7307由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节大小副线开度，控稳V2003液位1.4.3温度控制操作设计温度，℃操作温度，℃195163第一分水罐的温度受低压蒸汽发生器E2010的直接影响，通过调节E2010跨线阀开度可以控制V2003入口温度，但是0.45MPa低压蒸汽产量及后部温度也会发生变化。1.5V2004的操作1.5.1压力控制操作第二分水罐压力直接由装置前部分压力决定，外操在巡检过程中应检查V2004现场压力显示是否正常，对出现压力显示异常的情况，及时报告班长，考虑是否更换压力表。1.5.2液位控制操作设计罐容（60%液位），m3正常液位操作指标，%报警操作液位指标，%1.0424030～50控制原理由DCS液位控制回路LC7301自动调节，保证V2004内有一定液位的罐容达到缓冲的要求，保证进出物料平衡。控制原则控稳V2004液位，避免因V2004液位低而使高压氢气窜至T2001排放大气，确保V2004液位在安全指标范围内。非正常操作影响因素控制操作1、仪表故障：液位测量假信号或液位指示失灵。内操将LC7301由自动调节改为手动调节。内操联系仪表处理。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2004液位。2、液控阀LV7301失灵。外操与内操联系好，将LV7301改副线操作，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2004液位。内操联系仪表处理。3、现场液位计破裂外操关闭现场液位计上下引线阀。内操加强系统压力的控制。4、水碳比发生变化内操将LC7301由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2004液位。5、入口温度发生变化内操将LC7301由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2004液位。6、原料组分发生变化内操将LC7301由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2004液位7、换热器运行状况的好坏内操将LC7301由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2004液位1.5.3温度控制操作设计温度，℃操作温度，℃195143第二分水罐的温度受锅炉水第一换热器E2003的直接影响，当中压汽包进水量发生变化时，第二分水罐的温度也随着发生变化。1.6V2005的操作1.6.1压力控制操作第三分水罐压力直接由装置前部分压力决定，外操在巡检过程中应检查V2005现场压力显示是否正常，对出现压力显示异常的情况，及时报告班长，考虑是否更换压力表。1.6.2液位控制操作设计罐容（60%液位），m3正常液位操作指标，%报警操作液位指标，%1.0424030～60控制原理由DCS液位控制回路LC7302自动调节，保证V2005内有一定液位的罐容达到缓冲的要求，保证进出物料平衡。控制原则控稳V2005液位，避免因V2005液位低而使高压氢气窜至T2001排放大气，确保V2005液位在安全指标范围内。非正常操作影响因素控制操作1、仪表故障：液位测量假信号或液位指示失灵。内操将LC7302由自动调节改为手动调节。内操联系仪表处理。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2005液位。2、液控阀LV7302失灵。外操与内操联系好，将LV7302改副线操作，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2005液位。内操联系仪表处理。3、现场液位计破裂外操关闭现场液位计上下引线阀。内操加强系统压力的控制。4、水碳比发生变化内操将LC7302由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2005液位。5、入口温度发生变化内操将LC7302由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2005液位。6、原料组分发生变化内操将LC7302由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2005液位7、换热器运行状况的好坏内操将LC7302由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2005液位1.1.6.3温度控制操作设计温度，℃操作温度，℃17080第三分水罐的温度受无盐水换热器E2004及低压蒸汽发生器E2005的直接影响，当无盐水流量发生变化时，分水罐温度也会发生变化。1.7V2006的操作1.7.1压力控制操作第四分水罐压力直接由装置前部分压力决定，外操在巡检过程中应检查V2006现场压力显示是否正常，对出现压力显示异常的情况，及时报告班长，考虑是否更换压力表。1.7.2液位控制操作设计罐容（60%液位），m3正常液位操作指标，%报警操作液位指标，%1.0422010～30控制原理由DCS液位控制回路LC7303自动调节，保证V2006内有一定液位的罐容达到缓冲的要求，保证进出物料平衡。控制原则控稳V2006液位，避免因V2006液位低而使高压氢气窜至T2001排放大气，确保V2006液位在安全指标范围内。非正常操作影响因素控制操作1、仪表故障：液位测量假信号或液位指示失灵。内操将LC7303由自动调节改为手动调节。内操联系仪表处理。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2006液位。2、液控阀LV7303失灵。外操与内操联系好，将LV7303改副线操作，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2006液位。内操联系仪表处理。3、现场液位计破裂1、外操关闭现场液位计上下引线阀。2、内操加强系统压力的控制。4、水碳比发生变化内操将LC7303由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2006液位。5、入口温度发生变化内操将LC7303由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2006液位。6、原料组分发生变化内操将LC7303由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2006液位7、换热器运行状况的好坏内操将LC7303由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2006液位1.1.7.3温度控制操作设计温度，℃操作温度，℃17344第四分水罐的温度受空冷器E2006A/B/C的直接影响，可以通过开停空冷器来控制V2006入口温度。1.8V2007的操作1.8.1压力控制操作设计压力，MPaV2007操作压力，MPa安全阀SV2003定压，MPa2.882.2～2.52.88控制原理由DCS压力控制回路PC7302自动调节由V2007的出口压力。当压力高于给定值时，PC7302超压打开，当压力低于给定值时，PC7302自动关回。控制原则（1）内外操配合首先检查压力控制系统是否否正常工作，努力控稳容器压力。（2）迅速判断判断造成压力波动的其它原因，在满足下游设备不受影响的前提下尽量保证进出物料压力平衡。非正常操作影响因素控制操作1、仪表故障：压力测量假信号或压力指示失灵内操将压控阀PC7302由自动调节改为手动调节。内操利用PC7702自动控稳系统压力。内操联系仪表处理。外操根据V2007现场压力显示进行监控。2、压控阀故障切出调节阀PV7406，改副线控制，关上下游阀。联系仪表处理。内操作根据PI7401显示值，调节MC7401，控制压缩机入口压力。1.8.2液位控制操作设计罐容（60%液位），m3正常液位操作指标，%报警操作液位指标，%1.04283～20控制原理由DCS液位控制回路LC7304自动调节，保证V2007内有一定液位的罐容达到缓冲的要求，保证进出物料平衡。控制原则控稳V2007液位，避免因V2007液位低而使高压氢气窜至T2001排放大气，确保V2007液位在安全指标范围内。迅速判断判断造成液位波动的其它原因，在满足下游设备不受影响的前提下尽量保证进出物料进出平衡。非正常操作影响因素控制操作1、仪表故障：液位测量假信号或液位指示失灵。内操将LC7304由自动调节改为手动调节。内操联系仪表处理。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2007液位。2、液控阀LV7304失灵。外操与内操联系好，将LV7304改副线操作，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2007液位。内操联系仪表处理。3、现场液位计破裂外操关闭现场液位计上下引线阀。内操加强系统压力的控制。4、水碳比的变化内操将LC7304由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2007液位。5、入口温度的变化内操将LC7304由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2007液位。6、原料组分的变化内操将LC7304由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2007液位7、换热器运行状况的好坏内操将LC7304由自动调节改为手动调节。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2007液位。1.8.3温度控制操作设计温度，℃操作温度，℃6030～40控制原理第五分水罐的温度受冷却器E2007的直接影响，通过调节TCA7314来控制PSA入口温度，保证V2007出口低变气温度达到PSA进料的要求，保证PSA具有较高的吸附效果。控制原则（1）控稳V2007出口低变气温度，避免因V2007出口温度引发PSA外部联锁。（2）迅速判断判断造成波动波动的其它原因。非正常操作影响因素控制操作1、仪表故障：温度测量假信号或温度指示失灵。内操将TCA7314由自动调节改为手动调节。内操联系仪表处理。外操与内操联系好，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2007出口低变气温度。增开空冷器，降低V2007入口温度。2、温控阀失灵。外操与内操联系好，将TV7314改副线操作，根据现场液位显示，调节副线开度，控稳V2007液位。内操联系仪表处理。增开空冷器，降低V2007入口温度。1.9转化中低变系统压力的控制转化中低变系统压力的控制回路为分程控制回路，是由系统压力PC7302与低变气流量FC7301两个控制回路。当切换开关SW7301打在“A”位置时，系统压力PC7302与低变气流量FC7301投用两个单回路控制，调节阀PV7302A通过FC7301进行控制，调节阀PV7302B通过PC7302进行控制；其中FC7301量程范围为0～100%，PC7302的量程范围为50～100%。当切换开关SW7301打在“B”位置时，系统压力PC7302与低变气流量FC7301投用分程控制，调节阀PV7302A与PV7302B均通过PC7302进行控制；PC7302的量程范围为0～100%，其中0～50%的量程范围控制调节阀PV7302A，50～100%的量程范围控制调节阀PV7302B。转化中低变系统压力同时也设置了超压放空系统，具体内容为：当系统压力PT7302≥2.59MPa时，联锁阀KV7302自动打开；当系统压力PT7302≤2.49MPa时，KV7302自动关闭。当系统压力超高而尚未达到2.59MPa或工艺需要打开联锁阀KV7302时，可手动打开联锁阀KV7302手动按钮，等压力泄尽后手动关闭。1.10PSA入口流量的操作PSA入口流量由FC7301流量控制回路，设计采用PC7302与FC7301分程控制方案，但考虑到会引起工业氢流量波动，自装置第一次开汽以来，PC7302与FC7301采用单表控制。因而，将PSA入口流量控制阀FC7301手动全开，以确保工业氢压力稳定。1.11酸性水汽提塔T2001的操作酸性水汽提塔T2001的任务是将酸性水中CO2等杂质除去后，属常压汽提塔。在低变气冷却过程中，产生大量的冷凝水。水中除含有微量CO2等有机物外，还含有微量的金属离子（0.05～0.06ppm）。这部分酸性水如直接排放，将会污染环境，增加污水处理场负担。1.11.1工艺冷凝水流程本工艺冷凝水经汽提后有四种流程：（1）可以进入除氧器，除氧后作为锅炉给水。采取这项措施，装置可减少脱盐水约39t/h。但一方面是由于工艺冷凝水中含有甲醇、胺等有机物，进入转化炉后，容易使转化催化剂结炭；另一方面是由于工艺冷凝水为弱酸性，容易腐蚀锅炉水系统的管线，如果投用，需要更换管