氯乙烯尾气净化回收装置操作运行及维护说明书

氯乙烯尾气净化回收装置

操作运行及维护说明书

四川.成都

二零零六年八月

目录

第一章前言

第二章工艺原理及工艺工程

1、概述

2、工艺原理和过程实施

第三章工艺流程

第四章装置的几种操作系统介绍

1、故障判断及自动切换系统

2、装置自调整控制系统

第五章工艺过程参数检测及自动控制调节系统

1、概述

2、过程控制、调节和参数检测说明

第六章开车

1、初次开车前的准备工作

2、投料启动及运行

第七章停车及再启动

1、停车

2、停车后的再启动

第八章故障与处理方法

第九章安全技术

1、概述

2、有关气体性质

3、装置的安全设施

4、消防措施

5、安全生产有关注意事项

第一章前言

该操作运行及维护说明书是为变压吸附净化回收氯乙稀分储尾气装置而编写的，用于

指导装置的原始开车及正常运行的维护。主要包括工艺原理及工艺过程、工艺流程、操作

系统介绍、开停车的方法、故障判断和相关的安全知识等。要求操作人员熟悉相关的工艺

图纸，理解装置的生产工艺和使用的过程，掌握装置的开车方法、操作程序、参数控制和

调节。对装置所要使用的仪表种类和型号，要熟悉性能、认真调试。在与设计条件偏离不

大的情况下，操作者可以根据生产需要参照本说明对操作方法及操作参数作适当的正确的

调整，但是在任何情况下操作人员都不能违反工业生产中应该普遍遵循的安全规则和惯

例c在启动和操作运转装置之前，操作人员都需要仔细阅读说明书，因为不适当的操作

将会影响到装置的正常运行.导致吸附剂的损坏.甚至发生事故.危及人身及装置安全C

除专门标注外，本操作运行说明书中所涉及的压力均为表压，组份浓度为体积百分数,

流量均为标准状态下(760mmHg,273K)的体积流量。

第二章工艺原理及工艺过程

2.1概述

本装置原料气为氯乙稀装置分储尾气，其组成如下:

表2・1尾气组成

组份C2H3clC2H2N2+H2+其它Z

V%〜10.47〜16.2余100

原料气经过本装置后，在吸附塔出口端输出净化气，主要成分为N2、H2等，净化气

中的C2H3。、C2H2等杂质将达到国家排放标准，可直接排放至大气，吸附剂中被吸附的

C2H3CI、C2H2等气体组分在进口端通过逆放和抽空步骤得到解吸，称为解吸气，主要包

含C2H3CI、C2H2、N2及少量H2气体，解吸气返回到前工序回收。通过本装置处理后，

达到净化氯乙稀装置分镭尾气并叵收C2H3CI、C2H2有效气体的目的。本装置包括五台吸

附塔(A101A、B、C、D、E)、均压罐(V101)、解吸气缓冲罐(V102A、B)、换热器(E101、

E102、E103)及动力设备真空泵组(P101A、B)和鼓风机(C101)等。本装置的主要

技术指标如下：

原料气：

原料气输入流l：(Nm3/h)：-1200

原料气输入压力(MPa)：-0.50MPa

净化气：

净化气杂质含量：C2H24120mg/m3,C2H3CI<36mg/m3

净化气输出压力(MPa)：〜0.45MPa

净化气温度(℃)：常温

解吸气：

解吸气压力(MPa)：〜0.06

2.2工艺原理及过程实施

2.2.1工艺原理简介

本装置采用变压吸附技术(PressureSwingAdsorption,简称PSA)回收氯乙烯

装置分储尾气中的氯乙烯和乙块，同时使净化后气体达标排放。所谓变压吸附就是利用吸

附剂对混合气体中不同组份吸附容量的差异且对同一组分的吸附量随压力变化而呈现差

异的特性，吸附剂在加压时选择吸附原料气中的氯乙烯和乙快等吸附能力较强的组份，吸

附能力较弱的组份如氢气、氮气等作为净化气由吸附塔出口排出，排放至大气或输出到后

续工段。减压(逆向放压及抽真空)时吸附的氯乙烯和乙焕得到解吸，解吸气经解吸气缓

冲罐混匀后返回PVC生产系统，同时吸附剂获得再生。本装置主工艺流程为

5-1-3&PP/VP,即工作时任意时刻总有1台吸附塔进行吸附操作，其余4台吸附塔处于再

生过程的不同阶段，5台吸附塔循环操作，达到连续输入原料气、输出净化气和解吸气的

目的。

本装置由5台吸附塔、2台解吸气缓冲罐、1台均压罐、2台真空泵和1台鼓风机通

过40台程控阀、5台调节阀及相关管线相连接(见附图1)。与变压吸附有关的程控阀的编

号说明见表2-2：

表2-2程控阀编号说明

KV—X1X2

KVX1X2

程序控制切换阀按照作用所编阀门序号吸附塔代号

X1X2

KV-1原料气进口A〜E

KV-2净化气出口A〜E

KV-3抽空A〜E

KV-4均压/顺放A〜E

KV-5均压/终充A〜E

KV-6逆放A〜E

KV-7A、B装置停车及联锁放空阀

KV-8终充总阀

KV-9均压总阀

KV-10顺放总阀

KV-11A.B逆放总阀

KV-12抽空搭接阀

KV-13抽空分组切换阀

KV-14解吸气输出阀

2.2.2工艺过程实施

本装置的主工艺流程为5-1-3&PP/VP工艺，即5个吸附塔任意时刻有1塔进料3次

均压带顺放抽空及冲洗解吸工艺，每个吸附塔在一次循环中需要经历吸附(A)、顺向放压

1(PP1)、顺向放压2(PP2)、压力均衡1降(E1D)、压力均衡2降(E2D)、压力均衡3降(E3D)、

逆向放压(D)、抽空及抽空冲洗(V&VP)、压力均衡3升(E3R)、压力均衡2升(E2R)、压力

均衡1升(E2R)及最终升压(FR)等十二个步骤，其工艺时序见表2-3。

表2-35-1-3/VP工艺时序表及阀门开关表

夕班期12345

A塔APPID2D3DDV3R2RIRFR

B塔1RFRAPP1D2D3DDV3R2R

C塔V3R2R1RFRAPP1D2D3DDV

D塔V3R2R1RFRAPP1D2D3DD

E塔PP1D2D3DDV3R2R1RFRA

现以A塔在一次循环内经历十二个步骤的工况为例，对本装置5-1-3&PP/VP变压吸

附工艺过程进行说明：

⑴吸附（A）

开启程控阀KV1A、KV2A,原料气通过KV1A进入A床，原料气中氯乙烯和乙快等

在吸附压力下被吸附剂吸附，未被吸附的氢气、氮气等组份（称为净化气）经KV2A进入放

空管道，随后输出到界外放空。当氯乙烯和乙焕的吸附前沿到达吸附塔的某一位置时，关

闭程控阀KV1A、KV2A,原料气停止输入A床，床内保持吸附时的压力。

（2）顺向放压1（简称顺放，PP1）

A塔吸附步骤结束后，开启阀KV4A、HV-101、KV10,A塔内气体顺着吸附的方向从

吸附塔输出，进入到净化气管道，A塔降低至一定压力后关闭阀KV10,该步骤结束，阀

KV4A保持开启状态。

（3）顺向放压2（简称顺放，PP2）

顺向放压1结束后，开启KV5D,A塔内气体通过KV4A、HV101、KV5D阀进入D

塔对处于抽空步骤的D塔进行冲洗再生。

（4）压力均衡1降（简称一均降，E1D）

A塔顺向放压2步骤完成后,关闭程捽阀KV4A、KV5D、调节阀HV101.开启KV5A

和KV5C,使A塔出口端与刚结束二均升步骤的C塔出口端相连通进行压力均衡，使吸

附剂吸附前沿得以平稳推进，此时A塔内的氯乙烯和乙快气体得到进一步的浓缩。该步骤

结束时，A塔和C塔的压力基本上达到平衡。

⑸压力均衡2降（简称二均降，E2D）

A塔一均降步骤完成后关闭KV5A、KV5Co开启KV4A、KV9,使A塔出口端与均压

罐V101连通进行压力均衡，A塔内氯乙烯和乙块气体进一步浓缩，该步骤结束时A塔和

均压罐V101的压力基本上达到平衡。

（6）压力均衡3降（简称三均降，E3D）

A塔二均降步骤完成后，关闭程控阀KV9,程控阀KV4A保持开启状态。开启KV4D,

使A塔出口端与刚结束抽空步骤的D塔出口端连接进行压力均衡，进一步回收A塔压力，

并进一步浓缩A塔内的氯乙烯和乙焕气体，该步骤结束时，A塔和D塔压力基本上达到

平衡，A塔三均降结束以后，程控阀KV4A、KV4D关闭。

⑺逆向放压（简称逆放，D）

A塔三均降步骤结束后，打开KV6A,并在逆放不同阶段先后开启程控阀KV11A和

程控阀KV11B,逆放初期压力较高部分气体先通过KV11A进入解吸气缓冲罐V102A,待

塔内压力降至一定时，关闭KV11A；逆放后期压力较低的气体经KV-11B进入解吸气缓冲

罐V102B与来自V102A的气体混合后输出。这一过程中大部分被吸附的氯乙烯和乙快气

体组份脱附了出来，吸附剂得到一定程度的再生。逆放步骤结束时，吸附塔A内压力接近

常压（约0.01MPa）。

（8）抽空及抽空冲洗（V&VP）

逆放步骤结束后，关闭阀KV6A,开启KV3A,此时吸附塔处于抽空状态，用真空泵

对A塔进行抽空。抽空形式有两种，一种是5-1-3/V分组抽空，一种是5-1-3/V连续抽空。

当选择5-1-3/V分组抽空时，吸附塔处于抽空初期时，用A组真空泵对A塔进行抽空；抽

空一段时间后，吸附塔处于抽空中期，再开启阀KV13,用A组和B组真空泵同时对A塔

进行抽空；当吸附塔进入抽空后期时，关闭阀KV13,继续用A组真空泵对A塔抽空，在

抽空步骤进行的适当阶段，分别短时间开启KV5A,并通过调节阀HV-101先后从A塔顶

部引入其它吸附塔的顺放气或净化气自上而下对床层进行边冲洗边抽空，该步骤结束时塔

内吸附剂再生完全。当只开启一台真空泵时选择5-1-3/V连续抽空，此时程控阀KV13处于

常开状态。

⑼压力均衡三升（简称三均升，E3R）

A塔完成了降压抽空解吸过程后，准备开始升压。

关闭阀KV3A。开启阀KV4A、KV4C,利用C塔的三均降气体对A塔进行第一次充

压，充压结束时两塔压力大致相等，该步骤结束，KV4A关闭。

⑩压力均衡二升（简称二均升，E2R）

三均升结束后，开启KV4A、KV9,使A塔与均压罐V101相连通，用均压罐中气体

对A塔进行第二次充压，该步骤结束时A塔和均压罐压力基本相等。

（11）压力均衡一升（简称一均升，E1R）

二均升结束后，关闭KV9、KV4Ao开启KV5A、KV5D,使A塔出口端与D塔出口

端相连通，刚结束顺放二步骤的D塔内气体经KV5D、KV5A进入A塔，对A塔进行第三

次充压，该步骤结束后，A、D两塔压力基本相等。该步骤结束后KV5A、KV5D关闭。

（13最终升压（终充FR）

A塔经历一均升步骤后塔内压力还未达到吸附步骤的工作压力，此时，阀KV5A、KV8

开启，通过终充调节阀HV-102和KV8阀由净化气管道引少量气体对A塔进行最终升压,

直到A塔压力基本上达到吸附压力为止。至此,A塔在一次循环中的各工作步骤全部结束,

紧接着进行下一次循环。

其它4个吸附塔的操作步骤与A塔相同，只是各步骤在时间上是相互错开的，这样就

能达到连续处理原料气及得到产品气的目的。

当某一台吸附塔上的程控阀因外部元件故障(主要指电磁阀、功率放大器及控制线路

故障等)导致程控阀不能正常开关时，可切除故障所在的吸附塔而运行4-1-2&PP/VP工

艺，即4个吸附塔，每时刻总有1塔进料2次均压抽空及冲洗解吸工艺。运行4-1-2&PP/VP

工艺时，每个吸附塔在一次循环中需要经历吸附(A)、顺向降压(PP)、压力均衡1降(E1D)、

压力均衡2降(E2D)、逆向放压(D)、抽空及抽空冲洗(V/VP)、压力均衡2升(E2R)、压力

均衡1升(E1R)及最终升压(FR)等九个步骤，其工艺时序见表2-4。4-1-2&PP/VP工艺中

各步骤阀门的开关情况与5塔工艺相类似，可参考5-1-3&PP/VP工艺过程，在此不再详

述C

表2-44-1-2&PP/VP(连续抽空)工艺时序表

斓期1234

A塔APP1D2DDV2R1RFR

B塔2R1RFRAPP1D2DDV

C塔V2R1RFRAPP1D2DD

D塔PP1D2DDV2R1RFRA

第三章工艺流程

本装置工艺流程图见附图。氯乙烯装置分储尾气中做为本装置的原料气在一定压力和

温度下进入本装置界区，通过管道PG101先经原料气加热器加热至20~40℃,然后经流

量计FIQ101计量后经管道PG102和程控阀KV-1（A、B、C、D、E）进入吸附塔A101（A、

B、C、D、E）o尾气中的氯乙烯和乙快气体被吸附剂吸留下来，净化气则从KV-2（A、B、

C、D、E）排出，通过管道PG104、吸附压力调节阀PV-103、流量计FIQ102计量后输出

界外进入放空总管。

本装置解吸气作为产品气分两部分排出，第一部分是吸附塔逆向放压的排出气体，该

部分气体经程控阀KV-6（A、B、C、D、E）排出吸附塔，通过管道WB101.WB102、WB103、

KV11A、KV11B进入解吸气缓冲罐V102A,经调节阀PV105a进入解吸气缓冲罐V102B

和抽空气混匀后进入鼓风机C101升压后输出到后续系统；另一部分为真空解吸气，经程

控阀KV-3（A、B、C、D、E）及管道WV102及WV103由真空泵（P101A~B）抽出，

经真空泵后冷却器E102冷却后进入解吸气缓冲罐V102B,和来自V102A的逆放气混合

后进入鼓风机C101升压，升压后气体经管道VCL107、程控阀KV14、V71、止回阀V93

和阀V94或止回阀V91和V92输出界区外进入氯乙烯生产系统。

在装置启动初期和生产出现异常，不合格的解吸气经V95、管道VT110进入放空总

管VT101输出界区外；当装置处于停车状态时，原料气经管道PG111、程控阀KV-7B、

管道VT101输出界区外；或者经管道PG101、PG102、VT102、阀V25、管道VT101

进入放空总管输出界区外。

第四章操作系统介绍

4.1故障判断及自动切换系统

4.1.1装置可实现的切换方式

本装置主流程为5-1-3&PP/VP（以下简写为5V）工艺，当某一台吸附塔上的程控阀

因外部元件故障（主要指电磁阀及控制线路故障等）导致程控阀不能正常开关时，程序可

自动或手动由5-1-3&3PP/VP工艺切换为4-1-2&PP/VP（连续抽空）（以下简写为4V）工

艺运行，即切掉故障所在的吸附塔，切换后处理原料气负荷、氯乙烯和乙烘气体回收率等

均不受影响，但是解吸气组分中的氯乙烯和乙焕气体的浓度会略有降低。故障处理完毕后,

再手动由4-1-2&PPA/P切回5-1-3&PP/VP工艺，装置恢复正常运行。

513&PP/VP工艺只有1种运行方式，而442&PP/VP有5种运行方式，见表4-1。

表4-14-1-2&PP/VP（连续抽空）工艺运行方式一览表

运行方式1234切除塔

4AVA101BA101CA101DA101EA

4BVA101CA101DA101EA101AB

4CVA101DA101EA101AA101BC

4DVA101EA101AA101BA101CD

4EVA101AA101BA101CA101DE

4.1.2运行方式切换的几点说明

•当装置出现故障时，该切换系统在保证装置平稳运行，保证产品要求的前提下，将余

下的吸附塔重新组合，连续不间断地向后续工段送出合格的产品气。

・5V切换为4V有两种方式：自动和手动。自动切换是指计算机根据程控阀阀检信号和

压力信号自动判断故障并自动找出最近的部位切出，手动切换是指由操作人员根据故

障发出切换指令后由计算机自动找出最近的部位切出。这2种切换方式可由操作人员

进行选择。

•在程序切换的过程中，全部由计算机自动选择合适的时间和步骤完成切换操作，无需

操作人员干预，同时计算机会报警，提醒操作员处理故障。当故障处理完毕后，再恢

复主流程运行。

•5V、4V的时序各有一套时间参数储存在DCS中，当程序在各种运行方式间切换时，

各步位的时间设定值会相应更换。

•程序切换后，切除的吸附塔所有阀门首先处于关闭状态。所有切除塔的程控阀可以进

行手动开关，并作出相应提示。在4V切到5V时，当切换指令确认后，程序会自动将

切入塔所有程控阀关闭，等待程序在适当步位切入。

4.2装置自调整控制系统

本装置设置了自调整控制系统，当该系统投用时，计算机可依据事先设定的某工况下

的最佳操作条件，根据原料气组成、流量、压力的变化，自动调整吸附时间，而吸附时间

变化后又会自动改变终充调节阀的给定值，使终充调节阀在新的时间条件下自动调整，使

终充压力在终充步骤结束时刚好到位。该系统的运用可保证装置在原料工况变化时仍能优

化、稳定运行，达到最佳运行效果。

终充调节控制分别设置了三个键供选择，即：手动控制、斜率控制、时间控制，三种

方式只能选择其一，无论选择哪种终充调节控制方式，也需要在组态参数画面中根据提示

将各个参数设定好，每个参数的设定必须在计算机给定的范围内。

第五章工艺过程参数检测及自动控制调节系统

5.1概述

PSA工艺是靠周期性地切换程控阀门来实现的，为了使整个工艺过程能连续稳定地

进行，要求自动控制系统具有较高的水平。该装置控制系统采用西门子S7-300控制系统,

其它仪表选用电III型仪表。该装置的工艺参数有压力、流量、温度和成份等几种。部分参

数如压力、温度在现场检测，分析点在现场手动取样分析，重要的参数如原料气、净化气、

解吸气、吸附塔等压力、原料气和净化气流量、原料气及净化气的温度、各调节阀阀位开

启度等在计算机屏幕上均有指示或记录。

由于本装置受前后工段的影响，使原料气和净化气流量、原料气组成和压力、解吸气

的输出流量及压力等都有一定的波动，为了保证装置正常、安全地运转，本装置设置了二

套压力调节系统、二套流量调节系统、两套流量计量系统、一套微机程序控制系统。

5.2过程控制、调节和参数检测说明

5.2.1原料气/净化气流量计量系统(FIQ-101/FIQ—102)

该系统用于检测、指示和记录原料气和净化气的流量，反映装置的处理能力及生产效

率，为经济核算提供依据。这两套流量计量系统均采用了压力和温度补偿以提高计量的准

确性，压力补偿和温度补偿是将压力变送器和温度变送器的采样信号输入到计算机中由计

算机自行计算补偿。原料气流量是装置自调整控制系统调整控制所需要的重要参数，该流

量计量是否准确直接影响到自调整系统调整的准确性。

5.2.2吸附塔工作压力自动调节及程控系统失控报警系统(PICA-103)

为了保证吸附工作压力的稳定而设置了此调节回路。当任一塔处于最终升压步骤时，

由于升压使用的是?争化气，此时如果净化气输出量不变就会造成处于吸附步骤的吸附塔压

力下降而影响吸附工况。因此必须及时调节阀PV-103开度，改变净化气输出量使处于吸

附状态的吸附塔压力稳定在给定值上，以保证吸附压力的稳定。当程控系统失控导致吸附

塔压力低于给定值时该系统会发出报警信号，提醒操作人员注意并尽快找出问题所在。

5.2.3风机进口压力自动调节系统(PICA-105a、b)

为了保证风机能稳定地输送产品气并保证风机入口不会抽成负压设置了此调节回路。

为了保证鼓风机输送产品气时入口的正常压力，同时，避免鼓风机入口形成负压，需要及

时控制调节阀PV—105a、b开度，使的风机的入口压力维持在正常的压力范围内，避免

入口抽成负压而影响风机的正常工作及保证装置的安全。

5.2.4终充流量手操控制系统(HC-102/KS-102)

在终充时间内该回路能保证终充流量基本恒定，并保证在终充结束时吸附塔压力接近

吸附压力，以防止吸附压力波动。该终充调节阀还有一个作用就是在抽空冲洗步骤时用于

控制冲洗气流量的大小，只需在调节阀控制画面上手动输入一个固定的开度即可。

5.2.5顺放气流量手操控制系统(HC-101/KS-101)

在顺放步骤该回路能保证顺放气流量基本恒定，在可手动设置该调节阀的开度来控制

顺放过程中顺放气流量的大小。

5.2.6五个吸附塔压力指示记录系统(PI-102A〜E)

五个塔的工作压力分别通过压力变送器将信号送到计算机进行指示和记录，通过压力

变化曲线能完整地反映出五个塔的运行情况，同时对工况出现的异常情况也可以从压力曲

线中分析出来，从而为分析故障提供依据。

5.2.7KS-101系统

根据PSA的特点，本装置配置了一套程序切换自动控制系统来控制40台程序控制阀

门的动作，该系统由一套DCS控制系统、40个电磁阀、40个气动程控阀等组成。其控

制系统示意图可见下图。

变控制信号气动执行机构控制信号功率放大

压

吸

附控制信号

塔

阀位反馈信号微机控制系统控制信号

在微机程控系统中有一系列功能开关，按动这些功能开关运行程序将作相应的变化，

现将主要功能键的作用简述如下。

暂停：各塔工艺步骤均保持在当前状态，各程控阀门也保持当前的开关状态，程控系

统暂停计时，解除暂停恢复计时，程序继续运行。

步进：按下一次，可使程序立即切换到下一步。

自检：进入自检状态时，程序控制系统继续运行，但程控信号不输出，现场程控阀全

部处于关闭状态。

手动：程控阀门的开关状态在微机操作键盘上手动给定。

程控系统用时间顺序控制，按设置的时间或按自调整系统自动计算的时间自动切换各

程序步骤。当原料气参数及产品要求变化时可手动通过计算机键盘修改时间或控制系统自

动修改时间以满足新的工况要求。

第六章开车

开车分为初次开车和正常开车，初次开车前应做好各项准备工作，而正常开车时只要

按规定将某些阀及控制点设定好后即可启动。

6.1初次开车前的准备工作

在装置安装完毕，对自动控制系统进行了严格的调试之后，利用控制系统对装置进行

吹扫和气密性工作，合格后装填吸附剂。但因为本装置的原料气、净化气以及解吸气均含

有一定量的氢气、氯乙烯及乙快等可燃性气体，如果不预先将系统中的氧排除掉，那么在

开车初期容易形成爆炸混合物而引起爆炸燃烧，因此在投入原料气前还必须利用惰性气体

（如氮气）对系统进行置换，使整个系统的含氧量降到0.5%（体积）以下，以上工作完毕后

应将全部阀门关闭。

6.1.1自控系统开车前的准备工作

6.1.1.1检查调节系统

本装置调节系统采用电HI型调节仪表。现场变送单元是通过导线连接的。因此，在安

装完毕后首先应检查接线无误后方可送上电信号，检查所有仪表的零位和满刻度是否正

确，如有较大偏差则需进行调校，在上述工作完成后可对整个系统进行空负载模拟调试，

包括手控系统，检查执行机构动作情况是否正确并进行调校。

6.1.1.2检查执行机构（调节阀）的行程

给调节阀输入4〜20mA信号时检查是否完全行程。

6.1.1.3检查微机控制功能

微机控制系统的控制信号经电磁阀电一气转换后操纵现场各程控阀，该系统按照要求

安装完毕后，首先检查接线有否错误，然后按下列步骤进一步检查。

①进入工艺流程控制主画面，首先在5塔运行工艺状态下参照其时序表设置各步骤

初始时间，程序即从初始状态开始执行，检查暂停、步进、手动、时间设置等功能键是否

正常。

②对程控全系统（控制系统一电磁阀一程控阀）进行空负载功能调试，给现场程控

阀送上仪表空气，同时使讯号输往现场。首先，在手动状态下逐个开启程控阀，检查现场

阀门开关是否正常，然后进入自动控制状态，按暂停键检查系统各步骤阀门动作是否正常,

如正常则退出暂停键，再按步进键，程序每执行一步后就按一次暂停，检查无误后退出暂

停键，这样周而复始，直至把5个吸附塔的所有工作步骤走完一遍。

③对切换系统进行检查：任意设置一种5塔切4塔的切换方式，检查在切换过程中

吸附塔的工作步骤是否有较大变化，即是否有压力较高的塔直接进行逆放或抽空等；待该

方式检查完毕后，将4塔工艺切回5塔运行，同样检查切换步位是否合理；之后设置另一

种5切4的切换方式进行检查；这样反复进行切换检查，直至所有的切换方式和步骤都检

查完毕。

④将5塔工艺切换到4塔工艺，在4塔运行工艺状态下参照其时序表设置各步骤初

始E寸间，此时再按照①的方法对阀门开关情况进行检查。

最后关闭计算机及24V输出电源，检查程控阀是否全部关闭。

6.1.1.4检查流量计计算系统

按流量计使用说明书进行调校和检查，并设定有关的系数。

6.2投料启动及运行

在经过整个装置的工艺、仪表、自控系统检查调试正常及利用惰性气体置换合格后，

装置己处于随时可以投料开车的状态。

6.2.1启动前的准备工作

6.2.1.1工艺阀门的设定

全开调节阀前后截止阀、安全阀前置阀，全开所有压力表根部阀，全开真空泵入口阀,

全开真空泵出口阀。

6.2.1.2调节系统的设定（见表6・1）。

表6-1调节系统的设定

调节系统代号控制方式操作阀门代号阀位设定

HC-101手动HV-1011/3

HC-102手动HV-1021/3

PICA-103手动PV-1031/3

PICA—105a、b手动PV-105a>b1/3

6.2.1.2初始时间及状态设定

进入控制画面，按照工艺正常运行的要求将各步骤时间设定一个初始时间，并使系统

处于自检、暂停或手动状态。

6.2.2启动

6.2.2.1微机程控系统投入自动工作状态，缓慢开启原料气进口阀V101向吸附塔内投料,

由于投料量开始较少时流量计计量不准，故此时流量大小的控制应保持在每分钟使吸附压

力升高0.1MPa的速度，以防止超流量操作，同时按照真空泵正常运行的方式启动真空泵;

当吸附压力升到0.05MPa时，程控系统步进切换一次（即按步进键），这样反复切换数次，

此时是对吸附塔进行原料气置换；以后每当吸附塔加升〜0.1MPa,程控系统就步进切换

一次，一直升至吸附压力，并注意随时调整最终升压流量和顺放气的流量。

6.2.2.2当吸附压力升至工作压力时，将PICA—103和PICA—105a、b投入自动控制状

态，缓慢开大阀VO1,逐渐增加原料气投入量，使其达到额定工作流量的1/4-7/2左右,

此时不符合工艺要求的解吸气可经阀V95进入放空总管VT101放空。

6.2.2.3当吸附压力升至工作压力（0.50MPa）,并在该压力条件下工作4〜5周期后，可

取解吸气分析，待气体组成符合工艺要求后（解吸气中氯乙烯和乙快浓缩近2倍和含氧量

低于0.5%（V%））可关闭阀V95,开启鼓风机，开启解吸气输出阀，解吸气送出界外。

6.2.2.4在执行上述操作的过程中，应不断调节阀V01的开度，使原料气流量逐渐接近额

定流量，在此过程中经常对净化气进行取样分析，通过调整时间使净化气中的VCM和

C2H2气体的含量控制在要求的指标范围内，同时注意控制调节各调节阀的运行方式和开

启度，使装置最终处于一个协调、稳定的工作状态。此时，可将装置设置为自动运行状态,

同时将有关参数设定好。初始开车阶段需要一段较长的参数调节的时间，参数一旦调整好

后，绝大部分参数不需再进行改动，这样装置将处于全自动运行状态。

6.2.3正常运行调整

6.2.3.1主要操作参数

主流程5-1-3&PP/VP正常操作时的主要参数见下表6-2

表6-2操作参数一览表

项目工艺指标

原料气流量（Nm3/h）〜900

原料气中C2H3cl浓度（％）〜11.0

原料气中C2H2浓度（％）〜2.0

各步骤持续时间及结束时压力压力(MPa)时间（s）

吸附0.50360

顺放10.4510

一均降0.2930

二均降0.2230

三均降0.0730

逆放0.0130

抽空-0.090640

三均升0.0730

二均升0.1430

一均升0.2930

终充0.50290

原料气进口0.50/

净化气出口管道-0.45/

解吸气出口管道0.06/

注：1、以上操作参数仅供参考，可根据实际情况作适当调整；

2、以上各均压结束时的压力均为理论计算值，实际压力与理论值有一定偏差。

623.2调节系统给定值的设定（见表6・3）

表6-3调节系统的设定

仪表位号给定值

PICA-103-0.50MPa

PICA-105a-0.008MPa

PICA-105b-0.010MPa

6.2.3.3运行检查项目和调整

为了取得良好的运行性能，在运行期间要检查和调整下列项目：

①吸附步骤

为了使装置达到设计要求，吸附塔在设计压力下运行是非常重要的，吸附压力的稳定

主要取决于吸附压力自动调节系统的调节，使处于吸附状态的吸附塔压力稳定在给定值

上，要改变吸附压力，只需改变给定值即可达到目的。原料气流量波动过大也会影响吸附

压力的稳定。

②顺放步骤

本装置通过顺放步骤可提高解吸气中氯乙烯和乙快气体的浓度，有利于有效气体的回

收利用，同时利用顺放气体对抽空塔进行冲洗，改善吸附剂的再生效果。顺放压力和流量

主要通过控制调节阀HV-101的输出开度和该步位时间来实现的。如果顺放量太小，则不

能达到浓缩有效气体和充分再生吸附剂的效果；如果顺放量太大，则会影响解吸气中有效

气体的浓度，同时可能造成吸附前沿突破，不利于吸附剂的再生，因此，在操作过程中，

应特别注意顺放步骤的调节。

③均压步骤

由于存在阻力的原因两个塔之间均压后的压力不会完全一样，一般要求均压后的压差

在0.03MPa以内即认为均压达到了平衡，设定的均压时间只要满足实际均压达到平衡所

需的时间即可。

④逆放步骤

逆放终压力越接近常压对减少真空泵的负荷就越有利。由于存在管道阻力和后续工段

压力的缘故，逆放终的压力可能会接近于后续工段压力。

⑤最终升压步骤

最终升压终的压力应该在切换时正好基本上达到吸附压力。如果终充量太小，在终充

结束时吸附塔压力没有达到吸附压力，容易造成该塔吸附前沿上移，对吸附操作不利，同

时在吸附步骤初期将引起吸附压力的波动，影响装置运行的稳定性；如果终充流量太大，

那么将导致处于吸附状态的吸附床的吸附前沿发生扩散，传质区拉长，不能保证处于吸附

状态的吸附床的吸附前沿的平稳推进，不利于吸附操作，同时因为终充步骤时气量猛增，

也导致了吸附压力的波动，影响装置运行的稳定性。正常操作时通常将终充调节阀HV-102

设置为自动调节。

©净化气质量

一个吸附塔具有固定的吸附杂质的能力，因此在一个吸附一再生循环里只能处理一定

数量的原料气，如果吸附时间太长，由于流入吸附塔的原料气太多会造成C2H3cl和C2H2

的穿透，导致排放超标；如果吸附时间太短会造成吸附剂的利用率降低，使解吸气中

C2H3cl和C2H2等有效气体的浓度降低，不利于回收利用。因此，循环时间的调整必须谨

慎地进行，因为净化气中的C2H3cl和C2H2浓度的变化要滞后一段时间（约几个周期）才能

反映出来。

该装置通过调整循环时间或冲洗气量的方法可回收含C2H3cl和C2H2不同浓度的解

吸气，如果单纯追求提高解吸气中C2H3cl和C2H2浓度则可能导致净化气中C2H3cl和

C2H2浓度超标排放，因此在装置运行时不能单纯追求解吸气中C2H3cl和C2H2浓度或单

纯追求净化气中C2H3cl和C2H2的净化指标，而应将二者结合起来综合考虑，寻找最佳经

济点进行操作，使装置发挥最佳效益。

第七章停车及再启动

7.1停车

在本装置需要停车时，为保证前工序装置的正常运行，必须打开放空阀KV7B,打开

方式可设置为联锁开启或PSA装置停车后手动打开，如因停电或无仪表空气等故障导致

不能开启阀KV7B,则可打开安全放空阀的旁路阀V25o

停车一般可分为三种情况：

第一种是：正常停车，有计划的生产安排下的停车。

第二种是：紧急停车，即装置出现短时间需要排除的故障时，需要立即停车。

第三种是：临时停车，即停车时间不超过1小时，只是为了处理一些小故障。

现分别叙述如下：

7.1.1正常停车

通知本装置前后有关工序。

①将自控系统设置为手动状态，停止输入原料气、输出净化气和解吸气，此时原料

气从旁路通过后进入放空总管。

②通过手动开启和关闭KV4或KV5阀，使各塔之间均压，要求各吸附塔保持约

0.2MPa的正压，如吸附塔压力较高，则可通过手动开启阀KV5和KV10放空至合适压力。

③关停真空泵，关闭真空泵进、出口阀，关闭解吸气输出阀。

④关停鼓风机，关闭鼓风机进、出口阀。

⑤将程序控制系统进入自检、暂停、手动状态，此时现场程控阀全部关闭，可退出

自控系统，根据停车时间长短决定是否关停控制系统。

7.1.2紧急停车

当出现紧急故障情况需要停车时，立即将微机程控系统投入自检和暂停状态，使所有

现场程控阀全部关闭，程序停留在当前步骤，吸附塔保持停车时的工作状态，原料气从旁

路通过，关闭解吸气输出阀，关停真空泵和鼓风机。然后根据实际情况决定是否停其它仪

表电源和退出自控系统。

7.1.3临时停车

由于生产需要或出现故障需短时间停车处理时，通知前后工段后，将自控系统投入自

检和暂停状态，使现场程控阀门关闭，微机程序停留在当前步骤，吸附塔保持停车时的工

作状态，原料气从旁路通过，关闭解吸气输出阀，关停真空泵和鼓风机。

7.2停车后的再启动

7.2.1正常停车后的再启动

待系统氧含量分析结果符合安全要求后按初次投料启动的方法启动，如氧含量超标还

需用氮气进行置换后再投料。

7.2.2紧急停车和临时停车后的再启动

首先应检查现场吸附塔压力状况与自控系统暂停状态时所处的程序步骤是否一致，如

一致，则可退出暂停状态和自检状态直接启动；如不一致，则可根据各吸附塔的压力状况

判断应处于哪一个程序步骤，然后通过步进使程序运转到该步，并进入暂停状态；如果根

据现场各塔压力状态不能确定属于哪一个程序步骤，则可通过手动方式驱动有关程控阀，

对某些塔泄压或升压，使各吸附塔压力与控制系统暂停时的步骤同步，完成上述步骤后，

可开启真空泵，自控程序退出暂停和自检状态，待解吸气压力高于界区外压力后开启解吸

气输出阀输出解吸气，装置启动初期，应根据实际情况对时间进行适当的调整，一般在临

时停车后再启动时、输出的净化气仍然合格，开车后即转入正常运行调整阶段。

7.2.3长时间停车后的处理

长时间停车可按照正常停车的方法进行，长时间停车后的开车应按初次投料启动的方

法进行，检查整个自控、仪表系统即动力设备系统等是否正常，在启动前应保证系统氧含

量置换合格。

第八章故障与处理方法

发生故障是指界外条件供给失常或系统本身在运转过程中操作失调或某一部分失灵，

引迅净化气中杂质浓度升高或者解吸气中有效气体浓度偏低，但是在故障原因尚未确定之

前，装置不需要停运，应该继续观察，这时不合格的解吸气将通过阀V95进入放空总管

VT101放空，待故障判明后再决定是停运或是继续运行。如果系统出现重大问题，则应立

即采取措施，若有必要就进行紧急停车。可能发生的故障有以下几个方面：

8.1界外条件供给问题

①原料气中带液过多

由于该装置的前工段失控或操作失误，使VCM单体未得以充分冷凝回收导致尾气中

带液，甚至大量进入吸附塔，此时应迅速关闭吸附塔入口阀，开启KV7B,并开启各吸附

塔底部的排污阀尽量排除吸附塔内液体，然后视吸附塔带液量的多少决定装置是否停运和

决定处理措施。

②停电

停电后，程控系统不能正常工作，微机无信号输出，现场所有程控阀关闭，装置处于

停运状态，相当于紧急停车，可以按紧急停车处理。

③仪表空气压力下降

该装置要求仪表空气压力不低于0.40MPao一旦仪表空气压力大幅度下降甚至停气,

将使气动程控阀无法开或关，调节阀无法正常调节，导致程控阀门的切换和全系统自控紊

乱，此时应停车处理。

8.2操作失调

PSA过程运转是否正常关键是看塔的再生状况是否良好，系统操作失调会立即或逐

步使塔的再生恶化。由于PSA过程是周期性循环过程，因此，只要一个塔再生恶化，就

会很快波及和污染到其它塔，最终导致净化气质量的下降，操作失调经常表现为以下两点:

①处理量增大而未及时缩短周期时间

吸附塔内吸附剂的吸附能力是一定量的，一旦处理量增大就应该相应缩短周期时间，

以使原料气带入的C2H3CI、C2H2等强吸附组分不超过吸附剂能承受的能力，如不及时调

整，出口净化气中的C2H3。、C2H2含量就会很快上升。当装置采用自调整控制系统进行

自动控制而出现上述问题时，应立即采用手动方式缩短时间，然后检查出现问题的原因，

故障排除后再采用自调整控制系统进行自动控制。

②吸附塔解吸真空度达不到要求

在该变压吸附工艺中，吸附剂的再生方式为降压和抽空再生。如果由于设置的抽空时

间不够或真空系统的其它原因，使吸附塔解吸真空度达不到要求值，就将影响吸附剂再生

效果，从而影响净化气的质量和有效气体回收率，这时可相应调整时间使抽空时间加长，

或检查真空系统是否出现了问题。

8.3电磁阀故障

①电磁阀的排气孔始终有气体不间断排出，一是由于电磁阀内功率放人器部分密封

圈损坏，二是功率放大器内滑块不到位。

处理：应停车更换电磁阀或其中的功率放大器部分。

②电磁阀线圈烧坏，以致控制输出讯号中断。

处理：更换线圈或更换电磁阀。

8.4微机控制系统故障

故隙可能表现为无讯号输出，程序不切换，停留于某一状态，程序执行紊乱，故障及

处理详见微机控制系统技术手册的有关章节或向相关技术人员咨询求助。

8.5气动程控阀故障

8.5.1阀门内漏

①密封垫片的密封面磨损

处理：更换密封垫片，如果磨损是由于吸附剂颗粒或粉尘引起应检查吸附塔过滤器。

②阀板位置过高

处理：松开阀杆的紧固螺丝，当阀板面与阀体密封面紧密接触时拧紧螺丝。

8.5.2阀门半开半关或阀门不开

处理：检查仪表空气压力及气缸内部是否串气。

8.5.3阀门外漏

①阀杆处螺母松动

处理：用板手压紧阀杆处螺母

②阀杆密封填料失效

处理：更换阀杆密封填料

第九章安全技术

9.1概述

安全生产是关系到人民生命、国家财产安全的大事，是国家根本性政策，也是一项群

众性的工作。因此操作人员应该掌握有关的安全生产基本知识，自觉遵守有关的规章制度,

确保实现安全、文明生产。

本装置原料气和产品气中都含有氢气、氯乙烯、乙快等气体，按照GB4968-85的

火灾分类法属C类火灾；按照GBJ16—1987（2001年版）生产火灾危险性分类的规定本界

区为甲类；按照GB50058-1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》，本界区的设

备和程控阀布置区为2区（在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物，或即使出现也仅

是短时存在）。

9.2有关气体性质

本装置是利用变压吸附技术净化回收氯乙稀分储尾气，涉及的工业气体中含有N2、

C2H3。、C2H2、H2、CO2等各种气体，下面将有关气体的性质作一简要介绍：

•氮气

氮气是无色、无味、既不燃烧又不助燃的惰性气体，分子量为28,比重为0.968。当

人体吸入高浓度氮气时即产生缺氧状态，然后发生窒息死亡。

•氯乙烯

氯乙烯是无色气体，在高浓度时具有令人舒适的香甜味，分