甲烷化工序43100#操作规程

徐州东兴能源有限公司40000Nm3/h焦炉煤气制LNG装置焦炉煤气甲烷化工序

工艺技术操作规程

（43100#）文件编号：DXJC-2015-07编写：李世田审核：刘力东兴LNG技术组2015年11月目录一、任务二、原理三、工艺流程说明1、气体流程2、汽包给水流程3、气体排污和蒸汽闪蒸流程四、开车前的准备1、开车前的检查和准备2、烘炉3、煮炉4、甲烷化催化剂的装填1、开车前的确认2、氮气置换和氮气循环管线3、甲烷化催化剂的升温和蒸汽发生系统的开车4、甲烷化反应器的投料5、甲烷化系统的提量和提压注意事项6、再开车六、正常操作控制指标1、正常控制指标2、正常维护及注意事项七、停车1、计划停车2、紧急停车八、不正常情况及处理1、停电及其处理2、停仪表空气及其处理3、脱盐水中断及其处理4、冷却水中断及处理5、甲烷化反应器超温及处理6、自动调节器故障及处理7、调节阀堵塞及其处理8、报警及处理九、主要设备规格及参数十、岗位职责十一、巡回检查制度十二、交接班制度十三、安全注意事项一、任务经深度净化的焦炉气组成为：H2含量~57%、CH4含量~20.8%，CO+CO2含量12.6%，N2含量~5.6%，CnHm含量~1.87%。焦炉气中其它的有害杂质在上游工序已经除去。在甲烷化工序，CO、CO2与H2在催化剂的作用下反应生成CH4。这一方面增加了ch4的产量，同时可脱去焦炉气中的CO和co2降低后续工序的分离难度，同时回收热量副产蒸汽自用和外供。二、工艺原理甲烷化工艺的原理是CO、co2和h2在适当的温度、压力条件下及催化剂存在时发生甲烷化反应，其化学反应式见反应(1)和反应(2)。CO+3H—CH4+H0(g) △H0=-206.2kJ/mol(l)22CO+4H^+CH+2H20(g) △H0298k=T65.0kJ/mol24通常情况下反应(1)比反应(2)的反应速度要快，放出的热量也更多。反应体系中同时有变换反应存在。焦炉气中的多碳烃可与水蒸气反应生产CO和H2,其化学反应式见反应(3)，然后发生甲烷化反应生成甲烷，即在甲烷化催化剂的作用下多碳烃可分解生产甲烷。CnHm+NhQ—nC0+(n+m/2)H(3)22C0+3H-CH4+H20(g) (1)2原料焦炉气中H、CO、CO2、N2、CH4、CnHm等多种成分，在甲2 2 2 4烷化后仅剩h2、ch4、n2三种主要成分，可使后续的分离过程简化，提高分离效率。通过甲烷化反应将CO、CO2变成了CH4，根据原料焦炉气组分含量不同，可增加CH4产量约40%〜60%。甲烷化反应总体积缩小的反应，增加反应压力有利于反应进行；同时，由于甲烷化反应是较强的放热反应，所以较低的温度在允许的范围内，且及时有效地移出反应热是甲烷化工艺过程能够持续稳定进行下去的关键。本工序采用带循环多级甲烷化工艺方案。该工艺通过多级反应，分散甲烷化反应放出的热量，同时通过甲烷化后反应气的循环进而控制进入甲烷化反应器的原料气中CO和CO2的浓度，有效控制温升。在一二段甲烷化反应中，为了控制升温和减少催化剂积碳，在原料气中添加了一定量的工艺蒸汽。合适的汽气比是保证甲烷化反应顺利进行的必要条件，较大的汽气比可有效防止析碳反应发生，消除积碳。蒸汽量越大，越能抑制有害的析碳反应，避免催化剂积碳造成的不良影响，但过大的蒸汽量一方面不利于甲烷化反应的进行，同时还增大了系统的负荷，在经济上很不合理。正常操作中控制汽气比Nh2o/n原料气为0.1〜0.15，当循环气压缩机出现故障或其它原因引起的甲烷化反应器超温的情况下可增大汽气比Nh2o/n原料气至0.5以上，以保证甲烷化反应器中的最高温度处于可控制范围之内。三、工艺流程说明1、气体流程来自411900焦炉气深度净化工序的净化焦炉气按比例要求分成两路，分别去甲烷化一段反应器（R3101）和甲烷化二段反应器(R3102)。(一段进气比例0.25-0.45、二段进气比例0.75—0.6)去甲烷化一段反应器R3101的净化焦炉气首先在气气混合器(V3101)与循环压缩机增压过来的循环气混合该混合气经一段预热器(E3101)加热后，温度升至$250°C，与蒸汽分水器(V3102)来的工艺蒸汽混合，经一段开工电加热器(E3115)加热(如需要)后,混合气温度升至250〜300C，进入R3101发生甲烷化反应。从R3101出来的高温反应气(温度〜505C)首先经一段蒸汽发生器(E3102)副产2.5MPa饱和蒸汽后，温度降至360〜400C，再进入汽包给水加热器II(E3103)预热汽包给水，然后与从V3101前来的去R3102的净化焦炉气混合，该混合气经二段开工电加热器(E3116)加热后，混合气温度控制在250〜300C，进入R3102继续进行甲烷化反应。来自R3102出口的高温气体(温度〜505C)首先经二段蒸汽发生器(E3104)副产蒸汽，温度降至〜360C,然后进入三段加热器(E3105)预热进三段甲烷化反应器(R3103)的工艺气。从三段加热器(E3105)出来的气体去脱盐去E3101一段预热器换热来提高一段气体的温度，从一段预热器出来进入E3106汽包给水加热器I加热汽包的脱盐水然后进入脱盐水水预热器(E3107)回收热量，然后分成两路。一部分气体经甲烷化水冷气I(E3108)冷却至W40C，经气液分离器I(V3104)分离冷凝水后再依次经三段预热器II(E3110B)、三段预热器I(E3110A)和三段加热器(E3105)加热后，温度升至280〜350C进入三段甲烷化反应器(R3103)；另一股气体经甲烷化水冷器II(E3109)冷却至W60°C，经气液分离器II(V3105)分离冷凝水后去412200压缩工序(循环气压缩部分)，经循环气压缩机(C2201AB)增压后返回甲烷化工序作为循环气，进入下一循环。本工序分离掉的工艺冷凝液，经过收集进入汽提塔脱除CO2、CH4等溶解的气体成分后，用做循环水站的补充水，若分析合格或可送脱盐水站处理后作为原水。去循环气压缩机加压的循环气量根据焦炉气中CO和CO2的含量和甲烷化反应器床层温度控制要求进行调整。2、 汽包给水流程脱盐水站用泵增压后由管道DNW3101-80送来的脱盐水经脱盐水预热器E3107预热后进入真空热力除氧器脱除氧后由汽包给水泵加压后送到E3106汽包给水加热器I升温后到汽包给水加热器IIE3103进一步提温后由V3103液位自控调节阀控制进入汽包V3103。为调节汽包内水PH值，来自磷酸盐站的氨水和磷酸盐经泵加压后与给水管道相通，送入V3103.3、 气体和排污闪蒸流程第一蒸汽发生器、第二蒸汽发生器、汽包V3103的排污经管线BD3101-40、BD3102-40和BD3103-50进入排污水闪蒸罐，闪蒸的蒸汽经LS3108-50管道并入低压蒸汽管网，下部污水经排污水冷却器降温后送入污水管网。E3106汽包给水加热器I气相排污PC3102-40、E3107脱盐水预热器气相排污PC3103-40、甲烷化三段预热器E3110AB排污PC3104AB-40，气液分离器V3104、V3105、V3106排污PC3106-40、E3108甲烷化水冷却器气相排污PC3105-40、E3109、E3111气相排污PC3107-40和PC3109-40汇入总管PC3100-50进入E3112冷凝液换热器与来自气提水输送泵来的液体换热后，经PC3111-50从上部进入气提塔，气体从上部经VT3107-80管道放空，液体从下部经气提水输送泵加压冷凝液E3112换热后送到冷凝液冷凝器降温后送入循环水系统。四、开车前的准备1、 开车前的检查和准备在甲烷化反应器内衬施工完毕后，对其进行检查，内容包括检查设备内壁、拱的砌筑质量（要求无明显裂痕）以及热电偶、压力表等，最后清除内部的杂物。确认工艺设备和工艺管道已全部安装并检验合格，系统管道的试压、吹扫和试漏已合格。仪表、电器已全部安装并检验合格。安全阀已调校完毕。气、水、蒸汽系统等各公用工程系统完成吹扫、气密性试验、气压试验，并经检验合格。各公用工程系统能连续正常供水、电、水蒸气、氮气、仪表空气等。按流程图对管线、仪表等进行全面检查，再次确认安装合格、无误。各试车所需要的专用工具以及记录报表已备好待用。2、 烘炉烘炉的目的：逸出一、二段甲烷化反应器耐火材料衬里中的游离水和结晶水。在烘炉前，一段蒸汽发生器、二段蒸汽发生器和一段甲烷化反应器、二段甲烷化反应器进口管道、出口短管暂不安装，以便烘炉时设置临时烟道和临时烟囱。通常耐火材料中的自由水分在150°C可逐渐蒸发带走，烘炉的温度不会超过550C。烘炉需具备的条件烘炉应具备的条件如下：甲烷化一、二段反应器内衬施工完毕，且已保护48~72小时以上、无明显裂痕；已清除杂物并封炉；仪表调校合格；临时烘炉管线安装完毕；报表、烘炉曲线、点火工具备齐。临时烘炉管线流程设置需满足烘炉的热空气流程如下图所示：a一段甲烷化反应器热空气流程如下：b、二段甲烷化反应器热空气流程如下烘炉时以天燃气（或液化天然气，二甲醚等；不能采用焦炉气）为燃料，在点燃烧嘴之前，要取样分析炉膛内可燃气体成分在不产生爆炸的安全浓度以下才可以进行点火，再开燃料气阀门。在烘炉过程中，要严密检测反应器内温度，以免超温。整个烘炉过程中，需要足够的空气来将砖和耐火材料的水分带走，烘炉期间还应对热电偶进行校验和调整。建议：烘炉前内衬至少养护47~72小时。烘炉后待炉降温至常温后，人进入炉内检查烘炉情况，确保耐火材料无重大裂纹。甲烷化一段反应器和甲烷化二段反应器的烘炉操作详见（甲烷化一段反应器和甲烷化二段反应器施工说明），烘炉时温升速度须严格按照衬里厂家提供的升温曲线进行。3、 煮炉对新安装的蒸汽发生系统进行煮炉的目的是清除蒸汽发生系统在安装过程中受热面内部产生的锈、垢、油质等，以免污染运行的水质。对新安装和运行一段时间有结垢的蒸汽发生系统都要进行煮炉。煮炉建议单独进行，但在条件具备时也可安排与甲烷化催化剂的氮气循环升温同时进行。一般煮炉分为三个步骤：碱洗、酸洗、及钝化。3.1碱洗碱洗采用热氢氧化钠水溶液，还可加入磷酸三钠及表面活性剂加强清洗效果，加入硝酸钠防碱脆。碱洗的目的是除去设备出厂时带来的油脂，同时对硅化物及铁锈也可除去一部分，由于温度的变化可使水垢松动而落下。碱液的配制和加药方法如下：A、 加药量：保证每lm3的水分含约5Kg的磷酸三钠、约5Kg的氢氧化钠。汽包给水总量为汽包（按淹没汽包分离内件高度下的水容积来计算）、一段蒸汽发生器、二段蒸汽发生器、上升管及下降管的总容积。B、 药液配置：将NaOH和Na3PO4在配液箱内配置成20%的溶液。C、 使用临时加液的离心泵将配好的碱液通过汽包人孔或其他临时管线打入系统中（不可直接加入固碱）。加药时，汽包液位应保持最低水位，用药量一次加完。D、 补充水至汽包的最高液位，至淹没汽包分离内件高度。3.2酸洗酸洗的目的是洗去表面上的铁锈及其它杂质如碳酸钙、硅酸钙

等，可使用盐酸或柠檬酸铵溶液，同时加入缓蚀剂以防止金属铁表面

受到酸腐蚀，加入氟化氢胺（NH4HF2）,可溶解硅化合物。3.3钝化钝化是加入联氨将除去铁锈的金属表面生成一层钝化薄膜，通过钝化膜隔离空气起到防腐效果。钝化后的设备、管道即使与大气接触也不至于很快氧化，钝化膜呈蓝青色。酸洗和钝化操作需在专业人员指导下进行。每步清洗操作都应保证每一条管线及管件都接触到液体，为保证足够的流速，可分为几个系统逐次进行。清洗时对溶液浓度、温度、时间以及清洗后清水冲净都应制订规定。如果酸洗时间过长、温度过高会使设备本体受到腐蚀，必须注意。3.4煮炉要求药液加入蒸汽发生系统、建立汽包高液位后可开始煮炉，并保持汽包的最高水位。点起微火，逐渐使炉水沸腾，产生的蒸汽经过汽包放空管线放出。3.4.2煮炉时间及压力要求A、 加药后，当汽包升压至0.3.〜0.4MPa左右，要保持4h；并在此压力下煮炉12h.B、 继续升压，当汽包升压至〜1.25MPa时，煮炉12h，并注意蒸汽发生系统的运行情况。C、 继续升压，当汽包升至〜1.85MPa时，煮炉12h。如发现问题，待降压后再作处理。D、 降压至0.3~0.4MPa时，保持压力，煮炉4h.3.4.3取样化验，排污和清洗检查A、 在煮炉期间应不断地进行炉水取样化验，取样可从汽包和蒸汽发生器排污处取样，监视炉水碱度及磷酸根的变化，如炉水碱度低于45mol/L时，应补药。B、 煮炉结束后，应进行换水，并冲洗药液接触过的管路和阀门。卸开人孔门、手孔盖、清洗汽包和蒸汽发生器内部，检查管路、阀门有无堵塞，蒸汽发生系统内表面有无锈迹。残留的沉淀物要彻底清除。必须注意：煮炉后若不马上开车，要将蒸汽发生器里的水充分排净并充氮保护，系统压力维持在0.3MPa以上。由于煮炉时采用高液位，浓碱度可附着在汽包内件上，造成蒸汽品质不符合工艺蒸汽要求，故本装置强烈建议煮炉安排在甲烷化一段、二段反应器的氮气升温前进行，以便煮炉后对蒸汽发生系统进行彻底清洗。4、 甲烷化催化剂的装填催化剂的装填质量，要选择晴朗天气，并避开油污、灰尘及化学物质的污染。确认甲烷化反应器质量合格，内部干燥，无其它杂物，热电偶保护套管完好，核实支撑剂（或同类耐火球填料，下同）、催化剂数量、规格及型号无误，并在炉内壁标出支撑剂、丝网、篦子板和催化剂的装填线。4.3将催化剂用1.5*1.5mm的筛网仔细过筛，除去运输过程中产生的粉尘和碎片。4.4首先向炉底装PM50的支撑剂至预定高度，其上在装PM30的支撑剂和PM10支撑剂至预定高度，然后装催化剂。4.5将催化剂吊至炉顶，缓慢的倒入接有帆布口袋的漏斗或溜槽中，催化剂从帆布袋口流入炉内。炉内需有人手握帆布袋口不断移动下料口位置，使催化剂面水平上升，不得采用集堆后耙平的做法。催化剂自由下落高度不得超过0.6米。炉内操作人员应踩在木板上，切勿直接踩踏催化剂。4.6催化剂装好后，将表面耙平，再装入装PM30的支撑剂至预定高度。当确认催化剂装填质量合格、炉内无异物后，封炉。用空气或惰性气体吹扫至炉出口无粉尘为止。为防止反应炉内有害气体和催化剂中的粉尘对人的影响，在装填过程中入炉人员必须佩戴长管式防毒面具，并采用强制送风的保护措施。在装填过程中应抽取并在此催化剂寿命期内保留催化剂样品，以便在预期性能未达到要求时进行调查。在整个装填过程中一定要详细记录，确保装填记录的完整准确整齐。具体参见催化剂供货商提供的甲烷化催化剂装填方案及其它相关资料，且装填应在催化剂供货商技术人员的指导下进行。装填催化剂的注意事项在装填催化剂时，须检查所有相连管线上阀门处于关闭状态，并采用盲板盲断，确保工艺气、氮气等不会进入器内，以确保进入器内操作人员的安全。当操作人员进入器内等限制性空间时，须派人监护。五、开车1、开车前的确认在甲烷化工序开车前，须再次对系统进行检查，确认所有阀门处于安全开车位置；按要求插上或卸下有关盲板；所有人孔、手孔均关闭；自控仪表正常；动力设备试车运转正常；水、电、气、汽等公用工程供应正常；除氧器、汽包、分离器等已建立正常液位；操作报表已准备齐全。2、氮气置换及氮气循环线路2.1氮气置换由于空气与焦炉气等工艺气混合可形成爆炸性混合物，故所有工艺气路的管线、设备均应用氮气吹净、置换，以除去其中的氧气。在甲烷化工序开车前，需要用氮气对甲烷化工序工艺气系统和循环气压缩机工艺气系统进行置换。置换采取充压至0.5MPa左右在卸压至微正压的方法，反复多次直至系统内多个取样点取样分析系统氧含量均W0.2%即为合格。2.2氮气循环线路甲烷化工序是一封闭的连续系统，甲烷化催化剂的开车升温、超精净化剂催化剂的升温还原过程中都需要用循环氮气做载气，所以设置了氮气循环回路。甲烷化反应器氮气循环线路由总管来的氮气，经过循环气入口缓冲罐V2201进入系统。氮气经过循环气压缩机C2201AB加压、出口缓冲罐V2202进入甲烷化工序的气气混合器V3101，再经一段预热器E3101（在开车初期，当管程温度较低时，压缩后的循环氮气可走旁路）和一段开工电加热器E3115加热，再进入甲烷化一段反应器R3101、一段蒸汽发生器E3102出来的气体走加氢加热器E3103的旁路进入二段开工电加热器E3116加热，在进入甲烷化二段反应器R3102、二段蒸汽发生器E3104，出来的气体再经三段加热器E3105（或PG3135）、一段预热器E3101、汽包给水预热器E3106、脱盐水预热器E3107、甲烷化水冷器IIE3109、气液分离器IIV3105，最后返回V2201进行再次循环。甲烷化三段反应器循环氮气由二段开工电加热器E3116加热后的气体分流，由N3102进入甲烷化三段反应器R3103,出来的气体经过三段预热器IE3110A、三段预热器IIE3110B、甲烷化水冷器IIIE3111、气液分离器IIIV3106后，与来自气液分离器IIV3105的氮气汇合，最后返回循环气入口缓冲罐V2201再次加压进行循环。在此过程中，甲烷化一段反应器和甲烷化二段反应器、甲烷化三段反应器氮气循环线路是串联过程；甲烷化二段反应器和甲烷化三段反应器氮气循环线路是并联过程。按照以上路线氮气循环时，PV31502调节阀应处于打开状态，并根据一段反应器和甲烷化二段反应器的空速要求FV31102可能有一定的开度。甲烷化反应器升温的氮气循环流程如下图所示：

甲烷化催化剂的升温操作详见催化剂供货商提供的（催化剂使用手册）。3、甲烷化催化剂的升温和蒸汽发生系统开车3.1冷氮循环在系统置换合格后，按照4.2.2节甲烷化反应器升温的氮气循环线路，启动循环气压缩机C2201AB，按照一、二、三段甲烷化反应器氮气循环线路建立系统的冷氮循环，各反应器空速控制在为$500h-l之间，系统压力维持在0.5〜0.8MPa之间。甲烷化催化剂的升温甲烷化催化剂的升温需要在超精净化剂的升温、还原完成，并在深度净化工序操作正常、出口净化指标基本合格的情况下进行。甲烷化催化剂的升温步骤如下：检查、确认甲烷化系统在冷氮循环时，设备、管道、仪表和公用工程供应等均正常，可进入升温阶段。开启一段开工电加热器E3115和二段开工电加热器E3116，采用氮气循环升温，按照一、二段甲烷化反应器升温的氮气循环流程控制升温速率$500h-l,从常温升至各反应器出口温度约300〜350°C、床层上部和下部的温差不大于10C，恒温待用。在甲烷化二段反应器升温的同时，分流一部分气体（保证三段甲烷化反应器空速在$500h-l之间）进入甲烷化三段反应器、按照甲烷化三段反应器氮气循环线路进行升温，控制升温速率$50C/h（以反应器床层最上层温度为准），升温空速为上500h-1,从常温升至各反应器出口温度约350°C、床层上部和下部的温差不大于10°C,恒温待用。三段反应器升温达到要求后可将三段切除，一、二段反应器循环管路继续升温达到要求,升温线路可根据一、二段循环作一定的调整。324在甲烷化催化剂升温后期，逐步升高汽包压力至l.OMPa左右，床层恒温,准备接受焦炉气。甲烷化催化剂升温注意事项3.3.1升温速度一般不要超过50C/h,反应器入口气与催化剂床层上部的温差不得超过100C，较慢的升温速度对催化剂和甲烷化反应器炉体耐火材料都是必须的。定时分析循环气组成，氮气中的氧含量不得大于0.2%，系统压力0.5~0.8MPa。3.3.3在升温时，尽量保持各反应器中氮气空速上500h-l,以保证气流分布均匀、升温均匀。升温过程中一般不允许加入蒸汽。如具备条件，安排氮气升温与煮炉同时进行，在升温过程中，升温速率既要考虑满足催化剂升温要求，还需要兼顾煮炉温度要求和蒸汽发生系统的恒温要求。具体的升温操作详见催化剂供货商的催化剂升温方案或相关技术资料，且升温操作须在催化剂供货商技术人员的指导下进行。蒸汽发生系统开车本装置蒸汽发生系统煮炉结束后，还应进行一下操作：首先开启汽包排污阀，将汽包液位降至地位，开汽包给水泵向汽包大量注水，至高位时加大汽包排污，反复置换汽包内炉水，并冲洗汽包内件。3.4.2重复上述步骤，至汽包炉水和蒸汽分析合格，PH值不超标。建立汽包正常液位，打开汽包的就地放空阀，关闭汽包的出汽阀和排污阀。随着循环氮气温度升高，汽包开始有蒸汽产出。此时关闭汽包的就地放空阀，提高汽包压力。3.4.5随着循环氮气温度升温，蒸汽温度的提高，蒸汽压力达0.2MPa时，检查汽包和蒸汽发生器各部分有无泄漏，并拧紧液面计、人孔等处螺栓。蒸汽发生器可先在0.3〜0.5MPa的较低压力下建立炉水循环，并保持低压运行一段时间，此期间，要检查就地液位计和液位控制器、冲洗压力表存水弯管。压力达0.35mpa时，进行汽包的短期排污，排污量以液位下降100mm为好，汽包的压力提至0.8MPa时需再次排污。3.4.6将汽包压力提到0.8MPa操作压力,缓慢打开汽包出口阀向中压蒸汽总管网并送汽，并汽后蒸汽发生器开始正常运行。在升温结束准备投料前，须根据甲烷化催化剂系统要求将汽包压力逐渐提到2.5MPa，确保蒸汽系统压力高于工艺气压力。任何情况下，炉内水位不能超出最低和最高水位线；正常水位波动不能超过正常水位线的+50mmo开车出期要经常分析汽包给水和炉水的水质。如氮气升温与煮炉同时进行，煮炉后一定要加大排污将蒸汽发生系统内的碱液清洗干净，以免影响工艺蒸汽品质，造成甲烷化催化剂的性能下降。4、 甲烷化反应器的投料甲烷化反应器投焦炉气的条件一、二、三段甲烷化反应器床层温度已达到300〜350°C，关闭恒温待用。深度净化工序操作正常、出口气体的净化指标合格。4.1.3投料初期汽包压力稳定在1.0MPa以上,确保蒸汽系统压力高于工艺气压力。设备、仪表等处于正常状态。循环气压缩机正常运行。甲烷化反应器的投料步骤检查各甲烷化反应器的温度如反应器温度降至要求的温度以下，则继续加热直至满足要求。4.2.2当三段甲烷化反应器出口温度至350C，关闭该反应器的进、出口阀；关闭PV31502阀组和PG3137双阀，将三段甲烷化反应器系统与热氮循环系统隔离开来，R3103准备接受原料气。4.2.3缓慢调节循环气量至正常操作值的70%,按照W50C/h的降温速率将一、二段甲烷化反应器的床层温度降低至〜300C,床层上部和下部的温差不大于10C。4.2.4再次确认净化焦炉气总硫含量W0.05ppm。4.2.5开启FV31103阀组前排液阀，暖管排冷凝水，准备向系统内投入工艺蒸汽和焦炉气。两种工艺介质的首次加入量为：工艺蒸汽量为正常负荷的30%,焦炉气量(FRQ-31101)为正常负荷的10%。投料时先引入工艺蒸汽，然后及时(15分钟内)补入焦炉气。加入焦炉气时，需逐渐开启焦炉气进气阀，并同时维持正常操作时的比列分配。观察甲烷化一、二段反应器的温升，如温升过快可减小新鲜焦炉气的加入量，确保两反应器不超温、各操作参数正常。在此负荷下，将一、二段甲烷化系统联通运行8~12小时，并对系统设备、仪表等进行检查，确认一切正常。系统逐渐提高负荷时，压力将随之逐渐提高，故在投焦炉气后，需手动调节VT3103b的放空容量，保持系统的循环气量满足要求的前提下，稳定系统压力在0.5〜0.8MPa。同时根据一、二段甲烷化反应器出口气体的组分分析数据，调整一、二段甲烷化反应器的新鲜气分配比列和循环气量。4.2.9分数次逐步增大工艺蒸汽量至正常操作值的50%。4.2.10分数次再逐步开大PG3101工艺气进气阀，使其FRQ-31101为操作值的30%，观察一、二段甲烷化反应器的温升，当其温升较快时，适当增大循环气量、工艺蒸汽两或降低新鲜焦炉气的加入量，确保两反应器不超温、各操作参数正常。4.2.11手动调节增大VT3103b的放空量，稳定系统压力在0.5~0.8MPa，保持系统的循环气量满足要求。4.2.12分数次逐步增大工艺蒸汽量至正常操作值的70%。4.2.13分数次在逐步开大PG3101工艺气进气阀，使其FRQ-31101为操作值的50%，观察一、二段甲烷化反应器的温升，当其温升较快时，适当增大循环气量、工艺蒸汽两或降低新鲜焦炉气的加入量，确保两反应器不超温、各操作参数正常。4.2.14从AP-31511取样分析二段甲烷化反应器的出口气体成分，当其CO+CO2V0.5%，满足甲烷化三段反应器进口要求时，准备向三段甲烷化反应器投工艺气。4.2.15开启三段甲烷化反应器的进、出口阀；逐步关小VT3103b放空量的同时，逐步开启PV31502阀组，向三段甲烷化反应器投入工艺气，观察三段甲烷化反应器的温升。4.2.16调节PV-31501，在保持系统的循环气量满足要求的前提下，稳定系统压力在0.5~0.8MPa。4.2.17维持上述操作，对系统进行检查，确认一切正常。4.2.18在上述提高负荷的同时，需调节PV-31501，在保持系统的循环气量满足要求的前提下，将PICA-31501系统压力由0.5〜0.8MPa升至〜1.2MPa，提压速度为0.2〜0.5MPa/h。分数次逐步调节加大循环气量至正常操作值的90%，逐步增大工艺蒸汽量至正常操作值的100%。分数次再逐步开大PG3101工艺气进气阀，使其FRQ-31101为操作值的75%，观察一、二、三段甲烷化反应器的温升，当其温升较快时，适当增大循环气量、工艺气蒸汽两或降低新鲜焦炉气的加入量，确保反应器不超温、各操作参数正常。4221在上述提高负荷的同时，需调节PV-31501，在保持系统的循环气量满足要求的前提下，将PICA-31501系统压力逐步由1.2MPa升至〜1.7MPa,提压速度为0.2〜0.5MPa/h。4.2.22分数逐步调节加大循环气量至正常操作值的100%。4.2.23分数次再逐步开大PG3101工艺气进气阀，使其FRQ-31101为操作值的100%，观察一、二、三段甲烷化反应器的温升，当其温升较快时，适当增大循环气量、工艺蒸汽量或降低新鲜焦炉气的加入量，确保各反应器不超温、相关操作参数正常。装置按照上述步骤进入正常生产，并准备向下工序提供富甲烷气。5、甲烷化系统提量提压注意事项提高过程中，原料应稳步提高，建议控制系统提量提压速度，严防脉冲进料及负荷分布不均，每次提量应先提循环气量和工艺蒸汽量，稳定后在提原料气量。每增加10%的焦炉气原料量后要暂停提量，观察系统的工艺参数变化情况，待稳定运行一段时间后在逐步提量。为了延长催化剂使用寿命，应保持温度、压力、汽气比等各操作参数的平稳，减少开停车次数和催化剂反复升、降温次数。不允许瞬间大幅度降压或升压，注意系统压差变化，工况改变或操作异常时，注意测定各反应器出口气体成分改变，当二段出口气体不满足三段进料要求时，应将甲烷化三段反应器隔离，以避免发生超温事故。气样分析要准确，每一阶段结束前，都应进行几次对比分析，避免由于分析误差造成的失误。为确保安全运行，严禁在工艺蒸汽中断或循环气量不满足要求的条件下进料，否则可能造成催化剂超温、设备损坏等无法挽回的损失。建议系统在50%低负荷下打通后续流程并稳定运行一段时间后，在根据装置运行情况逐步提负荷转入正常运行。6、 再开车短期停车后的再开车甲烷化装置正常运行时所有工艺运行参数均在联锁允许范围内运行，当因联锁保护发生装置跳车时，如果能够确定跳车原因并能尽快解决问题，则装置不需要进行泄压及N2吹扫即可重新启动，恢复开车。恢复开车步骤如下：启动/调节循环气压缩机和两开工电加热器，建立系统热气循环。至各甲烷化反应器催化剂床层温度达到规定操作指标时，按照甲烷化反应器的投料步骤进行投料。逐渐将各指标调节到停车前的正常操作水平。待各项指标稳定后，切换至自动控制状态。长期停车后的再开车长期停车期间，甲烷化系统是用纯氮置换后充压保护的。长期停车后的再开车，与原始开车投料的操作相同，且由于系统处于冷态，仍需要用氮气循环重新升温，待各反应器温度和汽包压力达到规定操作指标时，即可按第一次开车的步骤投入焦炉气，慢慢将系统各项指标调至正常值，稳定后切换至自动操作状态。六、正常操作控制指标1、操作指标1、1主要预期正常操作指标1.1.1压力序号位号仪表用途压力（MPa）1PI3101焦炉气压力2.25/2.152PI3102原料气压力2.25/2.103PI3103一段电加热器出口压力2.25/2.104PI3104一段反应器出口压力2.25/2.045pdRA31101一段反应器进出口压差60kpa6PI31105中压蒸汽压力2.57PI31201进二段反应器压力2.25/1.998PI31202二段反应器出口压力2.25/1.939PdRA31201二段反应器进出口压差60kpa10PI31301进三段反应器压力2.0/1.7711PICA31302汽包压力2.512PICA31303中压蒸汽总管压力2.513PI31401脱盐水预热器出口压力2.25/1.9514PI31402三段反应器出口压力2.0/1.83

15PdRA31401三段反应器进出口压差40kpa16PISA31501气液分离器III出口压力2.0/1.7217PI31601气提塔压力0.218PIC31701除氧器压力0.0119PICA31304低压蒸汽总管压力0.6/0.520PI31703排污水闪蒸罐压力0.521PI31704AB汽包给水泵出口压力3.222PIA31705汽包给水总管压力3.181.1.2温度序号位号仪表用途温度（°C）1TI31101净化焦炉气温度220/1702TICA31103一段入口原料气温度3053TRSA31104A〜J一段反应器温度580/300〜5054TIC31201一段蒸汽发生器出口温度370/3055TICA31202进二段反应器温度300.2/250.26TRSA31203A~J二段反应器温度580/300~5057TI31204AB二段反应器出口温度580/5058TICA31301二段蒸汽发生器出口温度360/3039TICA31303进三段反应器温度300/28010TRA31407A〜E三段反应器温度400/28011TI31304汽包温度22512TI31305低压蒸汽温度165/159

13TI31402汽包给水温度20014TI31405预热脱盐水温度8015TI31408三段反应器出口温度380/33016TI31701除氧器水箱温度1041.1.3流量序号位号仪表用途参数1FRQ31101原料气42980Nm3/h2FRCQ31102进一段原料气17075Nm3/h3FRC31103工艺蒸汽2030〜5000kg/h4FRC31301汽包产中压蒸汽18050kg/h5FI31402二段反应器71234Nm3/h6FR31501循环气36145Nm3/h7FIC31601低压蒸汽500kg/h8FICAQ31302汽包给水19.9m3/h9RFQ31303低压蒸汽7500kg/h10FI31401脱盐水18.2m3/h11FR31201开工循环氮气3520Nm3/h1.1.4液位序号位号仪表用途参数1LICA31301A〜CV3103汽包液位40%〜60%2LICA31401E3107脱盐水预热器液位20%〜80%3LICA31402E3108甲烷化水冷器I液位20%~80%

4LICA31403V3104气液分离器I液位20%〜80%5LICA31501E3109甲烷化水冷器II液位20%〜80%6LICA31502V3105气液分离器II液位20%〜80%7LICA31503E3111甲烷化水冷器III液位20%〜80%8LICA31504V3106气液分离器III液位20%〜80%9LICA31601T3101气提塔液位20%〜80%10LICA31701V3107除氧器水箱液位20%~80%11LICA31702V3108排污水闪蒸罐液位20%~80%1.1.5组份序号样品名称组分（V%）1一段反应入口混合气CO：3.07%；CO2：1.45%；H2：35.29%：N2：7.68%；CH4:46.15%；CnHm：0.69%；H2O：5.68%2一段出口CO：0.168%；CO2：0.439%；H2；23.5%；H2：8.34%；CH4：55.804；CnHm：0.15%；H2O：11.598%3循环气CO:0.2391%；CO2:0.7411%；H2:27.177%：N2：9.2164%；CH4：61.3232%；CnHm：1.181%；H2O：1.1224%4富甲烷气CO：~0%；CO2：~0%；H2：24.581%：N2：9.6392%；CH4：65.1563%；CnHm：0.1892%；H2O：0.4236%

5脱盐水PH(25°C)8.5〜9.2，硬度(umol/l)W3,铁ug/lW10,油mg/lWl6除氧水PH(25C)8.5〜9.2，硬度(umol/l)W3,溶解氧ug/1W15，铁ug/1W50,铜ug/1W10,油ug/lW17汽包炉水PH(25C)9~11,PO43-(mg/l)5~158磷酸盐溶液浓度3%9氨水浓度5%备注：以上数据是设计值，当原料气组成发生较大情况下，实际的操作指标会有变动。1.2、报警1.2.1压力序号位号仪表用途报警值(MPa)1PdRA31101一段反应器进出口差压H：60kpa2PdRA31201二段反应器进出口差压H：60kpa3PICA31302汽包压力H：2.64PICA31303中压蒸汽总管压力H：2.555PdRA31401三段反应器进出口差压H：40kpa6PICA31501气液分离器III出口压力H：2.1/L:1.77PIA31705汽包给水总管压力L：2.561.2.2温度序号位号仪表用途报警值(C)

1TICA31103一段入口原料气温度H：3102TRSA31104A〜J一段反应器出口温度HHH: 560/HH:540/H:5153TICA31202进二段反应器温度H：3104TRSA31203A〜J二段反应器温度HHH:560/HH:540/H：5155TICA31301二段蒸汽发生器出口温度H：380/L：2806TICA31303进三段反应器温度H：320/L:2707TRA31407A〜E三段反应器温度H：380/HH：4001.2.3液位序号位号仪表用途报警值1LICA31301A〜CV3103汽包液位L：40%,H：60%2LICA31401E3107脱盐水预热器液位L:20%H：80%3LICA31402E3108甲烷化水冷器I液位L:20%H：80%4LICA31403V3104气液分离器I液位L:20%H：80%5LICA31501E3109甲烷化水冷器II液位L:20%H：80%6LICA31502V3105气液分离器II液位L:20%H：80%7LICA31503E3111甲烷化水冷器IIIL:20%H：80%

液位8LICA31504V3106气液分离器III液位L:20%H：80%9LICA31601T3101气提塔液位L:20%H：80%10LICA31701V3107除氧器水箱液位L:50%,H：85%11LICA31702V3108排污水闪蒸罐液位L:20%H：85%1.3、主要分析项目表6-4主要分析项目表取样点位号物料名称组份指标备注AP/031151净化焦炉气CO7%〜10%1~2班CO22%~5%H250%〜60%CH420%〜30%N23%~6%总硫0.05ppmAP/031152混合原料气CO2%~4%1~2次/班CO21%~3%H240%~50%CH440%~50%N24%~6%AP/031251一段出口CO0.01%〜0.5%1~2次/班

反应器CO20.05%〜0.5%H230%〜50%CH450%〜60%N25%~8%AP/031551循环气CO0.01%〜0.5%1~2次/班CO20.05%〜0.5%H240%~50%CH450%~60%N25%~8%AP/031552富甲烷气COW10ppm1~2次/班CO2W50ppmH225%~40%CH450%~60%N25%~8%AP/031351AB汽包连续、间歇排污pH(25°C)10~111~2次/班PO43-15〜20mg/L电导率(25C)5〜15us/cm总溶固体400〜600ppmAP/031651汽提后冷PH(25C〜71~2次/班

凝水常规水质分析AP/031751脱氧水PH(25°C8.5〜9.21~2次/班硬度W3umol/1溶解氧W15ug/l铁W50ug/1铜W10ug/l油Wlmg/1AP/03185磷酸盐溶液磷酸盐1%〜5%不定期AP/031852稀氨水NH31%〜5%不定期注：系统置换、开工时相关分析点的氧、氢等组分含量分析根据具体需要进行。2、 正常维护及注意事项一段汽气比的控制装置正常生产时，为了抑制甲烷化反应的过程温升、减少甲烷化的副反应，避免催化剂因产生析碳而活性衰退，要求系统中引进一定量的工艺蒸汽。根据CNJ-5a甲烷化催化剂性能要求，汽气比（进甲烷化一段反应器的水与净化焦炉干气量的物质的量之比）为0.1~0.15。一、二段焦炉气分配比列比列的控制本装置的甲烷化工序采用带循环的分段甲烷化工艺：净化后的焦炉气分两部分，分别去甲烷化一段反应器和甲烷化二段反应器。由于甲烷化反应的强放热特性，进入甲烷化一段反应器和甲烷化二段反应器的净化焦炉气比列有严格要求，DCS系统已设有该参数的调节控制措施。若该参数设置不合理，轻微时影响工序的热量平衡，导致有关温度控制参数偏离正常值，严重时工序出口气体指标不合格，甚至系统超温，造成事故。根据业主提供的焦炉气组成，本装置的一、二段原料气量分配比例为：一段原料气量/原料气总量~0.38，该分配比例设计值为0.25~0.5，在操作过程中，该比列数值需根据实际的焦炉气组成、甲烷化各段催化剂活性情况作相应适当调整。2.3循环气量的控制前文已有叙述，本装置的甲烷化工序采用带循环的分段甲烷化工艺。通过将部分反应后工艺气经过循环气压缩机加压返回反应器入口，与净化后的焦炉气混合，降低了甲烷化反应器入口的反应物浓度，从而有效控制了反应的温升。故而甲烷化系统循环气量参数的正确和稳定也是系统安全稳定运行的关键之一。根据业主提供的设计基础资料中的焦炉气组成，本装置的循环气量计算值〜20910Nm3/h，设计中已考虑余量。在装置实际运行时，甲烷化系统的循环气量具体指标需根据实际的焦炉气组成、甲烷化各段催化剂活性情况作相应适当调整。本装置以焦炉气为原料制取液化天然气（产品为LNG）。甲烷化工序出口的富甲烷气中CO2含量过高可能造成深冷液化工序操作不正常，CO、CO2含量过高还直接导致有效产品CH4的产量降低，故维持CO、CO2含量较低的水平是有利的。设置合理的一、二段焦炉气分配比例和循环气量。其最终目的就是将富甲烷气中的CO、CO2含量控制在合理的范围，以取得安全高效生产的目的。降低系统负荷控制当一二段反应器床层超温，且无法通过调整蒸汽比例及循环气量的方法控制时，应降低来自1900#深度净化工序的原料焦炉气量。待温度正常后再逐步增加原料焦炉气量，恢复正常操作。甲烷化工序向后续工序投气操作当甲烷化工序向后续工序投料时，须缓慢送气，须先将后续干燥和脱碳工序充压至操作压力。当向深冷工序投气时，必须先通过脱碳工序压力控制阀维持系统压力，避免因向深冷工序投气造成甲烷化工序压差太大、新鲜气量加大而循环气量未跟上造成的超温。甲烷化催化剂更换为了延长催化剂使用寿命，在催化剂寿命的初期，床层温度应控制在正常许可范围内的最低温度；操作中尽可能保持温度、压力、汽气比等各操作参数的平稳，减少开停车次数和催化剂反复升、降温次数。随着催化剂使用时间的延长，甲烷化催化剂活性将不断下降。必要时可适当提高催化剂的活性。当催化剂床层温度已无法进一步提高，也无法满足生产要求时，就需要更换催化剂了。催化剂的更换和卸出操作需严格按甲烷化催化剂供货商的要求进行，七、 停车根据停车原因可分为计划停车和紧急停车。1、计划停车取消全部连锁控制，保留比列控制，按顺序逐步降低原料气、蒸汽的量，减小操作负荷。蒸汽减量要慢，保证有过剩量，同时减少循环气量，但须保证各反应器不超温。在减负荷过程中，随着反应放热的减少，反应器系统温度将降低，系统需要泄压以保证工艺气在甲烷化反应器内不结露，并确保泄压速率W0.05MPa/min。1.3当系统压力降至0.9MPa时，反应器入口温度最小应为250°C（如不能维持，开启两开工电加热器加热），继续降低系统压力至0.5MPa为止，准备充入N2置换。1.4在循环气压缩机系统中充入氮气,并将超压部分气体在V310处放空，直至系统分析氮气含量为95%以上，停止电加热。继续向系统充氮，直至系统分析氮气含量为99.8%以上时，关闭系统阀门，保压待用。停车过程中气量逐渐减小，汽包产量将逐渐下降。此时需减少汽包的给水量，维持汽包水位略高于正常水位，停止向外输出蒸汽，打开放空阀排气泄压，汽包压力逐渐降至常压，炉水温度下降到70C左右，停止供水，待蒸汽发生系统停车结束后排净全部炉水，充氮保护。2、 紧急停车2.1紧急停车的原因在发生突发性事故或无法拖延情况下，为保护设备、催化剂和防止事故扩大而采取的措施称紧急停车，紧急停车时要求操作人员头脑清醒、判断准确，停车过程中一定要保护好催化剂，保护好设备，尤其是甲烷化反应器、蒸汽发生器等。凡遇下列情况之一，均需要紧急停车：冷却水、汽包给水、电、仪表空气任何一项中断2.1.2甲烷化反应器温度超温。2.1.3循环气压缩机故障停车。2.1.4原料气供应中断。2.1.5由于其它相关联工序的事故而引起本工序必须紧急停车时。2.2紧急停车的步骤立即关闭焦炉气的进气阀切断原料气，确保甲烷化催化剂的安全。2.2.2迅速切断去三段的工艺气，关闭PV-31502,以保证循环气量（在循环气压缩机无故障的情况下）。2.2.3当故障能很快消除时，紧急停车可以只停下压缩机，系统用反应气体保压。当反应器内温度快降至气体露点温度30°C时，此时需启动循环气压缩机，适当开启开工电加热器，使甲烷化反应器温度维持在停车前的水平。2.2.4当故障不能很快消除时，在按照计划停车处理。八、不正常情况及处理1、 停电及其处理断电会造成汽包给水泵、气提水送泵的停转，较长时间停电造成汽包液位偏低按紧急处理。2、停仪表空气及其处理仪表空气停止供应时，各自控调节阀处于事先设好的安全位置，操作人员要了解这些阀门的位置，并进行紧急停车处理。3、脱盐水中断及其处理脱盐水中断会造成蒸汽发生系统的缺水，联系调度恢复供水，如仍未恢复，应采取紧急停车。4、循环冷却水中断及处理循环冷却水中断影响运转设备的冷却和工艺气的冷却，联系调度恢复供水，如仍未恢复，应采取紧急停车。5、甲烷化反应器超温及其处理因循环气量偏小、一二段甲烷化反应器新鲜气量分配比例不合适、工艺蒸汽量偏小，原料气中CO+CO2含量增高甲烷化反应剧烈等原因均可引起甲烷化反应器超温报警。及时调整工艺参数，使指标恢复正常，当仍不能恢复时，须采取紧急停车措施。6、自动调节器故障及其处理自动调节器出现故障时，改为手动操作，并及时对自动调节器进行修理。7、调节阀堵塞及其处理

调节阀堵塞时，及时打开旁路，根据现场指示手动操作，并立即对调节阀进行检修或更换，如果是过滤器堵塞，则清理过滤器。8、报警及其处理听到声光报警后，看清报警位置立即进行相应处理。九、主要设备规格及参数序号位号名称规格参数备注1V3101气气混合器©1500x5880x188.3m32E3101一段预热器DN900X9075X12278.5m23E3115第开工电加热器PGQ