二次盐水操作规程.doc

新浦化学（泰兴）有限公司 四五期二次盐水操作规程本操作规程适用于新浦化学工业(泰兴)有限公司的30万T/年的二次盐水装置的操作和维护。本装置采用旭化成工艺为自然循环复极槽提供盐水，下面介绍旭化成工艺来介绍操作方法。用于生产氯碱的离子交换膜工艺中，输入盐水中Ca2+Mg2+之类的杂质含量应很少以保持离子膜的良好性能；在二次盐水精制工段中采用螯合树脂来进一步精制过滤盐水。本操作规程主要包括以下内容，具体为：1、 岗位任务及生产原理2、 主要工艺参数及操作指标3、 正常开车及操作4、 操作中异常现象、原因及处理方法5、 正常停车及操作6、 联锁介绍7、 防寒防冻措施8、 开车申请表9、 设备一览表10、 工艺流程图11、 原始记录表一、 岗位任务及生产原理1、 岗位任务 本岗位的主要任务是将来自一次盐水含有少量Ca2+Mg2+之类的杂质的粗盐水进一步精制，除去盐水中的Ca2+Mg2+及微量的重金属，以达到满足离子膜电解要求的合格盐水。2、 生产原理本工序主要采用TP-260和D-403树脂1.1 TP-260螯合树脂1.1.1结构及特征在本工序中采用的螯合树脂拜耳公司生产的TP-260树脂(4T-201AB/5T-201AB)及上海华申D-403树脂(4T-201C/5T-201C)。TP-260螯合树脂的结构(装运时为离子型)TP-260螯合树脂是交联聚苯乙烯为基础骨架、以亚氨磷酸基作为螯合基。其选择吸附金属离子的能力与EDTA相同。定量选择能力顺序如下所示:HgCuPbNiCdZnCoMnCaMgBaSrNa1.1.2理化性能骨架-大孔交联聚苯乙烯外观-不透明浅黄至黄色颗粒功能基- -CH2NHCH2PO3-结构水分- 55-65%交换容量（Na+型树脂吸附Ca2+）- 1.26eq/l（湿）湿视密度（Na+型）- 0.72-0.78g/ml湿真密度（Na+型）- 1.10-1.25g/ml渗磨圆球率- 90%膨胀率（H+ - Na+）- 45%最高允许温度（H+）- 90粒度- （0.45mm-0.85mm）95%PH操作范围- 9-121.1.3工作原理离子交换树脂塔是通过离子交换树脂对盐水进行二次精制的。树脂塔内树脂为其中为TP-260树脂；TP-260分子结构：RCH2NHCH2PO3Na2。TP-260的Na离子被金属离子取代特别是二价阳离子取代,根据以下方程式反应：2RCH2NHCH2PO3Na2 + Ca2+ （RCH2NHCH2PO3）2CaNa2 + 2Na Mg2+ Mg根据上述反应式的螯合结构可以用盐酸再生，反应方程式： （RCH2NHCH2PO3）2CaNa2 + 4HCl 2RCH2NHCH2PO3H2 + CaCl2 + 2NaCl MgNa2 MgCl2碱再生反应方程式：2RCH2NHCH2PO3H2 + 2NaOH RCH2NHCH2PO3Na2 +2H2O此时的树脂即可重新使用。1.2 D-403螯合树脂1.2.1结构及特征在本工序中采用的螯合树脂为上海申华树脂厂D-403。D-403的结构(装运时为离子型)D-403螯合树脂是苯乙烯一二乙烯基苯共聚物,并且用亚氨乙酸基作为螯合基。其选择吸附金属离子的能力与EDTA相同。定量选择能力顺序如下所示:HgCuPbNiCdZnCoMnCaMgBaSrNa1.2.2物理及化学性能1)物理性能 表面: 白色或微黄 球形 半透明 视密度: 730g/l(Na型) 含水量: 55-65 颗粒尺寸: 0.3-1.2mm 有效尺寸: 0.35-0.55mm 均匀系数: 1.6以下 耐热: 120(Na型) 80(H型) 2)化学性能离子基:具有亚氨乙酸基其对商业产品是Na型交换能力：Cu0.6mol/l-R-Na(PH4.5)以上有效PH值范围：由吸附的金属离子决定,其自身可用于所有的PH值化学稳定性:对几乎全部有机溶剂、强酸及强碱是稳定的，Na型比H型更稳定*根据吸附的金属离子和溶液的PH值确定*1.2.3工作原理离子交换树脂塔是通过离子交换树脂对盐水进行二次精制的。树脂塔内树脂为D-403树脂；D-403树脂是一种化学结构带油亚胺二乙酸基团的苯乙烯-丁二烯共聚物的螯合树脂。D-403的Na离子被金属离子取代，特别是被二价阳离子取代，根据以下方程式反应： CH2COONa CH2COO R-N +Ca2+（Mg2+） R-N Ca（Mg）+2Na+ CH2COONa CH2COO 根据上述反应式的螯合结构可以用盐酸再生，反应方程式： CH2COO CH2COOH R-N Ca（Mg）+ 2HCL R-N + Ca（Mg）CL2 CH2COO CH2COOH碱再生反应方程式： CH2COOH CH2COONa R-N +2NaOH R-N + 2H2O CH2COOH CH2COONa此时的树脂即可重新使用。1.3二次盐水精制工序概述1.3.1工艺流程 从一次盐水（4V-408）送来合格盐水进入盐水过滤贮槽，经过滤盐水泵送入盐水换热器与脱氯淡盐水交换热后将过滤盐水温度升高至55-65再进人树脂塔，从树脂塔出来的合格盐水经过树脂捕集器后进入盐水高位槽用于电槽的开车用盐水。经膜过滤后盐水中的钙镁离子含量与过滤前降低了，但还有部分没有滤掉的碳酸钙和氢氧化镁微粒，氢氧化镁微粒溶解的PH值为10.5,碳酸钙溶解PH值为9.4。由于盐水PH值为10.5时，这些微粒无法溶解。螯合树脂只能交换吸附钙镁离子，而不能交换碳酸钙和氢氧化镁分子，会造成二次盐水中钙镁离子超标，为了杜绝这种现象，有两种方法解决：1. 选择0.45-0.85mm粒径的螯合树脂，基本可以过滤掉大部分碳酸钙和氢氧化镁微粒，如果树脂层够高，流速不过快，再生操作合格，三塔两运行，可以使钙镁离子达标。2. 添加适量的盐酸降低PH值，使碳酸钙和氢氧化镁微粒完全溶解，而被螯合树脂交换吸附。PH应调到90.5。如果过滤器先进，过滤后不含碳酸钙和氢氧化镁微粒，无加酸调节PH值工序，在PH值10.5左右情况下，二次精制后的盐水也能使钙镁离子合格。本工序采用三塔两运行，进塔盐水不加酸工艺。二、 主要工艺参数及操作指标2.1一次盐水精制指标 NaCL： 300-320g/l Ca+Mg： 3PPm SS： 1PPm Sr： 2.5PPm Fe： 1PPm CLO3-： 10g/L SO42+： 6g/l CLO-：未检测出来 温度： 605 PH：9-122.2 操作基准盐水流量10-11m3/h（h.t.NaOH）再生盐酸质量 HCL浓度 31Wt% Ca2+Mg2+ 0.3PPm Fe2+ 1PPm CLO- 60PPm再生用NaOH浓度 32wt%（电解液）纯水电阻率 1*105 cm-1 树脂塔压差 0.1MPa2.3操作指标参 数指 标盐水温度55-65盐水流量220m3/h/每套盐水PH9-12ORP200mv盐水浓度300-320g/l输入盐水中Ca2+Mg2+:的浓度3.0mg/l (以CaO计)过滤盐水中SS1ppm输出盐水中Ca2+Mg2+:的浓度20ppb(以CaO计)输出盐水中Sr2+:的浓度100ppb2.2.1二次精制盐水质量指标（以4V-206/5V-206盐水） Ca和Mg: 20PPb(以Ca计) Sr: 0.02ppm(当SiO2为15ppm时) 0.06ppm(当SiO2为5ppm时) 0.1 ppm(当SiO2为1ppm时) Ba: 1.0 ppm(当I2为0.1ppm时) 0.5 ppm(当I2为0.2ppm时) Fe: 0.02ppm SiO2: 15ppm(当Sr为0.02ppm) 5 ppm(当Sr为0.06ppm时) 1 ppm(当Sr为0.10ppm时) ClO3-: 10g/l SO42-: 6g/l I2: 0.2ppm Ni: 0.01ppm Al: 0.1ppm Hg: 10ppm 其它重金属: 0.2ppm(以Pb计) 有机物 C 4 未检索到 C 4 - C 3 bp80: 20ppm bp80 10ppm三、 正常开车及操作3.1操作准备序号准备项目内 容1联系确认开车时间1. 同中控室。2. 同一次盐水工序。3. 同盐酸工序联系盐酸。4. 同电解工序2检查确认项目1. 一次盐水精制工序已准备供料。2. 过滤盐水贮槽液位在40-90%。3. 树脂塔系统的阀门开关正确无误。4. 树脂塔系统的仪表、电气等方面检查无误。5. 本工序的管道和设备检查完好。3.2离子交换树脂塔开车过滤盐水槽4V-205接收到过滤盐水后，盐水液位升高，当过滤盐水开始升高时，过滤盐水必须送给树脂塔，在电槽接收盐水之前，盐水确认可送给脱氯工序，操作步骤如下：序号项目操作内容14V-205进液1. 4V-205液位控制为40-90%。2启动过滤盐水泵1. 打开泵进口阀，打开冷却水阀。2. 启动过滤盐水泵4P-205A/B/C。3树脂塔进盐水1. 慢慢打开调节阀，并根据电槽运行情况调节流量至规定值2. 分析第二塔出口盐水钙Ca、Mg、Sr合格。3. 当电解开车需要时向电槽进盐水。3.3离子交换树脂塔的正常操作3.3.1在线塔的操作序号项目内 容1检测多价阳离子的去除每24小时，在线塔从二塔的出口取盐水试样作定量分析用。确认盐水中多价阳离子比规定值低。2检测PH每8小时，从二塔出口取一个盐水试样。检测PH值在规定范围（PH：9-12）3检测盐水压力1. 检测泵的出口压力，并调节至规定值（0.5-0.8MPa）2. 每4小时检查一塔的压差。（如果压差超过规定值，则要对塔加强反洗操作（压差0.1MP）4检查管线1. 检查反洗管线上的（信号）报警阀已打开2. 当塔内增压时，如果塔内有空气积累，则打开排气阀3.3.2离子交换塔的再生3.3.2.1再生准备工作A. 盐酸管线已作好准备B. 碱管线已作好准备C. 无离子水管线已作好准备，调节阀已在自动位置D. 排出管线已作好准备E. 充盐水管线已准备好3.3.2.2再生树脂塔再生时间表状态再生步骤时间(h)再生工步简述阀位动作流量指标(m3/h)单塔1.水洗-11.5置换塔内盐水，去除盐水中的氯酸根，回收盐水至压滤岗位。KV4163KV4166KV4160-1KV4169-3FICA4162 31.52.反洗1疏松树脂层同时洗去破碎树脂由树脂捕集器捕集KV4160-3KV4166KV4167KV4169-3FICA4162 39.83.酸洗1用7%的盐酸对树脂进行再生KV4169-1、2KV4163KV4166KV4160-1FICA4162 16.5FICA4162-1 4.24.水洗-22.0充分使酸与树脂反应,水洗置换多余的酸。KV4163KV4166KV4160-1KV4169-3FICA4162 26.9 5.碱洗1.5用4%的碱再生；使树脂转换成钠型。KV4168KV4163KV4166 KV4160-1FICA4162 18.8FICA4162-1 1.96.水洗-31.0充分使碱与树脂反应，水洗置换多余的碱。KV4163KV4166KV4160-1KV4169-3FICA4162 26.97.待机13.25等待状态KV4169-38.盐水填充3.0进行盐水置换塔内的碱水KV4166KV4167KV4162KV4169-3FIA4161-1 13.59.待机1.0让树脂自然沉降下来，等待串通。KV4169-3(1-1)树脂塔再生时间表状态再生步骤时间(h)再生工步简述阀位动作流量指标(m3/h)单塔1.水洗-11.5置换塔内盐水，去除盐水中的氯酸根，回收盐水至压滤岗位。KV5163KV5166KV5160-1KV5169-3FICA5162 31.52.反洗1疏松树脂层同时洗去破碎树脂由树脂捕集器捕集KV5160-3KV5166KV5167KV5169-3FICA5162 39.83.酸洗1用7%的盐酸对树脂进行再生KV5169-1、2KV5163KV5166KV5160-1FICA5162 16.5FICA5162-1 4.24.水洗-22.0充分使酸与树脂反应,水洗置换多余的酸。KV5163KV5166KV5160-1KV5169-3FICA5162 26.9 5.碱洗1.5用4%的碱再生；使树脂转换成钠型。KV5168KV5163KV5166 KV5160-1FICA5162 18.8FICA5162-1 1.96.水洗-31.0充分使碱与树脂反应，水洗置换多余的碱。KV5163KV5166KV5160-1KV5169-3FICA5162 26.97.待机13.25等待状态KV5169-38.盐水填充3.0进行盐水置换塔内的碱水KV5166KV5167KV5162KV5169-3FIA5161-1 13.59.待机1.0让树脂自然沉降下来，等待串通。KV5169-33.3.2.3再生过程的检查要点A. 检查再生是否按正确的顺序进行；B. 检查盐酸、盐水、烧碱、纯水流量是否正确的；C. 检查再生工步中树脂层高度是否正常。D. 检查酸再生后水洗工步进行40分钟后酸度1.0N。（碱洗后碱度0.5N。）3.4操作要点3.4.1控制盐水温度在605；3.4.2如Ca+Mg超标,在减少通液时间同时，增加第一个塔出口Ca+Mg的分析次数；3.4.3定期分析过滤后盐水中的悬浮物，控制在1PPm以下；3.4.4一次精制盐水中不允许存在CLO-，因CLO-的存在会造成树脂的氧化降解，使树脂性能急剧劣化，所以必须严密监控。3.4.5对第一个塔出口盐水中的Ca+Mg离子,每日进行一次分析,确认在200PPb以下；3.4.6对第二个塔出口盐水中的Ca+Mg离子每日进行一次分析,确认在20PPb以下；3.4.7经常检查树脂塔的压差，压差上升会降低盐水流量，还会增加树脂的破碎率。应该采取加大反洗强度使破碎树脂和沉淀物逸出；或将表层破碎树脂刮出，使压差恢复正常；当压差100Kpa需进行再生，增加反洗强度。3.4.8树脂在反洗时，应该在出口处装树脂捕集器，目的时回收能用的树脂并防止细树脂流到电解槽造成损害。通常树脂悬浮高度应在塔上部视孔的中央（大概树脂反洗高度为0.5-1m），以防止树脂的流出。3.4.9三塔运行时，树脂装填高度为1.2-1.5m；双塔单运行时，树脂装填高度为1.8-2.0m；3.4.10换新树脂时，要先用纯水洗净交换塔，并加半塔纯水，再往塔里加新树脂，使树脂自由沉降，这样装填的树脂的高度比较准确；3.4.11新树脂要倍量再生；3.4.12再生剂用量：7%HCL1.2BV/H，通液时间0.75小时； 4%NAOH2.3BV/H，通液时间1.5小时3.4.13大量反洗树脂在使用一段时间后,一些树脂颗粒会变小,使穿过树脂层的压力降升高。如果压力降超过规定值，用大量反洗来带走小颗粒树脂。仔细观测树脂层高度，在操作中慢慢增加纯水加入量，否则正常尺寸的树脂也会流失。具体操作为：1） 慢慢打开截止阀，使FICA-5162的水流量增加，直至树脂高度上升到最高玻璃视镜的顶部边缘。2） 当排到树脂捕集器的水变清，则减少水流量之正常值。（最大水流量为73m3/h）3） 几分钟后，停止纯水供应。4） 打开树脂捕集器，回收树脂。3.4.14因树脂受重金属吸附的影响，需定期对树脂进行倍量再生，一般安排在每月的13、14、15日三天分别对三塔进行倍量再生。注：3.4.13、3.4.14的两项工作在工段安排中进行。3.4.15二次盐水精制工段操作人员需将每小时操作及巡检时控制点数据及内容记录在“盐水工段二次盐水岗位生产原始记录表（四期）”报表上，具体见附页。控制点数据要求如下：工艺操作数据内 容参 数4V-205液位% LIT-415040-90盐水浓度（g/l）300-3204E-2015E-201温度 TI-4153 TI-515355-654T-2015T-201位号A/B/CA-BB-CC-A树脂层高度（cm）10504N-204进口压力Mpa PI-4160D0.30出口压力Mpa PI-4160E0.355N-204进口压力Mpa PI-5160D0.30出口压力Mpa PI-5160E0.354V-2075V-207仪表空气罐压力Mpa0.5-0.6分析数据4V-206/5V-206Ca2+Mg2+ ppb20Sr2+ ppb100Fe3+ ppb20NaCl g/l300-320CLO3- g/l10 SO42- g/l 6PH9-12四、 操作中异常现象、原因及处理方法序号不正常情况原因应急措施补救措施1再生塔出口Ca、Mg超标再生质量差1. 停电槽,排液水洗；2. 继续进行盐水精制工序；3. 待下次盐水分析合格后再开电槽。再次再生离线塔，并按以下各项严格检查：1.树脂层高度是否正常；2.再生工步正常；3.化学品的流和浓度是控制范围内。2一塔出口Ca、Mg超标1.再生质量差；2.树脂结块；3.树脂量不足。将盐水流量降低并跟踪分析。再生离线塔并按上述的办法检查3出塔盐水PH低盐酸泄露关闭盐酸阀；再泄漏进行更换阀门4通过一塔的压差大1.树脂结块；2.压力表不准；3.碎树脂多或杂质多。1. 将盐水流量降低，必要时降电解电流；2. 更换压力表。下次再生增加反洗时间5泵电机异响泵或电机坏倒泵通知检修五、 正常停车及操作5.1正常停车5.1.1停车前检查项目5.1.1.1调整储槽的液位使之与正常停车的时间相适应。5.1.1.2调整化学品的溶解量以便在系统停车时这些化学品的残留量为最小。5.1.1.3调整原盐的加入量使之与正常的停车时间相适应。5.2停车操作5.2.1根据电解槽的运行负荷调整进槽盐水流量，一次盐水的负荷取决与输入盐水的数量。5.2.2根据电解的运行负荷，调整树脂塔的运行负荷。5.2.3当电解停车处理完毕后，停树脂塔。5.2.4开始第一个塔进行再生。5.3紧急停车紧急停车后，当找到停车原因并采取纠正措施后，可以恢复系统的运行。5.4树脂塔操作程序5.4.1操作程序和切换。离子交换树脂塔由DCS逻辑程序控制5.4.1.1操作模式： 树脂塔程序控制器有三种操作模式,分别有以下功能:A）自动模式 树脂塔的切换和再生是自动控制的B）半自动 下线的塔再生是自动进行的，但塔的切换不是自动的C）手动模式 树脂塔的切换和再生都是手动的。5.4.1.2按切换键 在控制盘上设置以下选择开关和按键开关 1）选择开关模式 自动 半自动 手动 按按键开关选择塔进行再生（仅在手动模式下有效） A再生 B再生 C再生 2）按按键开关选择再生步骤（仅在手动模式下有效） 再生塔运行九步骤 （任意选择再生步骤） 3）按按键开关用于程序开、停 开始 停止 5.4.2步骤 1）自动操作 塔的再生与切换的每一步都是连续的，直至按停止按键或紧急事件发生；在控制盘上选择手动按键在下面的控制盘中用按键选择一个塔，被选择的塔进行再生；在控制盘上的再生步骤开关中选择水洗1在控制模式上，按下自动按键；在控制盘上按下开始按键，被选择的塔开始按程序进行再生。当再生完成后，塔自动切换；2）半自动运转操作直到进入“等待2”模式之前，自动进行一系列的再生步骤 在控制盘上选择手动按键并按下 在下面的控制盘中用按键选择一个塔，被选择的塔进行再生； 在控制盘上的再生步骤开关中选择水洗1 在控制模式上，按下半自动按键； 在控制盘上按下开始按键，被选择的塔开始按程序自动进行再生。当再生完成后，程序结束。 3）手动模式这个模式中再生只有一步 在控制面板上的运转模式按手动按键 在控制面板上按下当中的一个按键来选择一个塔再生； 在再生步骤中选择一塔再生； 在控制面板按开始键，被选择的塔再生步骤开始，然后程序结束；一分钟后所有再生线上的KV阀除KV-4169-3/KV-5169-3全部自动关闭。5.4.3微机报警点和联锁5.4.3.1阀不到位，故障报警不计时。阀位闪动报警，表示阀状态不到位。六、 联锁介绍1、联锁报警1）流量报警和联锁当以下任意检测到异常流量时，将在DCS上产生报警信号，这一步的计时器将停止计时，当流量恢复正常时，计时器恢复计时。再生动作步骤中和塔切换步骤结束后1分钟内不进行。 流量计 流量 偏离 FICA-4161/5162 L H或LFICA-4161-1/5161-1 H或 L H或LFICA-4162-1/5162-1 L H或LFICA-4162-2/5162-2 L H或L2）KV阀故障报警 当任何一个KV阀检测出异常时，DCS就会出现报警，这个KV阀的显示器就会在控制面板上闪烁。上述动作在一个再生步骤结束或一个塔切换步骤结束的1分钟内不进行。3）再生时KV阀的联锁 4T-201下面的KV阀在每个塔再生时全部关闭 A塔：KV-4161A、VK-4164A、KV-4165A、KV-4164B、KV-4161C、KV-4165C、KV-4162 B塔：KV-4161B、VK-4164B、KV-4165B、KV-4164B、KV-4161A、KV-4165A、KV-4162C塔：KV-4161C、VK-4164C、KV-4165C、KV-4164C、KV-4161B、KV-4165B、KV-41625T-201下面的KV阀在每个塔再生时全部关闭 A塔：KV-5161A、VK-5164A、KV-5165A、KV-5164B、KV-5161C、KV-5165C、KV-5162 B塔：KV-5161B、VK-5164B、KV-5165B、KV-5164B、KV-5161A、KV-5165A、KV-5162C塔：KV-5161C、VK-5164C、KV-5165C、KV-5164C、KV-5161B、KV-5165B、KV-5162注意：仅在盐水置换这一步，不能与KV-4162/KV-5162（NaCL）联锁如果上面阀门中的任何一个阀在每台塔再生过程中打开，那么除KV-4169-3/KV-5169-3外所有的KV阀都关闭。4）注入盐酸的阀门联锁4T-201： 在KV-4169-3关闭后，KV-4169-1、KV-4169-2打开； 在KV-4169-1、KV-4169-2关闭后，KV-4169-3打开； 盐酸再生过程中，当FICA-4162流量变低时，关闭KV-4169-2。当流量恢复正常后，打开KV-4169-2。5T-201： 在KV-5169-3关闭后，KV-5169-1、KV-5169-2打开； 在KV-5169-1、KV-5169-2关闭后，KV-5169-3打开； 盐酸再生过程中，当FICA-5162流量变低时，关闭KV-5169-2。当流量恢复正常后，打开KV-5169-2。5) 注入烧碱的阀门联锁烧碱再生过程中，当FICA-4162流量变低时，关闭KV-4168，当流量恢复正常后，打开KV-4168。烧碱再生过程中，当FICA-5162流量变低时，关闭KV-5168，当流量恢复正常后，打开KV-5168。2、断电时操作1）断电时所有阀门关闭；2）断电时阶段计时器停止计时，保持再生状态；当供电正常后按开始按键，再生过程从停电状态开始继续；3）当程序出现故障时，DCS上会有报警显示。3、其它1）注入盐酸阀门操作（1） 关闭KV-4169-3一分钟后打开KV-4169-1、KV-4169-2；（2） 关闭KV-4169-1、KV-4169-2一分钟后打开KV-4169-3。（3） 关闭KV-5169-3一分钟后打开KV-5169-1、KV-5169-2；（4） 关闭KV-5169-1、KV-5169-2一分钟后打开KV-5169-3。2）打开在线的阀门对于树脂塔切换，关闭进入下线状态的阀门一分钟以后，打开再生塔的阀门；七、 防寒防冻措施由于冬季气温较低（1以下），环境温度明显下降，造成一些水管线、盐水管线等结冻堵塞，给生产带来较坏的影响，为此应做好有效的预防措施。1、各泵冷却水应常开（不要太小），保证流动。2、再生用WD（如水洗酸洗用水、反洗用水）管线上选择低点处拆法兰，让水流动。3、自来水或WI水龙头应稍开一些让水流通，以防冻堵。4、除了常流的一些