操作运行说明书

黄石泰华工业科技发展有限公司 200Nm3 h 甲酸转化 PSA 制氢装置 甲醇裂解转化部分 操作运行说明书操作运行说明书 目录 1 0 前言 2 0 原料及产品的性质和规格 3 0 工艺过程说明 3 1 工艺过程 3 2 化学反应原理 4 0 工艺流程叙述 5 0 工艺过程主要控制指标 6 0 开车前期工作 7 0 操作程序 7 1 开车前的准备工作 7 2 开车操作程序 7 3 正常操作 7 4 催化剂的使用和保护 8 0 环保和安全要点 9 0 分析规程 10 0 安全规程 1 0 前言 氢气广泛用于国民经济各工业部门 特别是近几年来 氢气用 户急速增多 传统制氢工艺已不能满足要求 甲醇和水催化转化制 取氢气和二氧化碳 很容易用吸附或化学方法分离制得纯氢和二氧 化碳 与电解法相比可节电 90 以上 成本下降 20 40 本新工艺 原料来源方便 装置简单 无污染 节能价廉 深受广大用户的欢 迎 本装置操作和管理维修人员必须熟知本操作规程 经考核合格 后才能上岗操作 2 0 原料及产品的性质和规格 2 1 原料和产品性质 2 1 1 原料性质 原料甲醇性质 化学名称为甲醇 别名甲基醇 木醇 木精 分子式 CH3OH 分 子量 32 04 是有类似乙醇气味的无色透明 易燃 易挥发的液体 比重为 0 7915 熔点 97 80 沸点 64 7 20 时蒸汽压 96 3mmHg 粘度 0 5945 里泊 闪点 11 11 自燃点 385 在空 气中的爆炸极限为 6 0 36 5 甲醇是最常用的有机溶剂之一 能 与水和多种有机溶剂互溶 甲醇有毒 有麻醉作用 对视神经影响很大 严重时可引起失 明 原料脱盐水性质 省略 2 1 2 产品性质 本装置生产的产品甲醇催化转水气 其主要组份为氢气和二氧 化碳 性质分述如下 氢气性质 分子式 H2 分子量 2 0158 无色无臭气体 无毒无腐蚀性 气 体密度 0 0899kg m3 熔点 259 14 沸点 252 8 自燃点 400 极微溶于水 醇 乙醚及各种液体 常温稳定 高温有催化 剂时很活泼 极易燃 易爆 并能与许多非金属和金属化合 二氧化碳性质 化学名称二氧化碳 另名 碳酸酐 碳酐 碳酸气 分子式 CO2 分子量 44 01 无色无臭气体 有酸味 气体密度 1 977Kg m3 熔点 56 6 沸点 78 5 升华 易溶于水成碳酸 可溶于乙醇 甲醇 丙酮 氯仿 四氯化碳和苯 属不燃气体 可作灭火剂 2 2 原料和产品规格 2 2 1 原料规格 甲醇 符合国标 GB338 2004 一级品标准要求 建议用 30Kt y 以上规模合成甲醇装置产品 运输过程无污染 严禁使用回收甲醇 脱盐水 符合国家 GB12145 89P 直流炉 要求 且氯离子含 量小于或等于 3ppm 2 2 2 产品规格 转化气组成 H2 73 74 5 CO2 23 24 5 CO 0 9 CH2OH 300ppm H2O 饱和 压力 1 1Mpa 温度 40 3 0 工艺过程说明 甲醇催化转化造气生产工艺过程可分为 原料液预热 汽化 过热 转化反应 产品气冷却冷凝 产品气净化等四个过程 3 1 工艺过程 3 1 1 原料液预热 汽化 过热工序 将甲醇和脱盐水按规定比例混和 经泵加压送入系统进行预热 汽化过热至反应温度的过程 其工作范围是 甲醇中间罐 V701 循 环液贮槽 V703 原料进料泵 P701A B 换热器 E702 汽化塔 T701 过热器 E701 等设备及其配套仪表和阀门 3 1 2 催化转化反应工序 在反应温度和压力下 原料蒸汽在转化炉 R701 中完成气固相催 化转化反应 工作范围是 转化炉 R701 一台设备及其配套仪表和阀 门 该工序的目的是完成化学反应 得到主要组分为氢气和二氧化 碳的转化气 3 1 3 转化气冷去冷凝工序 将转化炉下部出来的高温转化气经过冷却 冷凝降到 40 以下 的过程 其工作范围是 换热器 E702 冷却器 E703 二台设备及其 配套仪表和阀门 3 1 4 转化气净化工序 含有氢气 二氧化碳以及少量一氧化碳 甲醇和水的低温转化 气 进入水洗塔 T702 用脱盐水吸收未反应甲醇的过程 其工作范围 是 水洗塔 T702 脱盐水中间的罐 气体缓冲罐 V704 脱盐水进料 泵 P702A B 五台设备及其配套仪表和阀门 3 2 化学反应原理 甲醇与水蒸汽混合物在转化炉中加压催化完成转化反应 反应 生成氢气和二氧化碳 其反应式如下 主反应 CH3 H2O CO2 3H2 49 5 KJ mol 副反应 CH3OH CO 2H2 90 7 KJ mol 2 CH3OH CH3OCH3 H2O 24 90 KJ mol CO 3H2 CH4 H2O 206 3 KJ mol 主反应为吸热反应 采用导热油外部加热 转化气经冷却 冷 凝后进入水洗塔 塔釜收集未转化完的甲醇和水供循环使用 塔顶 转化气经缓冲罐送变压吸附提氢装置分离 4 0 工艺流程叙述 参看甲醇转化工序甲醇裂解制氢工艺管道仪表流程图 图号 0783 32 701 来自界外的脱盐水经 V7090 阀经脱盐水进料泵 P702A B 计量后 送入水洗塔 T702 吸收未冷凝的甲醇 吸收液从塔底流入循环液贮 槽 V703 微量溶解在混合液中的二氧化碳和二甲醚由循环液贮槽放 空排出 来自甲醇贮罐的甲醇用泵输送经 FIQ703 计量后进入甲醇中间罐 V701 靠位差从 V701 流出的原料甲醇用 FV701 调节并经 FIC701 计 量后与来自循环液贮槽 V703 的循环液混合 用原料进料泵 P701A B 将混合液加压送出 进入换热器 E702 与高温转化气换热而被预热 然后进入汽化塔 T701 汽化并经过热器 E701 过热到接近反应温度后 进入转化炉 R701 在转化炉中发生催化转化反应 出口高温转化气 在换热器 E702 中被原料液换热冷却 再经冷却器 E703 被冷却冷凝 后进入水洗塔 T702 冷凝液和吸收液一起经液位调节阀 LV703 减压 后进入缓冲罐 V704 后送至变压吸附系统提纯 用热设备转化炉 R701 汽化塔 T701 过热器 E701 均用高温导 热油加热 冷却器 E703 用冷却水冷却 催化剂使用前要进行还原 还原过程氢气为还原气 氮气作稀 释载气 过程氮气在系统循环 还原气经罗茨风机进入换热器 E702 与转化炉 R701 出来的热还原气换热 经过热器 E701 过热到还原温 度后进入转化炉 R701 进行催化剂还原反应 热还原气经换热器 E702 换热 再经冷却器 E703 冷却 冷凝后还原气回罗茨风机在系 统循环 冷凝水靠位差进水洗塔 T702 由排污阀排放 5 0 工艺过程主要控制指标 5 1 原料汽化过热 5 1 1 原料甲醇流量 120kg h 5 1 2 原料液流量 270kg h 5 1 3 汽化过热塔进料温度 165 5 1 4 汽化过热塔塔釜压力 表压 1 15Mpa 5 2 转化反应 5 2 1 进料温度 200 260 5 2 2 反应温度 220 280 5 2 3 导热油温度 235 290 5 2 4 换热器出口转化气温度 110 140 5 2 5 冷却器出口转化气温度 40 5 2 6 反应压力 表压 1 1Mpa 5 3 水洗分离 5 3 1 进塔脱盐水量 68Kg h 5 3 2 循环液量 出塔 148 Kg h 循环液组成 wt 氢 73 74 5 二氧化碳 23 24 5 一氧化碳 0 3 0 4 甲醇 0 03 甲烷 0 20 5 4 催化剂还原 5 4 1 还原循环气量 300Nm3 h 5 4 2 还原气氢含量 0 5 10 5 4 3 还原温度 110 230 5 4 4 还原压力 0 05Mpa 5 5 其它 5 5 1 进工段冷却水压力 0 3Mpa 5 5 2 进工段仪表空气压力 0 4 0 60Mpa 5 5 3 导热油流量 30m3 h 6 0 开车前期工作 装置安装竣工后到开车前所必须完成的一切工作 统称为开车 前期工作 为了开车顺利 下列各项工作均应逐项完成 6 1 现场清理 检查 安装竣工后 首先要清理现场 清除一切与安装无关的东西 特别是进出口道路 安全消防通道必须畅通 按设计要求 对照图纸对全系统进行逐项对照检查 考察设备 管 道 阀门 仪表 电气及土建等项是否符合设计要求 查外接管口 有无差错 应立即改正 要特别注意检查与安全有关的设施是否符 合安全规范 齐备完好 如消防栓 灭火器 安全阀 阻火器 放 空管 电气防爆设施等 清理现场的同时 还应对设计 施工中的各类技术资料 图纸 文 件 现场修改设计 各种使用说明书 产品样本等进行整理归档 6 2 系统吹除 吹除的目的是吹出设备 管道本身带来的或安装中遗留下来的 杂物 保证投产后的产品质量及防止堵塞阀门 管道和仪表等影响 正常生产甚至造成安全事故 吹除前应拆除或用盲板堵死不需吹除或不能吹除的有关阀门 仪表 转子流量计 液位计和视镜 吹毕再分别装好 不需吹除的 管道设备要加盲板 防止脏物吹入 吹除过程中要用小锤敲各处焊 缝 以便将焊渣吹尽 本装置应逐段用仪表空气吹除 吹除压力不能大于气密试验的 压力 但吹除管内流速最好能大于 20m s 吹除的检验可用贴有白布或白纸的木板对着空气排出口放置 3 5 分 钟 未发现板上有污点时为合格 6 3 气密性试验 气密性试验的目的是检查设备 阀门 管线 仪表 连接法兰 焊缝是否密封 有无泄漏 气密性试验采用压缩空气 试验压力一 般采用最高操作压力的 1 15 倍 在测定压力下 保持 1 小时 如压 力不下降为合格 鉴于本装置的主要物料甲醇 氢气为易燃易爆 有毒性物料 故在气密性试验中还需测定泄漏率 泄漏率试验压力为设计压力 时间为 24 小时 泄漏率 0 5 为合格 泄漏率按下式计算 式中 P1 P2和 T1 T2分别为测试开始及结束时的绝对压力和 绝对温度 K t 为试验时间 小时 各系统气密性试验压力及要测定泄漏率的系统表示如下 表一 气密性试验要求 序号系统名称试验压力 MPa 备 注 1 T701 E701 E702 主系统 R701 E703 T702 V704 P701 P702 1 25 需测定泄漏率 2 低压部分 V701 V703 V705 0 06 3 导热油系统 0 69 4 冷却水系统 0 50 6 4 单机试车 100 P2T1 A 1 t P1T2 单机试车目的是考验主要设备性能及组装质量 可按设计要求 使用说明书等有关规定进行 包括如下几项主要内容 6 4 1 各台泵类的运转性能 输送量和出口压力 6 4 2 有关仪表的安装及指示控制性能 必要时应进行刻度校验 6 4 3 各调节系统的安装质量 控制 调节 检测能力及调节特性 6 4 4 测出原料贮罐 中间计量罐及气 液各类贮罐的体积 液体 贮罐要标出液面计对应刻度的体积 6 4 5 校准并标出流量计的刻度值对应的流量值 6 4 6 各消防栓 灭火器使用是否灵活 方便 6 5 管道 设备清洗 管道 设备 阀门等在制造过程表面积有不少油污 杂物 单 靠吹除一般处理不干净 油污杂质在生产中带到催化剂上会毒害催 化剂 带入产品会影响产品质量 当杂物太多时还会造成管道 阀 门 仪表的堵塞 因而必须清除 一般可用干净清水冲洗 水冲洗 应连续进行 流速应不小于 1 5m s 以出口水色的透明度与入口处 目测一致为合格 若油污严重 则要先用稀碱液 2 以下 清洗 然后再用干净水冲洗干净 6 6 保温 油漆 6 6 1 对于需要保温的设备 管道等必须进行保温 详见 设备管道保温一览表 6 6 2 防腐 本装置设备 管道表面采用油漆防腐 保温设备和管道 涂两道防锈漆作为防锈层 不保温设备和管 道涂两道防锈漆后再刷两道面漆 不锈钢设备不涂漆 6 6 3 涂色与注字 设备 管道防腐面漆的颜色可根据情况确定 本装置按习惯规 定静止设备用银白色面漆 机泵类用浅绿色面漆 冷却水 消防水 管道用绿色面漆 工艺物料管道用红色面漆 仪表空气用深蓝色面 漆 在设备保温和涂色后 应在醒目处注明名称及其位号 重要物料管 道还应标志物料流向 6 7 冷态联动试车 冷态联动试车的目的是在于考察运转设备及仪表自动控制能力 冷态试车中气态物料为空气代替 液态物料以水代替 先分工序联 动试车 最后进行全工段冷态联动试车 可按下列步骤进行 6 7 1 开启所有仪表 调节装置及传动设备并通电 6 7 2 启动各输液泵 调节流量向有关设备内送水 6 7 3 按正常操作要求 调节各控制点 并按时作好记录 使操作 人员熟悉操作 并作预想事故处理 6 8 吹干 上述各项工作完成后 开车前的工作已基本完成 打开设备管 道的排污阀 将水排净 因为反应系统 还原系统及导热油系统不 允许有水 故必须吹干 6 9 导热油锅炉开车 上述工作完成后 导热油锅炉工段必须在装催化剂前预开车试 运转一次 详细操作按导热油锅炉使用说明进行 测定导热油流量 等 保证正常开车时的供热量 7 0 操作程序 0783 32 701 7 1 开车前的准备工作 7 1 1 一般准备和检查 1 检查水 电 汽 软水 仪表空气 氮气 氢气 燃料等的 供应情况 并与有关部门联系 落实供应数量和质量要求 2 关闭所有排液阀 排污阀 放空阀 进料阀 取样阀 开启 冷却水 仪表空气等进工段总阀 3 通知导热油锅炉房准备开车 并联系确定开车的具体时间和 质量数量要求 压力 温度 流量等 4 通知分析室准备生产控制分析工作 5 检查动力设备的完好情况 检查所有仪表电源 气源 信号 是否正常 6 落实产品用户 因转化催化剂不希望中途频繁停车 如用户 没落实不要急于开车 7 检查消防和安全设施是否齐备完好 8 操作人员 分析人员 管理和维修人员经技术培训 并考核 合格方能上岗 7 2 开车操作程序 投料开车程序应在催化剂还原结束后进行 无时间间隔 催化剂还 原将在 7 4 中专门叙述 开车时序一般为 水洗塔开车 汽化塔开 车 转化炉开车 系统升压 还原结束后 关闭还原系统阀 V7028 V7029 V7136 开启转化炉后直到 V704 后放空管线间所有 阀门 关闭 R701 前阀 V7054 准备系统开车 注意 开车负荷一般采用 30 60 满负荷量 待系统稳定后逐渐加 大到满负荷量 7 2 1 准备 1 检查工具和防护用品是否齐备完好 2 检查动力设备是否正常 对润滑点按规定加油 并盘车数圈 3 检查各测量 控制仪表是否失灵 准确完好 并打开仪表电 源 气源开关 4 通知甲醇库和脱盐水站向本装置送原料 使甲醇中间罐 V701 和脱盐水中间罐的液位达 90 停止送料 5 催化剂还原系统所有阀门 仪表维持原开车状态不变 具体 状态参看 7 4 催化剂的使用和保护 6 通知导热油炉工序 做好开车准备 7 确定开车投料量 明确投料量和各参数间关系 7 2 2 水洗塔开车 1 开脱盐水中间罐出料阀 P702A B 进口阀 旁路阀 启动 P702A B 泵 使泵运转正常 2 开泵 P702A B 出口阀 关 P702A B 旁路阀 3 当水洗塔 T702 塔釜出现液位后 开 T702 塔釜出现液位后 开 T702 塔釜排液调节阀旁路阀 V7074 向循环液贮槽 V703 送脱盐 水 然后开调节阀前后阀 V7072 V7073 关 V7074 用 LV703 阀控 制 T702 液位 LIC703 在 30 40 7 2 3 汽化塔开车 1 开甲醇中间罐 V701 出口阀 FIC701 前后阀 FV701 前后阀 开循环液贮槽 V703 出口阀 使水甲醇混合 开泵 P701A B 进口阀 旁路阀 启动 P701A B 泵 用 FV701 调节流量 使 FIC701 正常 2 开 P701A B 出口阀 关 P701A B 旁路阀 调节进料泵刻度向 系统送水甲醇 在 A702 取样点取样分析 通过 FV701 调节原料甲醇 的流量 使水甲醇配比达到要求值 3 当汽化塔 T701 塔釜液位达 10 时 开启汽化塔顶放空阀 缓慢开启 T701 塔釜导热油进口阀 V7033 关部分短路阀 V7032 调 节进汽化塔导热油量 当塔顶排放气量稳定时 关部分汽化塔顶放 空阀 开启过热器 E701 底部排污阀 V7134 V7135 无液球排出时 关闭排污阀 V7134 V7135 即可转入转化炉开车 7 2 4 转化炉开车 1 开转化炉 R701 进口阀 V7054 全部关闭汽化塔顶放空阀 即向转化炉 R701 送水甲醇原料气 2 使导热油炉温度稳定至 230 检查装置设备 管线 阀门 仪表等运转是否正常 并观察各工艺参数间关系 若无异常现象便 可进行系统升压 7 2 5 系统升压 1 开流量计 FIQ703 前后阀 关闭旁路阀 开系统压力调节阀 PV701 及其前后阀 关闭旁路阀 缓慢关小 PV701 阀 使系统升压 直至达 1 1MPa 注意 必须保证原料气体适量通过催化剂表层 所以系统调压阀不注意 必须保证原料气体适量通过催化剂表层 所以系统调压阀不 能处于全关状态 能处于全关状态 2 调节系统压力调节阀 PV701 开度 使系统压力 转化气量稳 定 3 检查原料液进料量及其水甲醇配比 使达要求值 检查转化 气量 通过 V7032 阀调节进 T701 下部的导热油流量 控制好 T701 塔釜液位在 15 30 4 调节 FV701 使原料量稳定并达要求值 调节 P702 的刻度使 V703 液位 LI712 稳定 此时已完成系统投料开车工作 观察全系统运行情况 若无异 常现象便可进行下述操作使系统转入正常工作 7 2 6 系统稳定 1 检查冷却器 E703 冷却水量 使进入水洗塔 T702 的转化气温 度 40 2 检查缓冲罐出口转化气组成 调整水甲醇配比 控制转化气 出口气中一氧化碳 甲醇 水等组份达要求值 3 全系统操作稳定后 即可向后工段 PSA H2输送转化气 7 3 正常操作 全系统开车完成后 即可逐步转入正常操作 7 3 1 正常操作状态的建立和维持 1 根据原料液进料量 转化气流量 水甲醇配比 汽化塔液位 导热油温度 转化气组成 循环液组成及各控制点参数对各控制参 数进行适当调整 使系统操作处于正常范围内 2 根据所需转化气量及水甲醇配比确定甲醇流量 将 FV701 投 入自动调节 3 根据所需水洗塔的液位 调节 P702 泵流量 使 V703 的液位 稳定 4 根据循环液流量 将 LV703 投入自动调节 5 调节冷却器 E703 进水阀 使转化气出 E703 的温度在 40 以下 6 当系统转化气流量稳定后 将系统压力 PV701 投入自动调节 7 根据所需转化气量及组成 适当调整进系统导热油温度 8 由汽化塔下部排液阀连续排出少量废水 排出量控制在 5 0 10 0Kg h 全系统已处正常稳定运转 系统处于正常操作时 按时记录各操作参数并巡回检查各控制 点 设备 仪表 阀门等是否处正常状态 发现异常现象 应立即 查明原因 及时处理 排除故障 维持系统正常操作状态 7 3 2 正常停车操作 1 停止导热油炉加热 维持导热油循环 待反应温度降至 200 以下后 导热油炉房停止向造气装置送导热油 即开启导热油 装置内部短路阀 导热油炉停车按导热油炉停车要求进行 2 在导热油炉降温的同时 手动调节系统压力调节阀 PV701 使系统缓慢降压至 0 4MPa 或切开气体缓冲罐 V704 转化气可备用 转化炉置换 开启水洗 T702 顶放空阀降压 3 关闭进转化炉阀门 V7054 缓慢开启汽化塔顶放空阀 V7046 汽化塔前系统降压至常压 4 汽化塔系统降压的同时 停 P701A B 停止向系统进料 5 转化炉后系统继续降压 待降至 0 2MPa 时 关闭 PV701 阀 的前后阀 旁路阀 6 停 P702A B 停止向 T702 塔送脱盐水 关闭 T702 塔釜排液 阀 7 分别用氮气或气体缓冲罐 V704 转化气对转化炉 R701 前后分 段置换 考虑到降温对系统压力的影响 最好系统分段用氮气或氢 气保压至 0 2MPa 导热油按要求降至一定温度后 停导热油循环泵 若长期停车 则 用加压氮气将导热油从系统压回导热油贮罐 8 对催化剂实行保护操作或钝化处理 具体操作见 7 4 催化剂 的使用和保护 7 3 3 紧急停车操作 1 凡遇下列情况之一应采取紧急停车操作 停电 停冷却水 设备 管道爆炸断裂 起火 设备 管道或法兰严重漏气 漏液无法处理 重要控制仪表失灵 2 操作步骤 紧急通知导热油装置停止加热 打开导热油装置内部短路阀 停止向造气装置送导热油 关闭转化炉前阀 V7054 切开汽化塔系统与反应系统 转化 炉后系统适当卸压 汽化验室系统可维持压力稳定 停原料进料泵 P701A B 停脱盐水进料泵 P702A B 对催化剂实行特殊保护操作 具体操作见 7 4 催化剂的使用 和保护 查明事故原因后再作进一步处理 7 4 催化剂的使用和保护 7 4 1 转化炉的清洗和设备 1 将转化炉上 下封头拆下 先检查转化炉质量是否符合要求 再将转化炉内上下封头 列管内 板管和花板上的铁锈杂物全部清 除干净 必要时可进行酸洗 水洗 再擦净 吹干备用 要求无铁 锈 无杂物 2 下封头花板上按要求规格放 2 层 20 目丝网 往花板上堆满 已经洗净吹干的 10 12mm 的氧化铝瓷球 将瓷球上表面推平 要 求瓷球上表面与转化炉下花板面保持有 10 15mm 高的空间 3 重新装好下封头和上封头 通气对转化炉再次进行试漏查漏 当确认下封头大法兰不漏气后 方可泄压排气 准备装填催化剂 7 4 2 催化剂的装卸 1 准备 检查检修工具及防护用品是否齐全完好 准备好装催化剂专用的量杯 漏斗 标尺等专用工具 对催化剂开桶进行质量检查 用 6 10 目的钢网筛将催化剂 中的碎粉筛除备用 在运输或存库中不当受到污染或被水浸泡变质 的催化剂一般不能使用 只有确认催化剂质量符合要求时 才能装 入转化炉内 2 装催化剂 卸下转化炉上盖 再次检查转化炉内是否干净 若不符合要 求 要重新清扫干净 逐根检查反应管 看有无堵塞等异常现象 逐根定体积装填催化剂 并做记号 以免漏装或重装 装填时不能急于求成 以防出现架桥现象 当出现架桥时应 作好标记 及时处理 定量装填完后 再逐根检查有无漏装 当确认无漏装并已处 理了架桥现象 如需要 再补充加装一遍 保证每根管内催化剂量 基本相等 当全部装填完毕后 用仪表空气吹净上管板 装好转化炉上 封头及管线 注 催化剂装填结束后 按要求对转化炉进行气密性试验 确 保转化炉封头法兰无泄漏 卸下转化炉下部过滤器 将丝网上杂物 清扫干净 装好过滤器 对转化炉已拆卸过的设备和管线等有关部 位进行试漏查漏 必要时需再次测试泄漏率达合格 3 卸催化剂 因各种原因需卸出催化剂 当需卸出已还原过的的或使用过的 催化剂时 拆卸前必须对催化剂进行钝化处理操作 具体操作见催 化剂使用说明书 打开转化炉上封头 松动下盖紧固螺栓 用手动葫芦或强度足够的加长拉筋螺栓 支固 使下封头法兰与管板离开约 80 100mm 必要时使下盖法兰 面华倾斜 10 15 从宽缝间卸出催化剂 如催化剂还能使用 卸出时应小心操 作 尽量减少催化剂破碎 卸完催化剂后 卸氧化铝瓷球 将催化剂和氧化铝瓷球分别收集好 并将转化炉内清洗干净 7 4 3 还原系统的置换 因本装置所用原料甲醇和产品氢气均为易燃易爆品 故正式投料开 车前必须用氮气置换系统至 O2 2 0 以下 而催化剂还原过程用氢 气作还原气 为避免系统中氧存在使反复进行还原 氧化过程 所以 还原系统必须置换至 O2 0 5 还原用氮气中氧含量必须低于 0 1 系统置换可分二步进行 置换前先按置换气流方向逐个开启有关阀 门 1 还原 水洗的置换 氮气由氮气进口 V7133 阀加入 按下列流向置换系统 C701 E702 T701 E701 E702 E703 V704 从 V704 罐后的系 统放空管放空 2 汽化系统及部分管段置换 汽化塔 T701 系统置换 通过开启 T701 塔釜排污阀 V7052 V7053 排气 从塔釜取气样 O2 2 0 时 关闭 T701 塔釜排 污阀 V7052 V7053 开启泵 P701A B 出口排气阀 置换 PL705 管道 NH701 管道的置换 在系统置换合格后 关闭 R701 出口阀 V7060 开启 V7062 阀 在 V7024 取样品取样 O2 0 5 后系统置换 合格 气囊的置换 将 V702 气囊内的气体排净 再用适量氮所气置 换 2 3 次 便可将气囊接入系统 7 4 4 催化剂的还原和钝化操作 1 准备 检查还原系统所有设备 阀门 仪表是否处正常状态 关闭 所有阀门 开启仪表 处待用状态 准备好还原用氮气 氢气 并经质检符合要求 通知导热油装置 分析室准备开车 通知送冷却水 2 催化剂还原操作 催化剂使用前须进行还原 由于本催化剂为主要组分为 CuO ZnO Al2O3 而对转化反应起主要作用的为活性单质铜 还原过程用 氢气作还原气 用氮气作载气 还原反应为强放热反应 所以氢氮 气配比及还原气空速必须符合要求 还原反应方程式为 CuO H2 Cu H2O 催化剂含约 5 物理水 还原过程会生成少量水 须经冷凝后排 出 本工艺罗茨风机为还原气循环提供动力 还原操作如下 开启还原系统阀门 催化剂还原气循环气流向如下 NH702 E702 E701 R701 E702 E703 NH701 打开 V7133 阀 使气囊 V702 充氮气至容积的 80 打开 V7022 启动罗茨风机 使系统还原气循环 开 E703 冷却水进出口阀 开转化炉 R701 导热油进口阀 开 T701 塔釜导热油进口阀 V7033 开短路阀 V7032 启动导热油循环泵 使导热油系统循环 检查还原系统 导热油系统运转是否正常 如无异常 则通 知导热油系统按催化剂还原程序升温 导热油温度升至 160 时 关闭 T701 塔釜导热油进口阀 V7033 还原具体操作按催化剂使用说明书进行 还原过程中定期在在 T702 釜底排污阀处排放冷凝水 定期向 系统补充氮气和氢气 当催化剂还原结束后 按下列步骤正常停车 关外接氢 氮气进口阀 停罗茨风机 关还原气系统阀 V7028 V7029 V7136 此时便可转入转化炉投料开车操作见 7 2 开车操作程序 当催化剂还原时 若发生意外事故时需紧急停车 其操作如 下 停供氢气 停导热油加热 维持导热油循环 查明原因后再作进一步处理 如属临时性故障 排除后可恢 复还原操作 如须长期停车 则视情况用氮气保护或钝化操作 3 催化剂钝化操作 凡是还原过 包括未还原完全 的催化剂要卸出前 都必须钝 化 若生产中要长期停车 为了保护催化剂 也必须作钝化处理 未钝化前反应器必须保持正压 禁止空气进入 钝化系统与还原系统相同 阀门开或关相同 钝化过程与还原 过程同为强放热反应 必须注意氮 氧气配比及系统循环气量 钝 化过程温度低于 60 不需外界供热 钝化具体操作按催化剂使用 说明书进行 7 4 5 催化剂的保护 1 在任何情况下 催化剂层温度禁止超过 300 2 还原后的催化剂绝对禁止与氧气或空气接触 3 催化剂使用中应尽量避免中途停车 每停一次车 尽管采取 了钝化或氮气保护操作 还是会影响催化剂使用寿命 4 催化剂的升温和降温都必须缓慢进行 禁止急速升温和降温 5 在满足生产能力 产率的前提下 催化剂应在低温下操作 有利于延长催化剂使用寿命 6 绝对禁止含硫 磷 卤素元素等有毒物质混入系统 以免造 成催化剂中毒 7 对装置使用的原料甲醇 脱盐水 氮气 氢气等必须符合要 求 严格规范检测程序 8 如发现有异常特别是反应系统异常 应立即停车分析检查 排除后再开车 7 4 6 特殊保护操作 一般在紧急停车时使用特殊保护措施 若是短时间内正常停车也可 采用特殊保护 若长期停车则亦可采用钝化操作来保护催化剂 1 转化炉现场应随时备有纯氮 2 3 瓶 并备有氮气压力调节 器 并用管线与转化炉进口专用保护氮气进口阀接好 2 当要采用特殊保护时 先将系统降压至 0 2MPa 导热油温 度在 200 以下 时 关闭 R701 进出口阀 开氮气进口阀 V7133 V7057 开氮气压力调节器 控制出口压力 0 2 0 3MPa 开 R701 出口管线上排气阀 V7024 用 20m3氮气置换反应器 然后 并闭 V7024 阀 封闭反应器 3 然后系统自然降温 并逐步调节氮气调压阀 维持氮气调节 阀出口压力为 0 05 0 3MPa 确保转化炉内为正压 直到转化炉 特殊保护结束 特别注意 在整个特殊保护过程中 一定要保证转化炉内压力不能 出现负压 8 0 环保和安全要点 8 1 本工艺采用内部自循环工艺流程 除停车和检修外 正常开车 时基本上没有三废污染物排出 仅在循环液贮槽 V703 有少量含 CO2 甲醇等释放气排出 其量为 2 5Nm3 组成如下 组份 CO2CH3OHH2O 组成 VOL 91 111 986 91 因气量小 基本上无毒 可直接排入大气 8 2 汽化塔 T701 塔底不定期排出少量含甲醇废水 其含甲醇量在 0 5 以下及微量酸 碱等杂物 99 5 为水 因量小 平均 5 0 10 0Kg h 稀释后可直接排入下水 8 3 安全防护 本工段主要物料为甲醇和氢 属易燃易爆有毒物品 故装置设 备管道严禁跑 冒 滴 漏 车间内部要通风良好 甲醇对人体视神经伤害特别大 严重时会失明 故操作和检修 中必须戴好规定防护用品 严防甲醇溅入眼睛内 本装置严禁烟火 动火必须有动火证 其具体要求及有关规定参看 10 0 安全规程 9 0 分析规程 编号 0783 32 702 本装置以甲醇和脱盐水为原料 在催化剂作用下 进行甲醇转 化制得转化气 经变压吸附分离制得纯氢 本规程包括催化剂还原分析 原料液分析 甲醇转化过程的控 制分析以及产品氢中杂质分析 分析要求 分析要求 正常开车时 每八小时至少对原料液浓度 循环液浓度 转化 气组份分析一次 并将分析结果交给工艺人员 确保装置正常运行 在催化剂还原期间 每半小时分析一次还原气组份 并将分析结果 交给工艺人员 9 1 开车前的准备工作 9 1 1 仪器调试 按仪器使用说明书对仪器各项指标进行调试 检查仪器是否正 常 9 1 2 色谱柱的处理 将两条内径 3 毫米 长 2 米的色谱柱分别用 10 NaOH 及 10 HCl 溶液清洗 再用水清洗 最后用无水乙醇冲洗 并用真空泵抽干 备用 9 1 3 色谱柱的装填 将色谱柱一端用玻璃棉和金属网堵上接于真空泵 在轻轻振动 下分别填入所需的担体 即 TDX 01 和 GDX 105 要求尽量装填均匀 然后用玻璃棉塞上另一端 接于色谱仪上 9 1 4 色谱柱的老化 接上色谱柱通载气经检漏合格 在柱温 180 下老化 8 小时 9 2 催化剂还原过程的分析 按工艺要求 催化剂还原过程使用 H2 N2混合气 氢的含量从 0 5 逐渐增至 10 最后达到转化炉进出口氢含量相等 还原结束 此过程约 54 小时 对 H2 N2混合气的要求 要求使用的氢气和氮气中的氧含量 0 2 因此首先要对所用的氢气和氮气分别测定其氧含量及工艺 系统置换过程中的测定 9 2 1 氢 氮气中及系统置换过程中的氧含量测定 1 色谱条件 色谱柱 TDX 01 柱 温 40 汽化率 40 检测室 40 流 速 40 60ml min H2 桥 流 100mA 2 标样及样品测定 标样取空气 5ml 用载气稀释至 100ml 其氧含量 1 05 用定 体积进样法测定其校正系数 K KO2 O2 hO2 n 式中 O2 hO2 n 分别为空气中氧的浓度 峰高及衰减倍 数 在同样条件下进样品 测其氧的峰高 得 Ci KO2 hi n 式中 Ci hi n 分别为样品中氧含量 峰高及衰减倍数 利用色谱数据处理机 以下以 SSC 922 型为例 采用方法 1044 即峰高外标法 求校正值和测氧含量 9 2 2 催化剂还原过程分析 1 色谱条件 色谱性 TDX 01 柱 温 110 检测室 110 汽化率 110 流 速 40ml min N2 桥 流 100mA 2 标样制备 在 100ml 玻璃注射器内装入硅橡胶碎块少许 用 N2置换数次 抽取 1 0mlH2注入 100ml 注射器内 用 N2稀释至 100ml 摇动注射 器 使之混合均匀 其 H2含量为 1 00 3 求 H2的校正系数 用气体进样阀定体积进标样 测其氢峰高 并计算校正系数 KH2 KH2 H2 hH2 n 式中 H2 hH2 n 分别为标样中 H2的含量 峰高及衰减倍 数 相同条件下 进 H2 N2混合气 并测其 H2的峰高 即得其氢含 量 Ci KH2 hH2 n 式中 Ci hH2 n 分别为样品中氢含量 峰高 衰减倍数 催化剂还原过程中 工艺随还原时间增加 H2量亦增加 分析 可另配与工艺加氢量接近的标样再测定 用色谱数据处理机 采用方法 1044 即峰高外标法求校正系数及 混合气中 H2浓度 9 2 3 原料分析 1 进厂甲醇要求 甲醇要求符合国家标准 GB 338 2004 进厂原料质量由厂方质 检中心化验室负责检验 2 原料 甲醇 脱盐水混合液的分析 工艺要求进入汽化塔的甲醇 水溶液中 甲醇的含量为 48 52 3 色谱条件 色谱柱 GDX 105 柱 温 100 检测室 110 汽化室 110 流 速 40 60ml min H2 桥 流 100mA 4 标样制备 按甲醇浓度 48 52 其余为 H2O 来称重配样 5 测定 取标样 0 4 0 6 微升 进入 GDX 105 柱 得到水 甲醇的色谱 图 计算水相对于甲醇的校正因子 f w 式中 Ci Cs 分别为水 甲醇的浓度 Ai As 分别为水 甲醇的峰面积 取工艺的水 甲醇混合液 0 4 0 6 微升取样 同样得到水 甲 醇的色谱图 计算 Ci f I Ai f I Ai f n An 亦可采用色谱数据处理机 用方法 42 即修正面积归一化法求校 正因子和样品中水 甲醇浓度 9 2 4 甲醇蒸汽转化过程的分析 该过程要测定转化气中各组份含量 测定冷凝液 釜液 洗涤 液化气甲醇含量 1 转化气的测定 转化气的组成为 H2 CO CH4 CO2 H2O CH3OH 等 色谱条件 色谱柱 TDX 01 GDX 105 柱 温 120 检测室 120 汽化室 120 流 速 40 60ml min H2 桥 流 120mA 所购标准气 CO 0 8 1 00 CH4 0 08 0 12 CO2 19 5 22 5 自配标准气 用 100ml 玻璃注射器内装少许硅橡胶碎块 用 H2 置换数次 注入 1 微升甲醇 1 微升水 用 H2稀释至 100ml 不断 动摇注射器 使甲醇 水完全汽化 此混合气中甲醇含量为 0 56 水为 1 24 各组分校正系数测定 取所购的标准气 定体积进入 TDX 01 柱 得到 CO CH4 CO2色 谱图 计算各组分 K 值 Ki Ci hi n 式中 Ci hi n 分别为该组分浓度 峰高及衰减倍数 取自配标准气 定体积进入 GDX 105 柱 得到水 甲醇色谱图 与上述同样方法求出水 甲醇的校正系数 K 样品测定 与测标样相同条件 取转化气定体积分别进入 TDX 01 GDX 105 柱 在 TDX 01 柱上 得到空气 少许 CO CH4 CO2色谱图 在 GDX 105 柱上得到混合 峰 无机气体 H2O CH3OH 色谱图 计算 Ci Ki Ai n 式中 Ci Ki Ai n 分别为 i 组分浓度 校正系数 峰 面积 衰减倍数 转化气中 H2含量用差减法计 用色谱数据处理机 采用方法 44 即峰面积外标法求各组分校正系数 并计算其浓度 2 冷凝液 釜液 洗涤液的测定 标样配制 冷凝液中甲醇含量为 15 20 釜液 洗涤液中甲醇为 5 其余为水 配制两个与冷凝液 洗涤液中甲醇浓度相近的标样 水 甲醇 相对校正因子测定以及样品测定方法同于原料液分析 用色谱数据处理机 方法 42 修正面积归一化法求出相对校正 因子 f W 同时可计算含量 9 2 5 产品氢中微量 CO CH4 CO2分析 产品氢气的质量检验 原则上应由厂方质检中心或变压吸附分 离制氢工序负责进行 如用本工序的分析仪器也可对产品氢的主要 杂质进行检测 但订购分析仪器时要求带甲烷转化炉 FID 检测单 元 并要配备低浓度标准气 产品氢气中微量 CO CH4 CO2经 TDX 01 柱分离进入转化炉 转 化成 CH4 用 FID 检测 载气 H2同时作转化气 燃烧气 条件 色谱柱 TDX 01 柱 温 120 检测室 120 汽化室 120 流 速 40 60ml min H2 稀释气 N2 助燃气 空气 H2 N2 AIR 1 1 10 调节好气流比 点火 调节基线位置 选择适当灵敏度待仪器 稳定后进样 标准气组成 CO 20 30PPM CH4 15 20PPM CO2 20 30PPM 余为 H2 首先定体积进标样 经 TDX 01 柱分离 进入转化炉 CO CO2转 化成 CH4 先后出现三个峰 峰 1 峰 3 代表 CO CH4 CO2 根据峰 高计算各组分校正系数 K 即 K Ci hi n 式中 Ci i 组分浓度 PPM Hi n i 组分峰高 衰减倍数 样品测定 相同条件下 定体积进入经变压吸附提供的 H2 如 果有上三组分也将会出现相应的色谱峰 根据峰高 可计算各组分 浓度 Ci Ki hi n 可用色谱数据处理机 采用方法 1044 即峰高外标法 求各组 分校正系数及浓度 9 2 6 色谱数据处理机使用说明 以 SSC 922 为例 1 记录仪及色谱图参数 按 记录 记录仪开始走纸 绘图 不计算保留时间 停止记录 再按 记录 记录衰减为 2x x 值从 0 10 x 值越小 灵敏度越高 2 检查色谱零点 按 移下 电平 打印电平信号 应在 1000 之内 此值越 小越好 可调色谱基线达到所需位置 3 处理机内存参数及根据需要要修改的参数 每一文件内存参数 可修改参数 CNC PM 文件号 峰 宽 WIDTH 5 根据第一峰宽可修改 斜 率 SLOPE 70 漂 移 DRIFT 0 最小峰面积 MIN AR 10 可增大此值删除不计算的峰 参变时间 T DBL 0 锁定时间 LOCK 0 删除无关峰和独立的负峰 停止时间 STP TM 1000 按样品最后一个峰结束时间设定 衰 减 ATTEN 0 根据样品中组分最低浓度设定 方 法 METHOD 41 按所需定量方法设定 样 品 量 SPL WT 100 使用内标法时设定 内 标 量 IS WT 1 使用内标法时设定 4 编制 ID 表 选择定量方法 METHOD 44 即峰面积外标法 按 峰鉴定 ID TBL 文件号 MAX 输入大于或等于峰个数 MODE 输入 3 即有组分名 时间带法 NAME TIME BAND F1 F2 C1 C2 1 CO 0 8 0 1 0 1 20 2 CH4 1 05 0 1 0 0 80 3 CO2 1 68 0 2 0 23 00 END 按 移下 校准次数 1 置入 按 重复 结果打印出各组分 F1 F2 值 最后进样 可得到各组分浓度 5 ID 表修正 按 修正 鉴定 置入修正行 行内不修正的项按 置入 通过 需修正的置入 修正数 修正完备 按 结束 其他型号的处理机 其使用方法基本相同 但具体按键和文件 号有所不同 实际应用时可参看有关说明书 分析要点 分析要点 A701 甲醇取样口 特定分析 问题判断时使用 A702 原料液取样口 每班 2 次 A703 转化气取样口 A704 水洗前转化气取样口 还原气取样口 A705 冷凝液取样口 每班 2 次 A706 循环液取样口 特定分析 问题判断时使用 A707 循环液取样口 A708 水洗后转化气取样口 每班 2 次 A704 还原气组成 0 5 10 H2 余 N2 A702 原料液组成 30 60 甲醇水溶液 A705 冷凝液组成 0 30 甲醇水溶液 A708 水洗后转化气组成 H2 73 74 5 CO2 23 24 5 CO 0 9 CH3OH 300ppm H2O 饱和 10 0 安全规程 编号 0783 703 10 1 前言 本生产装置是采用西南化工研究设计院开发的甲醇蒸汽转化制 氢新工艺 生产所用的原料甲醇和脱羧尾气 过程产生的转化气 产品氢以及辅助物料 大多是易燃易爆且具有一定毒性的化学物品 为了强化职工的劳动保护意识 搞好安全卫生 确保安全生产 预 防不安全事故的发生 结合本工艺特点 特制定本安全规程 厂方 可根据本规程要点 并按照国家和化工部有关安全卫生法规和通令 结合工厂实际 制定本车间安全技术实施细则和有关制度 经厂部 批准颁布后 必须严格执行 厂内各级领导 职能部门 车间各工 种的工人和管理干部 均应坚持进行安全教育 认真执行安全作业 证制度 使每个职工懂得安全生产知识 人人重视安全 各部门各 岗位要分工负责 共同搞好本车间的安全技术工作 10 2 车间情况介绍 10 2 1 工艺简介 本车间以甲醇 加入部分脱羧尾气 脱盐水为原料 经预热 汽化过热 催化转化和水洗净化送入后序变压吸附装置经精制提纯 得产品氢气 系统为中压操作 转化反应由导热油循环供热 10 2 2 装置组成 本装置包括甲醇转化造气工序和导热油加热装置二个主体 以 及主控室 分析检测室 配电室 维修间 车间办公室等组成 其它公用工程系统 甲醇罐区等由厂方统一考虑 甲醇转化框架主厂心为甲级防火防爆厂房 10 3 安全技术 10 3 1 物料特性及毒性防护等 本车间主要物料为甲醇 水 脱羧尾气和转化气中的氢气 二 氧化碳和一氧化碳等 因水的物化性质比较简单 又为大家所熟知 就不再赘述 现将其它主要物料的特性和防护措施等列于表一 表一 车间主要物料特性及防护措施 名称 甲醇 methanol 氢 hydrogen 二氧化碳 carbon dioxide 一氧化碳 carbonmonoxide 分子式 CH3OHH2CO2CO 性 状无色透明易挥发性液体 具有微弱醇类气味 无色无味易燃易爆性 气体 无色无味不燃气体 固态时称作 无色无臭无味气 体 部分溶于水 分子量32 042 0244 0128 01 熔 点 97 80 259 2 56 6 199 1 沸 点 64 65 252 78 5 192 闪 点 11 50 50 自燃点 385 相对密度0 790 071 56 79 1 53 微化 爆炸极限6 0 36 0 4 0 75 12 5 74 0 禁忌物 禁忌强氧化剂氧 易燃源活泼金属强氧化剂 烟火 性质易燃 易爆 火中伴生 毒气 易燃 易爆不燃 容器在火中爆 炸 易燃 易爆防火 特性 灭火防爆使用干粉 二氧化碳泡 沫灭火剂 喷水冷却火 中容器 以免爆炸 可使用干粉 二氧化 碳或卤素灭火剂但应 注意先堵漏 再灭火 用干粉灭火剂 用水冷却火中容 器 以免爆炸 防护措施严禁烟火 穿戴清洁完 好的用腈橡胶或含