分馏塔操作及应急处理

   2024-09-18 90
核心提示:1 空分设备所属管道、机械、电器等安装完毕,校验合格。 2 所有运转机械设备,如空压机、氧压机、膨胀机、冷冻机、水泵、液氩泵等均具备起动条件,有的应先进行单机试车。 3 所有安全阀调试完毕,并投入使用。

一 空分装置起动应具备的条件:

1 空分设备所属管道、机械、电器等安装完毕,校验合格。

2 所有运转机械设备,如空压机、氧压机、膨胀机、冷冻机、水泵、液氩泵等均具备起动条件,有的应先进行单机试车。

3 所有安全阀调试完毕,并投入使用。

4 所有手动,气动阀门开关灵活,各调节阀需经调试校验。

5 所有机器、仪表性能良好,并具备使用条件。

6 分子筛吸附器程序控制调试完毕,运转正常,具备使用条件。

7 冷箱内低温设备的管道加热,吹刷完毕,并经检测合格。、

8 除V457、V458阀门打开外,空分设备所有阀门应处于关闭状态,特别要检查膨胀机喷嘴调节阀门必须处于关闭状态。

9 供电系统正常工作。

10 供水系统正常工作。

二 起动准备

起动前应对保冷箱内的管道和容器进行彻底加温和吹扫。对于低温下工作的各个部分都不能有液态水分和机械杂质存在。除分析仪表和计量仪表外,所有通向指示仪表的阀必须开启,接通温度测量仪表,并进行以下各操作步骤:

1启动冷却水系统;

2启动用户仪表空气系统及分子筛纯化器系统的切换系统;

3启动空气压缩机;

4启动空气预冷系统;

5吹扫空气管路。

吹刷的目的是除去杂质和灰尘等,并检查有没有水滴存在。吹刷用的气体是出分子筛吸附器的常温干燥空气。每一只吹除阀均打开进行吹除,一直到没有灰尘和水汽为止。

三 冷却阶段

1分馏塔冷却前必备条件

⑴ 空气压缩机已经投入正常运转。

⑵ 预冷系统已投入正常运行。

⑶ 分子筛纯化器已投入正常运行。

2启动增压透平膨胀机

⑴ 按“透平膨胀机的使用说明书”规定,做好透平膨胀机的起动准备。

⑵ 打开冷却流路各阀门。

⑶ 然后缓慢地开大喷嘴起动透平膨胀机。

⑷ 增加膨胀机的供气量,慢慢地使增压透平膨胀机达到最大气量。

⑸ 切断用户提供备用仪表空气,改用系统自身仪表空气。

3冷却分馏塔系统

冷却分馏塔的目的:是将正常生产时的低温部分从常温冷却到接近空气液化温度,为积累液体及氧、氮分离准备低温条件。

冷却开始时,压缩机排出的空气不能全部进入分馏塔,多余的压缩空气由放空阀排放大气,并由此保持空压机排出压力不变,随着分馏塔各部分的温度逐步下降吸入空气量会逐渐增加,可逐步关小放空阀来进行调节。

应特别注意的是在冷却过程中保冷箱内各部分的温差不能太大,否则会导致热应力的产生。冷却过程应按顺序缓慢地进行,以确保各部分温度均匀。

⑴ 顺序开启冷却流路的阀门

⑵ 保持空气压缩机排出压力恒定

⑶ 把分子筛纯化器的再生气路由空气流路切换到污氮气流路上,此时应特别注意空压机排压,防止因超压而引起连锁停机停泵。

⑷ 必须注意各流路通过流量,使各部分温度均匀下降,不能出现大的温差。

4增压透平膨胀机的控制

在冷却阶段,透平膨胀机的产冷量应保持最大。

在这一阶段中:

⑴ 要相继起动两台膨胀机

⑵ 膨胀机工作温度尽可能低,但不得带液

⑶ 当主换热器冷端空气已接近液化温度时,冷却阶段即告结束。

5阀门状态

⑴ 分馏塔阀门状态

分馏塔所有阀门全部处于冷却时所要求的开关状态

⑵ 空气导入

随着分馏塔内温度逐渐下降,需缓慢开大V101、V102、V103,逐渐增加空气量。

注意:分子筛吸附器压差不能过大,同时要求进分馏塔前压力PI-101与下塔空气压力PI-1的压差不能太大,使下塔压力保持不变,并随着温度下降逐渐增加膨胀量以保持最大产冷量。

⑶ 接通冷却流路:

A 第一流路,冷却主冷K和主换热器E2的氧通道,开氧放空阀V104。

B 第二流路:冷却上塔C2,过冷器E4和主换热器E1的氮通道,开纯氮出分馏塔放空阀V108。

C 第三流路,液空、液氮流路

D 第四流路,冷却粗氩塔C3、C5

E 第五流路,冷却精氩塔C4

⑷ 倒换分子筛吸附器再生气源

在空分设备起动时,分子筛的再生气体采用分子筛净化后的空气。当空分设备起动后,并有足够的再生气量时,可改用污氮流路,作为分子筛再生气体。

⑸ 起动冷箱充气系统

在空分设备冷却过程中,冷箱内温度逐渐降低,应及时起动冷箱充气系统,避免冷箱内出现负压。

⑹冷却阶段应注意事项

A. 随着冷却流路的增加,空压机应不断地增加空气量,空压机出口压力稳定在0.52Mpa,空压机控制方式应在主厂房就地控制。

B. 在整个冷却过程中应控制各部分温度,不要使温差太大。

C. 为加快冷却速度,应最大限度地发挥膨胀机的制冷能力,随塔内温度的降低逐渐增加膨胀量,调节膨胀机工况,以膨胀机出口不产生液滴为原则,尽量降低膨胀机出口温度。

D. 随着温度的下降冷箱内压力也会逐渐降低,应随时注意调节冷箱充气的流量。

E. 在冷却阶段空分阀门应处于手动控制状态。

F. 当主冷底部(或下塔底部)出现液体冷却阶段即结束。

四积液和调整阶段

所有冷箱内设备被进一步冷却,空气开始液化,下塔(或主冷)出现液体,上、下塔精馏过程开始建立,待冷凝蒸发器建立液氧液面,可开始调节产品纯度,并将产品产量设定在设计产量的70%~80%。

在液化阶段,膨胀机的出口温度尽可能保持较低,但以不进入液化区为宜。部分膨胀空气量可通过V450进入污氮气管。

1 阀门的调节

所有阀门的调节应按步骤缓慢并逐一地进行,当前一只阀门的调节取得了预期的效果以后,方可开始下一只阀门的调节。

2温度的控制

⑴ 主热交换器冷端的温度应接近液化点TI-1约为-172℃。

⑵ 其它部分温度应调节到正常生产时的规定温度。

3液体的积累

⑴ 稍开不凝气排放阀V305。

⑵ 调节空气压缩机的流量,以满足分馏塔吸入空气量的增加,并保持压缩机后的恒压,可用进口导叶和放空阀配合调节。

⑶先微开下塔液氮回流阀V11,根据主冷液氧上涨情况逐渐增加开度。

⑷取样分析初始积累的液体。如发现液体中有杂质和二氧化碳固体等,则应将液体连续排放,直到纯净为止。由于空气中含有水分,在抽取液体样品时,水分会凝结进入液体,使液体变得混浊,因此,应把抽取液体的容器罩起来。

⑸用V1阀调节下塔液空液面LIC-1,并投入自动控制,LIC-1定为~400mm。

⑹用V2阀抽取液氮送入上塔,加速精馏过程的建立。

4精馏过程的建立

⑴ 将计量仪表投入,控制产品流量为设计值的70~80%。

⑵ 调整上塔和下塔的压力,使之达到正常值。

⑶ 从阻力计上读数的上升,可知精馏过程已经开始建立。

A. 当主冷液面上升至设计值50-60%以上时,视吸入空气量和下塔压力情况调节下塔液氮回流阀V11,初步建立下塔精馏工况。

B. 根据下塔液位上升和纯氮纯度情况,调节V2。

C. 调节出分馏塔的污氮阀V109,出分馏塔的纯氮放空阀V108,及产品氧放空阀V104,使产品氧、氮达到设计值。

⑷ 操作粗氩塔

A. 缓慢开V3使回上塔的液空蒸发量增加,促使粗氩塔冷凝蒸发器工作,待粗氩塔液空出现液面时,密切注视粗氩塔阻力计PdI-701,PdI-702的变化,使其缓慢升高到额定值,AIA-705粗氩分析仪可投入使用。

B. 调整氩馏份纯度AI-701在8~12%Ar,这时主塔已达正常工况,渐开V3,使液空液面缓慢升高到额定值,工况稳定后液面计LIC-3投入自动。

C. 当粗氩塔Ⅰ液面LIC-701缓慢升到1000mm时,启动粗氩泵AP1(或AP2)将粗氩塔Ⅰ的粗液氩送入粗氩塔Ⅱ,此时V701投入自动,使LIC-701保持在800~1000mm。

D. 开启V763,并分析AIA-705气体成份,当分析结果达到要求时,方可投入精氩塔工作。

E. 从分析仪A-704取样,定期分析液空中乙炔含量,其值不得高于0.01PPm。

⑸ 当冷凝蒸发器液面达到最小规定值时,可有步骤地减少一台透平膨胀机的产冷量,如果空气压缩机的产量已经达到最大值,而下塔的压力仍有下降趋势时,应提前减少透平膨胀机的制冷量。

2.4.5 精馏工况的调整

⑴ 按制造厂说明,将分析记录仪表投入。

⑵ 按各分析点数据,利用V2对精馏工况进行调整。

⑶ 在调整时,产品取出量维持在设计值的80%左右。

⑷ 当工况稳定后,可加大产品取出量到规定值,将污气氮纯度维持在规定指标上。

⑸ 产品的产量,纯度均达到指标时,此时氧气压缩机可以启动,即逐渐把产品从放空管路切换到产品输出管路上。

⑹ 注意液氧液面,应保持稳定,不能下降,必要时可增加透平膨胀机的产冷量,所增加的膨胀气量应经V450阀旁通入污氮管路。

2.4.6 粗氩塔的调整

由于粗氩塔与主塔有着紧密联系,只有在保持主塔工况稳定于设计工况的前提下,才能开始粗氩塔正常工况调整工作。

影响粗氩塔正常工况建立的主要因素,是氩馏份的组成及热负荷发生变化,因此,粗氩塔正常工况的调整目的,就是要建立最佳的氩馏份组成及冷凝器热负荷,从而保证粗氩纯度及产量。

⑴ 氩馏份含氧量的调整

氩馏份组成的稳定性是粗氩塔正常工况建立的基础。

若氩馏份含氧量太高,将导致粗氩含氧量上升,塔板阻力会升高,且氩提取率会下降,产量减少。若含氧太低,则含氮量往往会升高,含氮量过高,会导致粗氩塔精馏工况恶化(例如产生“氮塞”)。过多的氮“入精氩塔又会增加精氩塔的精馏热负荷,并影响产品纯度。

氩馏份含氧量是通过调整主塔的正常工况来达到的,调整时一定要把主塔和粗氩塔视为一个整体来考虑,二者中有任一参数偏离正常工况往往都会引起氩馏份组成的变化,因此操作调整一定要谨慎小心,且要缓慢而行。最通用的调整方法是,在允许范围内适当增加产品氧抽出量,这样可降低氩馏份的氧含量,反之会增加氩馏份的氧含量。

特别应当指出,氮气产量,入塔空气量和压力及膨胀空气量的改变,空气纯化系统的切换,都会引起氩馏份组份的变化。在调整时,应周密考虑各种因素之间的相互影响,尽量把不可避免的干扰因素错开发生。

⑵ 液空液面的调整

粗氩塔冷凝器热负荷是根据粗氩塔阻力PdI-702指示,通过调整液空液面来实现,它将影响粗氩的产量及纯度。开大V3阀,液空液面升高,冷凝器的热负荷增加,反之减少。

⑶ 粗氩纯度的调整

粗氩纯度主要调整氩馏份来达到,适当增加冷凝器热负荷,有助于粗氩的纯度提高。

2.4.7 精氩塔的操作与调整

⑴ 操作前应具备的条件

A. 主塔及粗氩塔的工况稳定在设计工况。

B. 精氩塔已进行彻底的吹刷冷却。

C. 粗氩含氧量分析AIA-705≤2PpmO2。

D. 计器仪表和安全阀均已校好,并可随时投入使用。

E. 检查所有阀门是否灵活好用,并全部处于关闭状态。

F. 贮存系统的液氩贮槽,液氩泵及汽化器已准备就绪。

⑵ 精氩塔的操作

A. 当AIA-705≤2PPmO2时,缓慢开大V6将粗氩经液化器E6导入精氩塔。

B. 在蒸发器液面LIC-708初达10%后,,开V756全部排放积液以确保精氩纯度。

C. 在蒸发器液面LIC-708达到设计额定值时,由AIA-703分析氩纯度,若含氮量超过70PPm,则适当开大V760,直到合格为止。若氩中含氧大于10PPm,则打开V756,排放掉一部分液氩后再重新积液。

D. 当纯氩中的氧、氮含量达到要求且液面达到1200mm时,可打开V708、V709,送液氩去贮槽。

⑶ 精氩塔的调整

A. 塔内阻力稳定是精氩塔工作稳定的标志,开大V4,增加上升蒸汽量,塔内阻力增加。

B. 当塔内压力PI-702超过正常值时,V5开大,使液氮液面上升,冷凝液回流量增加,塔内压力恢复正常。

C. 定期开关或经常微开V760,排除不凝性气体。

D. 氩纯度可通过调节不凝气气量来达到。开大V760,可降低液氩中含氮量,若液氩中含氧量过高,只有打开V756排放部分液体,重新积液。

E. 应防止精氩塔出现负压,因负压会使大气中水份吸入管内使管道堵塞。

五常见分馏塔应急及处理方法

1.氧气纯度调整:氧气纯度变差可以通过减少氧气取出量,加大氮气取出量,减少膨胀量及关小V1V2,调节进塔气量等方式提高氧气纯度。

2.氮气纯度调整:氮气纯度调整可通过加大氧气取出量,减少氮气取出,开大V2调整下塔氮气纯度等来提高氮气纯度。

正常氧气和氮气纯度调整需要找到V2的平衡点来进行,产量取出要视正常工况调整,不能强行增加产量或减少产量来达到调整纯度的目的,设备刚开机时可根据实际情况决定先调整氮气纯度还是氧气纯度(如分厂先用氮气,可先调整氮气纯度,反之亦然)

3.氩气纯度调整:工艺氩纯度(含氧量)调整可通过提高氩馏份含量(8--12左右),减少工艺氩取出来提高纯度,工艺氩纯度(含氮量)调整可加大精氩底部氮气蒸发量(开大V4)来减少含氮量。

4.粗氩塔氮塞:粗氩塔氮塞会出现氩馏份突然波动,氧气纯度波动,粗氩冷凝液空升高,粗氩阻力升高,粗氩液位升高,工艺氩减少等情况,一般是因为主塔进入粗氩塔冷量(含氮)过多,粗氩塔消耗不了冷量,造成换热器不工作,主要处理方法是增大主塔下塔冷量进入上塔,减少进粗氩塔的冷量(关V3),加大工艺氩取出,排放多余的氮气,同时主塔做好氧气纯度调整,操作阀门切忌动作过大,引起工况反复。

5.精氩塔氮塞:精氩氮塞会出现冷凝液氮液位突然上升,进入精氩塔的工艺氩减少,精氩塔压力升高,消耗冷量过慢等情况,1.可开大精塔压力调节阀(V766)排放多余的氮气为精氩塔减负荷,2.关小冷凝液氮液位(开V5),3.减少工艺氩(关V6),4.减小气氮进入精氩塔底部蒸发(V4),5.开大不凝气排放及旁通阀排放多余的氮气,6.开大氮气回污氮V8,减少冷量,减轻精氩塔负荷

6.粗氩泵突然停机:粗氩泵突然停机会让过多的冷量进入粗氩塔,造成主塔冷量不足,短时间可通过加大膨胀量或开大V1V2来保持主冷液位,另一方面要预冷备用泵紧急启动保证后续工况。如粗氩泵长时间无法开启,要切断粗氩塔工况,尽量保持主塔稳定,特别要注意切断粗氩塔后,大量冷量进入上塔会破坏主塔整体工况,氧气和氮气纯度短时间会受到影响,需要按正常纯度调整来保持工况稳定。

7.膨胀机突然停机:膨胀机突然停机会出现主冷液位下降,冷量不足等现象,要快速做好备用膨胀机的开机准备工作,确认无误后启动,启动备用膨胀机后要做好氧氮纯度收到破坏的预判,提前做好调整,避免氧气氮气纯度受到影响。

8.压缩机突然停机:氧氮压机突然停机会使主塔压力瞬间升高,严重的会使主塔爆裂,应立即打开主塔氧氮气对外放空阀泄压,减少主塔压力,同时去现场氧氮压缩机泄压,查看跳停原因。


 
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