变压吸附操作手册

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氯乙烯尾气净化变压吸附装置操作运行及维护说明书-1-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氯乙烯尾气净化变压吸附装置操作运行及维护说明书-2-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馏尾气装置而编写的，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。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。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。氯乙烯尾气净化变压吸附装置操作运行及维护说明书-3-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馏尾气，其组成如下：表2-1尾气组成组份C2H3ClC2H2N2+H2+其它ΣV%～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C2H3Cl、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C2H3Cl、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C2H3Cl、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馏尾气并回收C2H3Cl、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：原料气输入流量(Nm3/h)：~1200原料气输入压力(MPa)：~0.50MPa净化气：净化气杂质含量：C2H2≤120mg/m3，C2H3Cl≤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)：～0.062.2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)回收氯乙烯装置分馏尾气中的氯乙烯和乙炔，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炔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氯乙烯尾气净化变压吸附装置操作运行及维护说明书-4-续工段。减压（逆向放压及抽真空）时吸附的氯乙烯和乙炔得到解吸，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—X1X2KVX1X2程序控制切换阀按照作用所编阀门序号吸附塔代号X1X2KV-1原料气进口A～EKV-2净化气出口A～EKV-3抽空A～EKV-4均压/顺放A～EKV-5均压/终充A～EKV-6逆放A～EKV-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。氯乙烯尾气净化变压吸附装置操作运行及维护说明书-5-表2-35-1-3/VP工艺时序表及阀门开关表分周期12345A塔APP1D2D3DDV3R2R1RFRB塔1RFRAPP1D2D3DDV3R2RC塔V3R2R1RFRAPP1D2D3DDVD塔V3R2R1RFRAPP1D2D3DDE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炔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。当氯乙烯和乙炔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。⑵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。⑶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。⑷压力均衡1降(简称一均降，E1D)A塔顺向放压2步骤完成后，关闭程控阀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塔内的氯乙烯和乙炔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、KV5C。开启KV4A、KV9，使A塔出口端与均压罐V101连通进行压力均衡，A塔内氯乙烯和乙炔气体进一步浓缩，该步骤结束时A塔和均压罐V101的压力基本上达到平衡。⑹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，氯乙烯尾气净化变压吸附装置操作运行及维护说明书-6-并进一步浓缩A塔内的氯乙烯和乙炔气体，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炔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)。⑻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。⑽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。⑾压力均衡一升(简称一均升，E1R)二均升结束后，关闭KV9、KV4A。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。⑿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，氯乙烯尾气净化变压吸附装置操作运行及维护说明书-7-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。表2-44-1-2&PP/VP（连续抽空）工艺时序表分周期1234A塔APP1D2DDV2R1RFRB塔2R1RFRAPP1D2DDVC塔V2R1RFRAPP1D2DDD塔PP1D2DDV2R1RFRA氯乙烯尾气净化变压吸附装置操作运行及维护说明书-8-第三章工艺流程本装置工艺流程图见附图。氯乙烯装置分馏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)。尾气中的氯乙烯和乙炔气体被吸附