膜分离提氢操作规程.doc

1830工程膜分离提氢岗位

操 作 及 安 全 规 程

江苏恒盛化肥有限公司工业园区
二00九年二月十八日

说 明
必须做到：要先明确一位熟悉工艺的工程师和一位自控仪表技师配合负责该装置的开车、停车和管理。并对操作工进行培训和指导。
必须认识：膜装置的生产管理有特殊性，符合工艺指标的气体才能进入膜分离器。膜的寿命与操作管理关系密切，开停车要认真负责，操作要正确到位。有害的气体、液体进入膜分离器损坏膜表面涂层，在无声无息中失去分离效果，一旦损坏，无法修复，所以必须认识生产管理的“特殊性”。

操作及安全规程目录
一、 简介及说明
二、 工艺过程简述
三、 主要设备作用介绍
四、 主要工艺指标
五、 操作说明
六、 处理气的水洗净氨过程
七、 原料气的加热，预放空过程与置换
八、 膜分离部分的操作说明
九、 操作规程
十、 操作注意事项
十一、 软水系统的重要性及防范措施
注：处理气——从合成塔通向装置的合成放空气体
原料气——放空气经水洗去氨合格后，称原料气
成品氢——回合成系统的浓度在90%—95%氢气
尾  气——经过装置提氢后，剩下去燃烧的气体
自控阀的代号——PT1（压力）、PT2（液位）、PT3（温度）、PT4（流量）、PT5（二级压力）

一、 简介及说明
气体膜分离技术是目前世界上的高新技术。是融新材料、新工艺、新技术为一体的新产品。本公司生产的膜分离回收氢成套装置获国家级新产品证书。主要优点是：1、氢气浓度高、氢气回收率高   2、能耗低   3操作维护方便。
1.2、操作要注意二个方面：
1、不能超压差，不能倒压差（膜纤维内孔压力大于外表压力），不能超温度，氨水和带氨的气体及其它腐蚀性气体绝对不能进膜分离器。
2、要掌握开停车的操作步骤，把装置与合成系统配合操作到最佳状态。
要了解装置的工艺过程及特点，在操作过程中严格遵守操作规程，这是保证膜装置正常运转的必要前提。任何草率不负责的操作都会给膜分离器芯件带来损害。开、停车和长期停车要特别注意，操作要正确、到位。
二、 工艺过程简述
由合成送来的25～30Mpa放空气，经薄膜调节阀PT1减压到8～10Mpa左右后进入高压水洗塔。在塔中处理气所含的氨及水溶性有害物质被高压水泵送入塔中的软水吸收后，剩余的气体（原料气）进入气水分离器，稀氨水送往尿素工段解析蒸氨。气水分离器的作用把原料气中的水雾分离下来。原料气经高压孔板计量进入一级加热器。原料气由水洗后的30℃左右加热至50～55℃，然后进入膜分离器，本装置为一级分离。一级分离器由四只膜组成。经一级分离后的氢气送往压缩机三段入口回收利用。膜分离器后的尾气经PT4降压后送无动力氨回收装置制冷。
三、主要工艺指标
1、压力：
水洗塔前压力：8-10MPa
渗透氢气压力：≥1.0MPa（与压缩机三入总管压力自动平衡）
尾气压力：2.1-2.2MPa
系统压差：≤9.0MPa
2、温度：
加热器出口气体温度：50-55℃
3、液位：
软水槽液位：1/2-2/3
净氨塔液位：1/2-2/3
4、气体成分：
渗透氢气（%）：≥92%
四、 主要设备作用介绍
1、水洗塔及气水分离器
本装置中的水洗塔是用来净化处理气中的氨及水溶性有害物质，用软水在高压下将氨吸收掉。塔的上部为填料吸收段，填料层高约3米，塔的下段为氨水贮液段，液位高度由高压液位计自动控制。气水分离器是用来清除原料气中可能挟带的水雾。
2、加热器
本装置中的加热器为套管式加热器，加热介质为0.5Mpa左右的饱和蒸汽。原料气走管程，蒸汽走壳程。
3、高压水泵
    本装置中配置二台三柱高压水泵，一台使用，一台备用。每台排水量根据用户提供的设计参数确定。高压水泵往复密封是软材料，所以要严防铁屑、硬粒进泵，损坏密封。水泵电机带变频调节器，可根据需要调节电机的转速从而调节水泵水量的大小。
4、中空纤维分离器
分离器内部是一个由成千上万根中空纤维膜组成的芯件，纤维引管是由高分子材料经特殊加工而成。原料气由分离器侧口进入，沿纤维引管束外侧流动气体同纤维丝管外表面接触时气体便在纤维壁上进行溶解、渗透和扩散过程，利用各种气体溶解、渗透能力上的差异，把不同种类的气体分离出来。分离器装卸时应轻拿轻放，不得敲打和撞击，不得焊接和碰火。用户不能擅自把分离器打开。
五、 操作说明
装置的操作概括三个方面，即开车、停车程序及正常动转时的操作。
开车要牢记分二步操作：
第一步：把压力、液位、温度，自动控制开正常，并洗氨合格，在开正常的操作过程中，气体从原料气放空阀中排出。
第二步：才能把合格的原料气放进膜分离器。
开车前准备：
第一项：分别检查软水和泵系统、自控系统、气体分离系统、仪表气、蒸汽等外界公用系统是否正常，装置与各车间的联接管道是否完好，需要打开或关闭的阀门都要详细检查，有关管道彻底吹洗干净，特别是调节阀前的管道要重复吹洗干净。
第二项：对在膜分离器阀之前的设备、管道进行气体置换升压试漏。
在第一项、第二项完成后即可以进入第三项开车（以下有开车具体说明）。
本装置配备的安全联锁控制系统，对原料气超压、氨水液位的超高与超低、原料气超温均能实现联锁停车。
开车由厂部指定熟悉工艺的人员（一般由合成车间主任）负责带队开车，操作人员听从协助开车。
在操作中还要注意以下几点：
1、升温时不能一步到位，要逐步升温，靠近操作温度时要缓慢升温，升一次观察稳定后再升，一旦发现超温，要立即降温到控制温度以下。
2、减少处理量也要逐步减少，不能一步到位。
3、氨含量分析，汽液分离检查口观察，不能省掉，必须要有操作记录。
4、处理量增加的同时要做氨含量分析。
5、软水质量不合格的用户，一定要注意堵塔前的预兆（氨含量增加，汽液分离器中非冷凝水增加）。
下面对装置各部份过程的操作要求分别给出具体说明。
六、 处理气的水洗净化过程
水洗净化系统是由高压水泵、水洗塔以及气水分离器等构成。该系统主要用于净化处理气中的氨及水溶性有害物质。开车时该部份有三个操作要求：（1）输入处理气，使水洗塔升压；（2）输入软化水，进行氨吸收：（3）氨水排放，控制液位。
开车时注意以下几点：
1、水洗塔升压时速率要慢，一般应控制在0.5～0.7 Mpa/每分钟。
2、高压泵卸负起动。待塔压升至5 Mpa时，关闭高压泵导淋，软水进水洗塔。并要检查氨水输出的管道畅通。
3、打开原料气放空阀，把氨水液位（PT2）塔压（PT1）调节正常，放空量不宜过大。等PT1、PT2调节正常，原料气中氨含量在7PPM以下的同时进入下一步工作。
七、 原料气的加热、放空与置换
加热的目的是将水洗后含有饱和水蒸汽的原料气经加热远离饱和点，以免温降形成冷凝水，附在膜上降低分离效果。该部份由蒸汽降压限流装置、套管式加热器组成。把原料气的温度控制在50℃～55℃范围内。根据实际需要调节，把PT3调节正常，温度控制在规定的范围内，温度不宜过低，严禁过高，以防损坏膜分离器。在塔压、液位、温度正常之前，原料气放空阀适当打开放空。
盘装仪表的设定范围
盘装仪表的设定在8.0～10.0 Mpa（压差在9 Mpa内）
液位设定在500MM左右
温度设定在50～55℃之间
在塔压、液位、温度正常后进行氨分析，氨含量要＜7PPM才可以进入下一步开车，塔压、液位、温度三个参数的设定与控制，是自控的核心部份。
八、 膜的操作说明
膜分离器系统是把符合要求的原料气进行分离
步骤如下：
1、原料气输入，要把合格原料气由预放空切换到膜分离器中，逐渐打开进入膜分离器的手动阀，逐渐关闭预放空阀。
2、成品氢气阀、尾气阀在关闭状态，成品气，尾气的放空阀要迅速打开。这项工序的同时，膜部份的管道、容器也得到气体置换。
3、检查通往车间的成品气，尾气管道接受阀门要全开。成品气、尾气的去向管道要畅通无阻。
4、在上述三点工作完成的条件下，关闭成品气、尾气的放空阀，打开并全开成品气、尾气通往车间的使用阀，同时对管道进行气体置换。
以上三步完成了膜分离器装置的整个开车过程。开车完成后还必须进行观察一段时间。
九、 操作规程
（一）、作好开车前的准备工作，要熟悉、理解本规程中的工艺介绍和操作要求。
（二）开车程序：
1、由仪表控制柜给仪表送电，察看仪表工作状态。检查、调整仪表的各项参数，确定P、I、D，正作用、反作用开关联锁上限、下限值。由仪表技师确认自控系统工作正常。
2、输入仪表气，察看调节阀（PT1～PT5）开启状态。按盘中数据，调整校对现场自控仪表（1、2项工作由仪表负责）。
3、确定自控压力、温度、液位的给定值，出口阀先少开一点，待开车正常后再调节到恰当的位置。
4、缓慢开启升压小阀（处理气阀），按每分钟0.5～0.7 Mpa升压速率向水洗塔送气。在塔压升至7 Mpa时，微开原料气放空阀。
5、打开导淋阀起动高压泵。在塔压5 Mpa以上，把软水注入塔中，察看液位自控是否正常。也可以先开高压泵，氨水从塔底排污阀中走。
6、液位自控正常继续升压，打开蒸汽阀，向蒸汽缓冲器送汽，并同时增大原料气放空阀放空量，调节察看压力、温度自控是否正常。
7、在液位、压力、温度自控正常后（即达到给定值），取样分析氨含量，规定值氨含量小于7PPM为合格。
8、以上合格后，可以开始向分离器加压。缓慢开启进分离器阀门，升压速率按每分钟0.3～0.5 Mpa 操作。当升压到7 Mpa时，打开成品氢阀和尾气阀，关闭原料气放空阀。如第一次开车或停了一段时间再开车，要先打开成品氢，尾气的放空阀。检查成品氢和尾气的管道阀门是否畅通后，再切换到成品氢和尾气管道中。
（三）停车程序
第一个动作：关闭处理气阀（一大、一小）。在正常操作时，小阀应在关闭状态。
第二个动作：关闭进膜分离器阀，同时微开原料放空阀。

然后按下停车按钮，（PT1～PT5全部调节阀关闭，高压水泵停车，膜分离装置自动进入封闭保护状态。解除报警信号）。继续关闭（回合成）一级氢阀，微开对应放空阀，关闭尾气阀微开对应放空阀，关掉蒸汽、仪表气的来源阀，如临时停车，不要按停车按钮，水洗塔中的气体可不放空，保持5 Mpa以下。
十、 操作注意事项
装置进入正常动转，要严防麻痹大意、随意脱岗无人操作，本操作规程仅供参考，厂方可根据本说明书的要求结合本厂具体情况做出适当修改。
1、压力、液位、温度三项重要指标，任何一项失控要立即停车检修，排除故障后才能开车。
2、要定时观察多功能软水槽的液位和流量及高压水泵工作状态，如偏离正常数据，要立即查明原因排除故障。原因可能有：软水供不上，超滤装置被堵等。
3、要定时观察气液分离器是否带水，发现非正常（冷凝）有水，要查清原因，排除故障才能开车。原因可能为堵塔现象等。
4、要定时取样分析原料气的氨含量，超标要立即停车，查清原因，排除后才能开车。原因可能为有供水不足现象等。
5、在正常情况下，如发现成品氢流量突然大幅度下降或为零，要立即停车。原因有二种可能：（1）流量仪表故障。（2）膜分离器进氨水。如分离器进氨水，要迅速把氨水从分离器中排掉，并慢慢加温把分离器烘干后继续使用。
6、开车、停车和长时间停车，要特别重视！膜的损坏大部份发生在这一过程，结果“不知不觉”把膜损坏。膜涂层的损坏是微观变化，要在10万倍电镜下，才能分辨。第一次调试开车，能达到指标的膜质量肯定是好的，从来没有发现因寿命和膜质量而坏的膜，一旦损坏就无法修复。
长期停车或工厂大修后要严防氨水倒灌和其它不明有害气体进入膜分离器。
十一、软水系统的重要性及故障防范
用户要高度重视软水系统。由于软水质差以及供水、管理等方面原因，容易产生堵塔、泛塔、氨气或氨水进入膜分离器等故障，而损坏膜。
用户必须做到以下几点：
1、软水质量要达到清洁，无胶体物质、有机质、无堵塔物质。
2、软水槽中水位要保持足够的水量，严防疏忽断水。
3、高压水泵工作正常，发现渗漏，启用备泵，并及时检修和换好易损件，以便备用