工藝技術規(guī)程.doc

第一章 工藝技術規(guī)程1.1 裝置概況1.1.1 裝置簡介1.1.1.1氣柜本廠氣柜為低壓濕式螺旋氣柜，主要由立式圓筒型水槽、兩個圓筒塔節(jié)、鐘罩和導向裝置組成。鐘罩是一個有拱頂的底部敞開的圓筒結構，在水槽和鐘罩之間是圓筒狀的活動塔節(jié)，氣體管道穿過水槽底板和水槽中的水進入鐘罩，實現氣體的輸入或輸出。該氣柜的公稱容積為30000m3，最高壓力按4kpa進行設計，各個塔節(jié)之間用掛圈相連接。1.1.1.2原料氣壓縮機螺桿壓縮機屬于容積式壓縮機，主要由機殼、陰陽轉子、同步齒輪、變速箱、電機以及其他附屬設備組成。螺桿壓縮機的主要作用是給原料氣加壓噴水降溫，分離油水后送焦爐氣預處理工序。1.1.1.3合成氣壓縮機本設備是往復式壓縮機，主要由機殼、缸套、底座、曲軸、連桿、十字頭、活塞桿、活塞 、吸氣、排氣閥、進排氣緩沖罐；及輔助設備油站、冷卻器、分離器等組成。1.1.1.4精脫硫系統(tǒng)本崗位包括：3 臺濾油槽（v0201abc）、1 臺升溫爐（f0201）、1 臺開工爐（f0202）、2臺預加氫轉化器（r0201ab）、1臺一級加氫轉化器（r0202）、1臺二級加氫轉化器（r0204）、3臺中溫脫硫槽（r0203abc）、2臺氧化鋅脫硫槽（r0205ab），1臺氮氣換熱器（e0201）、1臺氮氣冷卻器（e0202）、1臺二硫化碳槽（v0202）、4臺取樣冷卻器（e0203abcd）等設備、管道、閥門、儀表、安全聯鎖裝置。1.1.1.5合成系統(tǒng) 1.1.1.5.1合成精脫硫保護槽來自界區(qū)的原料氣在350c的溫度以及2.6 mpa(a)的壓力下供給。由于上游系統(tǒng)的操作壓力存在波動，所以界區(qū)內應提供有超壓保護，以防止前端泄壓閥的上升。當操作溫度范圍在230c至240c時，脫硫催化劑的效率最高。脫硫系統(tǒng)的良好運行十分重要，因為它能防止硫化合物后移使甲烷化催化劑中毒。為降低原料氣的溫度，首先讓它進入1號鍋爐（e0301），產生不4.1mpa(a)的壓力的蒸汽從而循環(huán)高位熱。管道防爆保護由位于交換器下游的泄壓閥實現。不能被循環(huán)進蒸汽系統(tǒng)的低位熱用于加熱1號工藝水加熱器（e0302）中的工藝水。提供有工藝側旁路來將脫硫罐（r0301）的出口溫度控制為240c。1號工藝水加熱器（e0302）的出口工藝溫度預期將在160c至230c之間變化，這取決于脫硫罐中催化劑的活性。從1號工藝水加熱器（e0302）排出的氣體隨后將進入原料氣分離罐（v0301），以對上游裝置的液體夾帶提供保護。然后使工藝氣流流入脫硫罐（r0301）。脫硫罐（r0301）是一種包含兩種催化劑的軸流式填料罐，這兩種催化劑分別是氧化鋅基puraspec 2020和銅基puraspec 2088。puraspec 2020用于硫氧化碳（cos）的水解以及h2s的去除；而puraspec 2088用于除去噻吩和硫醇（有機硫化物）以及硫氧化碳和h2s。因此當硫氧化碳和h2s的含量非常低時，將puraspec 2088催化劑放于puraspec 2020之后。由此確保puraspec 2088上所有催化劑表面均可吸附有機硫化物。當puraspec 2088非?；钴S時，它能夠催化一些副反應，包括產生甲醇。此副反應是放熱反應，在產生非常低濃度甲醇（最多2 mol%）之處趨于平衡。當催化劑的活性最高時，反應器的預期溫升為80c。脫硫床的入口溫度將大約為160c。當催化劑合成甲醇的能力降低，脫硫床的放熱曲線也將下降，因此需要升高入口溫度。重要的是要注意入口溫度不受直接控制，因為臨界溫度指的是脫硫床的出口溫度。將脫硫催化劑產生的所有副產品輸送至大型甲烷轉化器（r0302）進行分解并轉化為甲烷。采用兩個多點熱電偶來監(jiān)控脫硫床的溫度曲線。由示范跳閘系統(tǒng)（esd）提供對催化劑床的保護。它包括穿過催化劑床位于其出口的高高溫跳閘以及位于催化劑床出口的低低流量跳閘和高高壓力跳閘。緊急減壓裝置對位于原料換熱器（e0303）下游的火炬放空對脫硫槽提供終極保護。為了監(jiān)控原料氣的硫含量，在脫硫罐（r0301）的上游和下游提供了采樣點。在線分析儀位于脫硫床的出口處，它提供了總硫含量（未給出硫化學形態(tài)）。1.1.1.5.2大量甲烷化將脫硫后的原料氣輸送至原料氣換熱器（e0303），并通過輔助甲烷轉化器（r0303）的廢氣流對原料氣進行加熱。然后再進入大型甲烷轉化器（r0302）之前將該氣流與壓縮循環(huán)氣混合。大型甲烷轉化器（r0302）的入口溫度非常關鍵，它受到循環(huán)換熱器（e0305）上旁路的控制，該循環(huán)換熱器位于循環(huán)氣管線的上游。大型甲烷轉化器（r0302）的所需入口溫度為320c。大型甲烷轉化器（r0302）是一種軸流固定床絕熱反應器，其中裝有預還原的甲烷催化劑。由于此反應器的操作溫度較高，所以其碳鋼外殼帶有耐火襯里。該甲烷化反應會大量放熱。根據循環(huán)氣的流量確定大型甲烷轉化器（r0302）的出口溫度，并通過循環(huán)壓縮機（c0301）上的入口導流葉片的位置對其進行調節(jié)。出口溫度取決于原料氣的成分；當調節(jié)循環(huán)氣流量時，溫度將在500c至606c之間變化。將熱出口氣流輸送至2號鍋爐（e0304），產生4.1mpa(a)的蒸汽從而循環(huán)高位熱。管道防爆保護由位于交換器下游的泄壓閥實現。2號鍋爐（e0304）周圍提供有旁路，用于控制輔助甲烷轉化器（r0303）的入口溫度。然后將氣體輸送至循環(huán)換熱器（e0305），用于加熱殼程上的循環(huán)氣。氣流在離開循環(huán)換熱器（e0305）時被分為兩部分。將第一部分氣流輸送至輔助甲烷轉化器（r0303），進行進一步的甲烷化反應。第二部分經鍋爐給水換熱器，2號熱水換熱器，在經循環(huán)氣分液罐經循環(huán)壓縮機（c0301）加壓后循環(huán)至大型甲烷轉化器（r0302）。1.1.1.5.3氣體循環(huán)對于循環(huán)至大型甲烷轉化器（r0302）的那部分氣體，首先進行降溫，以降低氣體的含水量。將大量水循環(huán)至大型甲烷轉化器（r0302）將會改變甲烷形成的平衡反應，同時增加壓縮機所需的循環(huán)功率，二者均是不需要的。然而，必須循環(huán)最少量的水，以防止在催化劑上形成碳。通過循環(huán)壓縮機（c0301）的入口溫度控制循環(huán)氣的含水量。將離開循環(huán)換熱器（e0305）管程的循環(huán)氣輸送至鍋爐給水加熱器（e0306），從而將熱量循環(huán)至蒸汽系統(tǒng)。鍋爐給水加熱器（e0306）配備有工藝側旁路，該旁路被用于控制鍋爐給水出口溫度。交換器下游的工藝管線上配備有泄壓閥，以防止管道爆破。將鍋爐給水加熱器（e0306）排出的工藝氣體輸送至2號工藝水加熱器（e0307）。提供有工藝側旁路來控制循環(huán)壓縮機（c0301）的入口溫度。將循環(huán)分離罐（v0302）中的工藝冷凝液輸送出界區(qū)。開車冷卻器（e0308）在正常運行期間不會進行冷卻。在正常運行期間，將流至殼程的冷卻水關閉，同時排出殼程內的水，并對殼程進行氮氣吹掃。通過壓縮機入口導流葉片控制循環(huán)流量。1.1.1.5.4輔助甲烷化將離開循環(huán)換熱器（e0305）的剩余部分氣體在280c溫度下供應至輔助甲烷轉化器（r0303），進行進一步的甲烷化反應。入口溫度固定不變，并受到2號鍋爐（e0304）上內部旁路的控制。因為下游的交換器（循環(huán)換熱器e0305）也帶有控制溫度的旁路，所以控制器可能會不穩(wěn)定。大型甲烷轉化器（r0302）將大部分的碳氧化物轉化為甲烷。要求輔助甲烷轉化器（r0303）轉化剩余低含量的碳氧化物，以盡量增加產品的甲烷含量。該甲烷轉化器出口溫度遠低于大型甲烷轉化（r0302）的出口溫度，并受到反應平衡常數支配。輔助甲烷轉化器（r0303）排出的熱氣被用于加熱原料換熱器（e0303）中的新鮮原料氣。不能被循環(huán)進原料氣的低位熱被用于加熱3號工藝水加熱器（e0309）中的工藝水，而剩余熱量則通過產品冷卻器（e0310）中的冷卻水去除。產品甲烷化氣在40c飽和狀態(tài)下從甲烷化裝置排出。將合成天然氣中的工藝冷凝液在產品分離罐（v0303）中清除，并輸出界區(qū)。1.1.1.5.5蒸汽系統(tǒng)從界區(qū)引進鍋爐給水，并在鍋爐給水加熱器（e0306）中加熱。通過fv0309控制器控制鍋爐給水流量，該流量根據蒸汽流量以及罐中的液位變化進行計算得出。通過工藝側旁路控制鍋爐給水加熱器（e0306）的出口溫度，該旁路在蒸汽包（v0304）中將水加熱到比飽和溫度低10c。溫度設定值根據蒸汽包的壓力計算得來。此控制方式最大化地將熱量循環(huán)至蒸汽系統(tǒng)中，同時在鍋爐給水進入蒸汽包（v0304）時防止鍋爐給水閃蒸（將會影響操作）。鍋爐給水加熱器（e0306）排出的鍋爐給水被供應至蒸汽包（v0304）。循環(huán)工藝裝置中的高位熱，并將其用于1號鍋爐和2號鍋爐（e0301和e0304）產生蒸汽。這些鍋爐是自循環(huán)系統(tǒng)，通過一系列上升管和降液管將它們連接至蒸汽包（v0304）。然后使用蒸汽過熱器（x0303）對產生的蒸汽進行過熱。它是一種自然通風式火焰加熱器。在3.92 mpa(g)的壓力和450c的溫度下將過熱蒸汽輸出。使用蒸汽包加藥裝置（x0302）添加化學品以及通過蒸汽包（v0304）的連續(xù)排污來保持蒸汽和水的質量。在排污冷卻器（e0311）中冷卻排出的污水，并將污水排至界區(qū)外。提供有低低和高高示范跳閘系統(tǒng)，用來防止鍋爐管道水外露，同時防止水進入蒸汽過熱器（x0303）對交換器造成損壞。1.1.1.5.6開車系統(tǒng)開車系統(tǒng)包括一些專用開車線路、工藝線路以及工藝設備。提供有三個獨立回路，以允許脫硫系統(tǒng)、大型甲烷化系統(tǒng)和輔助甲烷化系統(tǒng)之間的循環(huán)。同時還允許對催化劑床加熱。然而，重要的是每個系統(tǒng)可與其它系統(tǒng)分離，以便獨立進行以下工序：脫硫催化劑的還原；脫硫催化劑的氧化；主甲烷催化劑的蒸汽吹出；副甲烷催化劑的蒸汽吹出；1.1.1.5.6.1脫硫開車系統(tǒng)下圖顯示了脫硫開車系統(tǒng)：to steam drum至蒸汽包pwr純凈水回水bfw import鍋爐給水進口pws純凈水供應cwr冷卻水回水instrument air儀表空氣to steam drum至蒸汽包from steam drum來自蒸汽包pws純凈水供應pwr純凈水回水cws冷卻水供應lp nitrogen低壓氮氣feed gas原料氣from來自to至圖2.1：脫硫開車系統(tǒng)還原puraspec 2088脫硫催化劑以氧化形式供應，且一旦裝載催化劑后需要對其進行還原。使用循環(huán)壓縮機（c0301）對熱低壓氮氣和原料氣（包含氫氣和一氧化碳還原劑）的混合物進行循環(huán)，從而達到這一目的。首先將低壓氮氣引入壓縮機吸氣端，將脫硫開車系統(tǒng)的壓力增至0.8mpa(a)。一旦循環(huán)壓縮機（c0301）開始進行氮氣循環(huán)后，使用開車加熱器（x0301）將催化劑床加熱到100c，保持至少30分鐘，以確保完全清除催化劑上的游離水。然后在50c/h的速度下將催化劑床的溫度增加至130c。通過專用開車管線將一小股原料氣引入1號工藝水加熱器（e0302）的上游。脫硫床滿溢之后以及將氣體循環(huán)至循環(huán)壓縮機（c0301）吸氣端之前，先后在2號工藝水加熱器（e0307）和開車冷卻器（e0308）中對氣體進行冷卻。注意還原應在低還原劑濃度的條件下低速進行，因為這能使催化劑的活性表面面積、吸附面積和壽命增至最大。提供有與還原相關的放熱曲線，并應對其進行嚴密監(jiān)視。還原期間，原料氣中包含的惰性氣體將使系統(tǒng)壓力升高。為維持系統(tǒng)壓力，在壓縮機的吸入管線中提供有火炬線。還原結束后，必須馬上通過循環(huán)壓縮機（c0301）上游管線把脫硫開車系統(tǒng)的氫氣和碳氧化物弛放至火炬，然后保持氮氣正壓。to steam drumpwrbfw importpwspwrinstrument airto steam drumfrom steam drumpwspwrcwslp nitrogenfeed gasfromtofrominstrument airpwsfrom steam rum氧化脫硫催化劑在還原狀態(tài)下是自燃的。當需要排出或替換脫硫催化劑時，首先必須進行氧化工序。氧化工序與還原工序相似，但它的操作溫度更低（大約100c），且將儀表空氣（而非原料氣）引入1號工藝水加熱器（e0302）的上游。氧化期間，必須使系統(tǒng)遠離火炬。應通過手動排氣（排氣口位于壓縮機上游）至大氣來控制系統(tǒng)壓力。1.1.1.5.6.2大型甲烷轉化器開車系統(tǒng)下圖顯示了大型甲烷轉化器開車系統(tǒng)：to steam drum至蒸汽包pwr純凈水回水bfw import鍋爐給水進口pws純凈水供應cwr冷卻水回水frpm來自cws冷卻水供應lp nitrogen低壓氮氣from steam drum來自蒸汽包to steam drum至蒸汽包to至圖2.2：大型甲烷轉化器開車系統(tǒng)下圖顯示了大型甲烷轉化器開車系統(tǒng)：to steam drum至蒸汽包pwr純凈水回水bfw import鍋爐給水進口pws純凈水供應cwr冷卻水回水cws冷卻水供應lp nitrogen低壓氮氣from來自from來自圖2.3：輔助甲烷轉化器開車系統(tǒng) 1.1.1.5.6.3開車脫硫催化劑還原結束之后，必須對系統(tǒng)進行氮氣吹掃，以清除所有殘余氫氣和碳氧化物。吹掃結束之后，整個系統(tǒng)必須重新裝滿低壓氮氣，并將氮氣引至循環(huán)壓縮機（c0301）的吸氣端。然后使用循環(huán)壓縮機（c0301）使氮氣流經開車加熱器（x0301）并直接流向三個開車回路。通過每個回路入口處的控制閥控制流至各個床體的氣流。調節(jié)流量，以允許控制罐體的加熱速度。脫硫系統(tǒng)、大型甲烷轉化器系統(tǒng)和輔助甲烷轉化器系統(tǒng)之間的質量比應大約為3:6:1，以使各個脫硫床的加熱速度相似。床體加熱速率應最高為50c/h。當床溫達到200c之后，保持4至24小時，以清除催化劑空隙中的游離水。進一步升溫之前，應使用1號工藝水加熱器（e0302）旁路將脫硫出口溫度控制為160。一旦脫硫罐（r0301）的溫度達到160c，在50c/h的速度下將開車加熱器（x0301）的出氣溫度升至350c。應繼續(xù)加熱，直到大型甲烷轉化器（r0302）的出口溫度達到320c且輔助甲烷轉化器（r0303）的出口溫度達到280c。對來自三個系統(tǒng)的氣體進行循環(huán)，并冷卻至40c，以防止氣體在冷床上發(fā)生冷凝。由2號工藝水加熱器（e0307）和開車冷卻器（e0308）進行冷卻，正常運行時二者應分開操作。1.1.1.5.6.4停車正常停車期間，當催化劑未改變時，使用低壓氮氣來對工藝氣體系統(tǒng)進行吹掃。應將上游和下游的催化劑床分開，并將其壓力保持為正氮氣壓，以防止空氣進入。1.1.1.5.6.5甲烷化催化劑氧化甲烷化催化劑在還原（活躍）狀態(tài)下是自燃的，排出催化劑之前，必須使用過熱蒸汽分別對這兩個甲烷轉化器催化劑進行氧化。大型甲烷轉化器從界區(qū)引出過熱蒸汽并將其供應至大型甲烷轉化器（r0302）。在2號工藝水加熱器（e0307）和開車冷卻器（e0308）中冷凝之前，先使蒸汽經過2號鍋爐（e0304）進行冷卻。將冷凝蒸汽輸送出 界區(qū)。應對每個床體進行至少24小時的蒸汽吹出。輔助甲烷轉化器從界區(qū)引出過熱蒸汽并將其供應至輔助甲烷轉化器（r0303）。為防止2號工藝水加熱器（e0307）出現高溫，將鍋爐給水注入2號工藝水加熱器（e0307）上游的蒸汽中，對蒸汽進行降溫。在2號工藝水加熱器（e0307）和開車冷卻器（e0308）中對蒸汽進行冷卻和冷凝。將冷凝蒸汽輸送至界區(qū)。應對每個床體進行至少24小時的蒸汽吹出。1.1.2 工藝原理與生產過程1.1.2.1（氣柜）焦爐煤氣產生量是波動的，而焦爐煤氣制液化天然氣裝置的生產用氣要求相對穩(wěn)定，因此，在焦爐煤氣供應系統(tǒng)設計中必須采取有效的穩(wěn)壓措施。到目前為止，設置煤氣柜是實現穩(wěn)定煤氣收集和保證后系統(tǒng)壓力的最好措施。本廠采用濕式螺旋氣柜，對原料焦爐氣起著穩(wěn)定供氣的緩沖作用，可以有效地協調氣源與后續(xù)工序用氣之間的動態(tài)平衡保證生產穩(wěn)定高效運行。當煤氣盈余時，煤氣柜通過鐘罩的上升將多余煤氣儲存起來；當煤氣不足時，通過氣柜鐘罩的下降將貯存在氣柜中的煤氣釋放出來，以此來穩(wěn)定用戶的用氣量。1.1.2.2原料氣壓縮機螺桿壓縮機其工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮和排氣三個過程，其工作原理如下：1.1.2.2.1吸氣過程螺桿式壓縮機的進氣側吸氣口，必須設計得使壓縮室可以充分吸氣，而螺桿式壓縮機并無進氣與排氣閥組，進氣只靠入口閥的開啟、關閉調節(jié)，當轉子轉動時，主副轉子的齒溝空間在轉至進氣端壁開口時，其空間最大，此時轉子的齒溝空間與進氣口的氣體相通，因在排氣時齒溝之氣體被全數排出，排氣結束時，齒溝乃處于真空狀態(tài)，當轉到進氣口時，外界氣體即被吸入，沿軸向流入主副轉子的齒溝內，即完成（吸氣過程）。當氣體充滿整個齒溝時，轉子之進氣側，端面轉離了機殼之進氣口，在齒溝間的氣體即被封閉。1.1.2.2.2壓縮及噴水過程在輸送過程中，嚙合面逐漸向排氣端移動，亦即嚙合面與排氣口間的齒溝間漸漸減小，齒溝內之氣體逐漸被壓縮，壓力提高，即完成（壓縮過程）。而壓縮同時軟化水亦因壓力差的作用而噴入壓縮室內與室內輸送氣混合。1.1.2.2.3排氣過程當轉子的嚙合端面轉到與機殼排氣相通時，此時壓縮氣體之壓力最高，被壓縮之氣體開始排出，直至齒峰與齒溝的嚙合面移至排氣端面，此時兩轉子嚙合面與機殼排氣口之齒溝空間為零，即完成（排氣過程）。在此同時轉子嚙合面與機殼進氣口之間的齒溝長度又達到最長，其吸氣過程又在進行，重復上述動作。1.1.2.3（合成氣壓縮機）4m20-63.6/3.9-28型往復壓縮機為雙作用式壓縮機。這種壓縮機當壓縮機活塞在氣缸中往返一次，有2次吸氣過程和2次排氣過程其壓縮過程共分三部，即吸氣、壓縮和排氣。吸氣:當活塞向左移動時,活塞右側氣缸內氣體體積增大，壓力下降，當壓力降到稍小于進氣管中的氣體壓力時，進氣管中的氣體便頂開右側吸入閥門進入氣缸，活塞右側氣缸體積增大缸內壓力降低，出口閥門自動關閉，出口管中的氣體不能流回缸內，因為閥門有止逆作用：壓縮:當活塞繼續(xù)向左運動時活塞左側氣缸內體積減小壓力也隨之上升,因閥門有止逆作用氣缸內氣體也不能倒回進氣管中。排氣:由于活塞左側氣缸內的氣體壓力升高到稍大于出口管中氣體壓力時,氣缸中的氣體便頂開出口閥門彈簧而壓入出口管中,并繼續(xù)壓縮，活塞移至左邊末端(又稱左死點)為止,然后活塞又開始向右移動,重復上述動作,也就是說無論活塞向左或向右移都能同時吸入和壓出氣體。1.1.2.4精脫硫系統(tǒng) 1.1.2.4.1. 鐵鉬加氫轉化催化劑該催化劑以鐵、鉬為主要活性組分。主要用于co含量在10%以下的原料氣中有機硫的加氫轉化，脫除有機硫的過程，同時也對氣體中所含烯烴進行加氫飽和，以保護后工段各種催化劑的正常使用。當原料氣中co含量在10%以上時一氧化碳副反應比較明顯，催化劑床層的溫升較大。催化劑對有機硫及烯烴的加氫轉化反應：rsh + h2 = rh + h2s +qc4h4s + 4h2 = c4h10 + h2s+qcs2 + 2h2 = c + 2h2s+qcos + h2 = co + h2s+qc2h4 + h2 = c2h6c3h6 + h2 = c3h8r-s-r+2 h2 = rh + rh + h2s2h2 + o2 = 2h2o生產中鐵鉬加氫轉化觸媒在進行上述反應的同時還存在以下副反應c2h4= ch4 + cco + 3h2 = ch4 + h2o+q轉化反應及副反應均為放熱反應，操作過程中要控制好催化劑床層的溫升。鐵鉬加氫轉化觸媒使用前必須進行硫化才有催化作用，硫化態(tài)的鐵鉬一旦遇氧即可發(fā)生氧化反應并放出大量熱。1.1.2.4.2. 鎳鉬加氫轉化催化劑該催化劑是以-氧化鋁為載體，載有鎳、鉬活性組分。主要用于含烯烴或co、co2 較高的各種原料氣，尤其適用焦爐煤氣的加氫轉化過程，和氧化鋅脫硫劑串聯使用，可將焦爐煤氣中的總硫脫除至0.1ppm以下。催化劑對有機硫及烯烴的加氫轉化反應：（硫醇）rsh + h2 = rh + h2s +q（噻吩）c4h4s + 4h2 = c4h10 + h2s +q（二硫化碳）cs2 + 2h2 = c + 2h2s +q（硫氧化碳）cos + h2 = co + h2s +q（乙烯）c2h4 + h2 = c2h6（丙烯）c3h6 + h2 = c3h8生產中鎳鉬加氫轉化觸媒在進行上述反應的同時還存在以下副反應c2h4 = ch4 + cco + 3h2 = ch4 + h2o +q轉化反應及副反應均為放熱反應，操作過程中控制好催化劑床層的溫升。鎳鉬加氫轉化觸媒使用前必須進行硫化才有催化作用，硫化態(tài)的鎳鉬一旦遇氧即可發(fā)生氧化反應并放出大量熱。1.1.2.4.3. 中溫氧化鋅脫硫劑該脫硫劑是以活性氧化鋅為主的寬溫（200400）脫硫劑。主要用于各種原料氣中硫化氫的脫除。對含有較復雜成份的有機硫化物的原料氣，該催化劑與有機硫加氫催化劑連用，可使出口硫含量降至0.1ppm以下。中溫氧化鋅脫硫劑脫硫的化學反應如下：h2s + zno = zns + h2o同時對硫氧化碳、二硫化碳等簡單的有機硫化物也有轉化和吸收能力。1.1.2.4.4.高效吸油劑高效吸油劑是以優(yōu)質硅酸鹽為載體，添加催化劑，以成型、干燥、焙燒、活化制成，具有空隙大，吸附能力強，油容量大，機械強度高，不脫h2s，在高溫、高壓及水浸的情況下不粉化、不泥化等特點。主要用于各種原料氣中油的吸附，保護后工段的催化劑等，以延長催化劑使用壽命和保持高活性。1.1.2.5(合成系統(tǒng)) 合成工段甲烷化是將凈化工段送來的凈化焦爐氣體（以后簡稱凈化氣）中所含的 co、co2加h2在催化劑存在下生成ch4和h2o，化學反應方程式為： co +3h2 ch4+h20 +206 kj/mol co2+4h2 ch4+2h20 +165 kj/mol由上述方程式可知，此反應為可逆、體積縮小的、強放熱反應。在一定的條件下，還有以下副反應發(fā)生： 積碳反應：co+co = co2+c 羰基鎳反應：ni+4co = ni(co)4這些副反應不僅影響甲烷化催化劑的活性，而且羰基鎳的生成對人體有害，積碳反應可能引起反應器飛溫，并且會降低催化劑的活性，所以一定要避免這些副反應發(fā)生。1.1.3工藝流程說明1.1.3.1(氣柜) 從永順焦化來的焦爐煤氣經過氣柜進口水封進入氣柜，然后再經過出口水封送至原料氣壓縮機。管網中焦爐煤氣過剩時，焦爐氣氣柜頂部被頂起，焦爐氣氣柜起貯存管網中過剩焦爐氣的作用。當氣柜頂部上升到氣柜貯量90%時，聲光高限報警，并與氣柜進口緊急切斷閥和放空閥聯鎖，實現安全放散。當管網中焦爐氣不足時，由氣柜內焦爐氣補充，隨之氣柜頂部下降，當氣柜頂部下降到氣柜貯量達10%時，聲光低限報警，并與原料氣壓縮機低限聯鎖，原料氣壓縮機入口緊急切斷閥關閉，螺桿機連鎖停車。當氣柜進口氧含量大于0.7%時，聲光高高限報警并與氣柜進口緊急切斷閥和放空閥連鎖，實現安全放散1.1.3.2(原料氣壓縮機) 1.1.3.2.1氣相流程由氣柜崗位來的4kpa ，35焦爐煤氣依次經進口錐形過濾器、消音器、進氣膨脹節(jié)后進入螺桿式壓縮機，壓縮后的氣體依次經穩(wěn)流器、排氣膨脹節(jié)、出口消音器、冷卻器、分離器，分離油水后的氣體以0.45mpa壓力送預處理工序。同時在出口消音器與分離器之間的管道設置了緊急回路管道，主電機停車，緊急回路打開；并在分離器后的出口管道設置了旁路管道，用于氣量調節(jié)。1.1.3.2.2油流程循環(huán)油箱內的機械油，由螺桿油泵(主、輔油泵)提壓后，經冷卻器，雙聯油過濾器，分三路送出：一路送入油分配器，依次送入機體前后軸承、同步齒輪，同時部分油送入電機軸瓦，潤滑后的油經回油管流回油箱，如此循環(huán)使用；另一路直接送入高位油箱，溢流出來的油再返回循環(huán)油箱內。潤滑油的壓力和流量通過油泵旁路閥和低壓溢流閥來控制，當油壓達到0.3mpa以上，壓縮機才允許啟動。在運轉過程中，如果油壓低于0.25mpa，壓縮機就會報警；當油壓低于0.2mpa, 壓縮機即聯鎖停車。1.1.3.2.3循環(huán)水流程來自本崗位循環(huán)上水總管的循環(huán)水分別進入各臺螺桿壓縮機噴水后冷卻系統(tǒng)，氣體后冷卻器，油冷器，電機，機身冷卻，進行冷卻后，各機組循環(huán)回水分別匯流至回水總管。1.1.3.2.4噴水流程螺桿壓縮機噴水冷卻系統(tǒng)利用工藝氣的背壓實現封閉內循環(huán)。來自本崗位的軟化水噴入螺桿壓縮機內進行氣體冷卻，保證出口溫度小于100，防止內部結焦。從機體出來后的軟化水同氣體一起依次流經出口穩(wěn)流器、排氣膨脹節(jié)、出口消音器、后冷卻器、分離器、軟水過濾器、軟化水自動控制閥組進行內部循環(huán)。主機啟動或分離器液位底時，打開補液閥（df-0121），將外界來的軟化水補入軟化水噴水循環(huán)系統(tǒng)，主機停車或分離器液位高時，關閉補液閥（df-0121）；分離器液位正常時，噴液閥（df-0123）打開，主機停車時，關閉噴液閥（df-0123）；分離器液位高時，打開分離器排液閥（df-0122），分離器液位正常時，關閉分離器排液閥（df-0122）。1.1.3.2.5氮氣密封氣流程來自本崗位的氮氣密封氣通過調節(jié)閥（pdcv-0123）維持密封氣與參考壓力之間差壓恒定，從螺桿壓縮機進、排氣端軸封出來的密封氣分別進入進氣端集油器和排氣端集油器收集油污后，從集油器的上部高點放空口排出1.1.3.3(合成氣壓縮機) 1.1.3.3.1氣管路流程由粗脫硫崗位來的0.39mpa 40焦爐煤氣經由進氣總管過濾器進入一級進氣緩沖器和缸體，經一級氣缸壓縮后通過一級排氣緩沖器、一級冷卻器、一級分離器進入二級進氣緩沖器和二級缸體，經二級氣缸壓縮后通過二級排氣緩沖器、二級冷卻器、二級分離器進入三級進氣緩沖器，經三級氣缸壓縮后通過三級冷卻器、三級分離器最終進到排氣總管以2.8mpa壓力送至精脫硫工段。1.1.3.3.2油管路流程循環(huán)油箱內的機械油，由齒輪油泵(主、輔油泵)提壓后，經冷卻器，油過濾器，分二路送壓縮機：一路送入十字頭、滑履、十字頭銷、連桿小頭襯套、經連桿中心孔至大頭瓦流回機身油池；另一路送入機身主軸承，潤滑后的油經回油管流回油箱，如此循環(huán)使用。1.1.3.3.3水管路流程來自本崗位循環(huán)上水總管的循環(huán)水分別進入各臺活塞壓縮機一至三段缸體水套，缸頭及填料冷卻系統(tǒng)，一至三段冷卻器，油冷器，電機，進行冷卻后，各機組循環(huán)回水分別匯流至回水總管。1.1.3.4精脫硫系統(tǒng) 來自壓縮工段的焦爐煤氣溫度40，壓力2.8mpa，首先進入三臺串并聯濾油槽，過濾掉焦爐煤氣中的焦油和霧滴后送至升溫爐對流段，提溫到200300后的氣體進入兩臺并聯預加氫轉化器，在催化劑的作用下，焦爐煤氣中的不飽和烴、有機硫化合物（cos、硫醚、硫醇等）、微量氧與氫氣發(fā)生反應，焦爐煤氣中的不飽和烴轉化為飽和烴、有機硫轉化為易于脫除的h2s，經預加氫轉化器后將有機硫轉化為無機硫。預加氫轉化器出來的氣體進入一級加氫轉化器，在催化劑作用下進一步加氫轉化，然后進入三臺串并聯中溫脫硫槽，將無機硫吸收。中溫脫硫槽出來的焦爐煤氣仍然不能滿足甲烷合成催化劑對硫含量的要求，需要對噻吩等有機硫進一步加氫、精脫硫處理。焦爐煤氣進入二級加氫轉化器，在催化劑作用下進一步加氫轉化，有機硫的轉化率99%，幾乎完全轉化為無機硫。二級加氫轉化器出口的焦爐煤氣通過兩臺串并聯的氧化鋅脫硫槽將h2s 吸收，最終出氧化鋅脫硫槽的焦爐煤氣中總硫量為0.1ppm 以下，出氧化鋅脫硫槽的氣體壓力為2.5mpa，溫度約為350送往甲烷合成工段。1.1.3.5合成系統(tǒng)1.1.3.5.1主流程簡述 來自精脫硫段的凈化氣壓力約為2.5mpa，溫度350，流量30000nm/h，其中co、co2含量分別為7.8%、2.8%。首先進入起保護作用的e0301的管程與vo3o4下降水換熱降溫，出e0301氣體溫度272，壓力2.37mpa進入eo3o2管程與殼程鍋爐工段來的熱水溫度60，壓力0.5mpa繼續(xù)換熱降溫，出eo3o2溫度230，壓力2.33mpa進入vo3o1分離冷凝水后進入r0301進一步脫硫，出ro3o1總硫含量5ppb，溫度240，壓力2.30mpa進入eo3o3a/b殼程與管程ro3o3出口溫度290，壓力2.01mpa的產品氣進行換熱，e0303a/b殼程出口原料氣溫度265，壓力2.26mpa進入ro3o2進行甲烷合成反應，入口溫度320，壓力2.21mpa，流量56795nm/h，甲烷合成反應方程式如下：co + 3h2 = ch4 + h2oco2 + 4h2 = ch4 + 2h2o出r0302氣體溫度約為577，壓力2.14mpa進入e0304管程與殼程vo3o4下降水換熱，出eo3o4的氣體溫度404，壓力2.11mpa進入e0305的管程，與殼程來自c0301的溫度124，壓力2.25mpa的循環(huán)氣換熱，原料氣換熱到溫度280，壓力2.07mpa，流量23536nm/h進入r0303，殼程循環(huán)氣換熱到373，壓力2.23mpa進入r0302進一步反應，出r0303反應器溫度290，壓力2.01mpa進入e0303a/b管程與殼程ro3o1來的原料氣換熱，管程氣體降溫到溫度261，壓力1.97mpa進入eo3o9的管程與殼程鍋爐來的循環(huán)熱水換熱，溫度降到80，壓力1.94mpa進入e0310的管程與殼程循環(huán)冷卻水換熱降溫，溫度降到40，壓力1.85mpa進入v0303分離冷凝液，出v0303產品氣溫度40，壓力1.85mpa，流量20868nm/h，總硫小于5ppb進入液化工段。1.1.3.5.2循環(huán)氣流程由e0305管程出來的一部分氣體進入eo3o6管程與殼程溫度104，壓力5.0mpa的鍋爐水換熱降溫，將鍋爐水預熱到工藝要求后加入vo3o4，然后進入eo3o7管程與殼程循環(huán)熱水換熱降溫到110，壓力2.0mpa，然后進入v0302分離冷凝液后進入co3o1加壓，co3o1出口壓力2.25mpa溫度124，流量26795nm/h,分三路：第一路進入e0305的殼程換熱到溫度373，壓力2.23mpa，與原料氣混合進入ro3o2進口第二路進入x0301（開車時用，平時不用），加熱后分三路，一路進入eo3o2，用做ro3o1的升溫氣，一路進入ro3o2做升溫氣，一路進入ro3o3做升溫氣。第三路去e0307調節(jié)循環(huán)氣出口流量1.1.3.5.3蒸汽系統(tǒng)流程簡述本裝置有兩套蒸汽系統(tǒng)：一路是原始開車時鍋爐外送的中壓過熱蒸汽，目的是防止主甲烷塔積碳對催化劑的活性造成損害。另一路是合成汽包自產蒸汽，通過汽包自循環(huán)，回收eo3o1、e0304的上升蒸汽，達到3.92mpa壓力外送，通過xo3o3過熱到450度送往液化工段。1.1.3.5.4工藝熱水流程簡述來自鍋爐溴化鋰機組的工藝熱水，壓力0.4mpa，溫度68，分別通過eo3o1、eo3o4、eo3o9，通過調節(jié)上水流量和換熱器的旁路，將回水溫度控制在130，送往溴化鋰機組制冷，溴化鋰機組回收熱量后，在經循環(huán)熱水泵加壓0.4mpa送往合成工段，如此循環(huán)使用。1.1.3.5.5循環(huán)冷卻水流程簡述來自鍋爐工段的循環(huán)冷卻水，壓力0.4mpa，溫度25，分別送往e0310、e0311、e0308（開車時用，平時不用），對各工藝介質冷卻后，溫度小于40，壓力0.25mpa送往循環(huán)冷卻水系統(tǒng)加壓，如此循環(huán)使用。1.1.4工藝原則流程圖1.2工藝指標1.2.1原料指標組分ch4h2coco2n2o2cmhnv%25.4856.2010.03.223.00.51.60組分h2s nh3油類萘有機硫苯mg/nm30010010030040020001.2.2半成品、成品指標sng:co 0%co2 小于300ppm總s 小于20ppb氫氣 28.4mol% 甲烷 66.07mol% 氮氣 5.1mol% 水 0.34 mol% 1.2.3公用工程指標1.2.4主要操作條件1.2.4.1氣柜指標工作壓力4kpa工作溫度35升降速率0.4-1.5m/min1.2.4.2原料氣壓縮機指標1.2.4.2.1壓力入口壓力0.0010.004mpa(g)排氣壓力0.45mpa(g)循環(huán)油壓0.350.4mpa(g)密封氣壓0.6-0.80mpa(g)軟化水進水壓力0.40mpa(g)氣體入口過濾器壓差0.15kpa密封氣壓差0.10mpa油過濾器壓差0.05mpa1.2.4.2.2溫度進氣溫度35排出溫度90壓縮機軸承溫度65電機定子溫度90循環(huán)油總管溫度45循環(huán)油箱溫度45循環(huán)水上水溫度32電機軸承溫度651.2.4.2.3其它工藝指標循環(huán)油箱油位1/2-2/3集油器1/2-2/3氣水分離器液位1/2-2/3壓縮機軸振動120m壓縮機軸位移0.8mm1.2.4.3合成氣壓縮機指標1.2.4.3.1壓力一段入口0.39mpa一段出口0.885mpa二段入口0.885mpa二段出口1.65mpa三段入口1.65mpa三段出口2.8mpa循環(huán)油壓0.40mpa油過濾器壓差0.15 mpa冷卻水壓力0.40mpa氮氣壓力0.6mpa一級安全閥起跳壓力1.0 mpa二級安全閥起跳壓力1.85mpa三級安全閥起跳壓力3.08 mpa1.2.4.3.2溫度各級吸入溫度40一出溫度108二出溫度95三出溫度88主軸承溫度65填料法蘭外活塞桿磨擦表面溫度80循環(huán)油溫度45循環(huán)水溫度32電機軸承溫度801.2.4.3.3其它工藝指標循環(huán)油箱油位1/2-2/3曲軸轉速375 r/min活塞行程280 mm1.2.4.4精脫硫指標1.2.4.4.1 壓力入工段原料氣壓力： 2.8mpa（g）出工段原料氣壓力： 2.6mpa（g）各槽壓差： 0.02mpa各換熱裝置壓力降： 0.03mpa1.2.4.4.2 溫度入工段原料氣溫度： 40升溫爐入口原料氣溫度： 40升溫爐對流段出口原料氣溫度： 200260一級加氫轉化器入口溫度： 200260一級加氫轉化器床層熱點溫度： 300360中溫脫硫槽入口溫度： 300360中溫脫硫槽出口溫度： 300360二級加氫轉化器入口溫度： 300380二級加氫轉化器床層熱點溫度： 300390氧化鋅脫硫劑熱點溫度： 320390氧化鋅槽出口溫度： 3203901.2.4.4合成指標1.2.3工藝指標凈化氣溫度 320- 390凈化氣壓力 2.6mpa凈化氣流量 30000nm3/h脫硫煤氣總硫 0.1ppm合成脫硫槽進口溫度 160（160200）合成脫硫槽出口溫度 230（160230）主甲烷反應器進口溫度 320（300以上）主甲烷反應器出口溫度 577（520600）副甲烷反應器進口溫度 280副甲烷反應器出口溫度 290產品氣壓力 1.85mpa產品氣溫度 40循環(huán)冷卻水上、回水壓力 0.4mpa0.25 mpa循環(huán)冷卻水上、回水溫度 2540鍋爐水上水溫度 104鍋爐水上水壓力 5.0mpa汽包液位 4060%工藝熱水上水溫度 68工藝熱水回水溫度 130工藝熱水上水壓力 0.4mpa工藝熱水回水壓力 0.25mpa蒸汽外送液化溫度 450蒸汽外送液化壓力 3.82mpa第二章 操作指南2.1氣柜操作2.1.1原始開車2.1.1.1開車前準備2.1.1.1.1氣柜周圍清理干凈，無建筑拉圾，無其他障礙物，周圍道路通暢，地面硬化完好、無積水、無殘缺。2.1.1.1.2設備、管道、閥門按設計要求安裝完畢。2.1.1.1.3上下樓梯及安全欄桿裝設完畢。2.1.1.1.4上下水管及蒸汽管道暢通無泄露。2.1.1.1.5 儀表安裝齊全并靈敏好用。2.1.1.1.6 水封槽內充水并微量溢流，檢查。2.1.1.1.7 氣柜頂部配重塊放置合適，沉降和升降試驗合格，導軌潤滑合格2.1.1.1.8 系統(tǒng)試壓、試漏和氣密性試驗合格。2.1.1.1.9 引入氮氣前氣柜進出口管道必須清理干凈。2.1.1.1.10氣柜氮氣置換合格。2.1.1.1.11氣柜進出口水封清理干凈且無積水。2.1.1.1.12氣柜入口緊急切斷閥、頂部放空閥及進出口放空閥全關。2.1.2開車2.1.2.1關閉氣柜進出口緊急切斷閥，在氣柜入口通氮氣。2.1.2.2當氣柜上升到一定高度時，打開出口放空閥。2.1.2.3重復上面的操作，直至氣柜頂部取樣分析氧含量小于0.5%時為合格。2.1.2.4關閉出口放空閥，打開氣柜入口放空閥，聯系永順焦化送氣。2.1.2.5聯系化驗室人員，對氣柜入口氣體進行取樣分析。2.1.2.6當氣體分析合格后，打開氣柜入口緊急切斷閥及手閥，關閉入口放空閥。2.1.2.7打開氣柜出口放空閥，關閉螺桿機進口閥，用焦爐煤氣置換氮氣，向火炬放散。2.1.2.8從氣柜頂部放散閥根部取樣分析，當氮氣含量小于6%或甲烷含量大于20%時關放散閥。2.1.2.9當氣柜高度大于30%時，可以根據要求向后工段送氣。2.1.3開車后檢查2.1.3.1開車后應檢查水槽內的水是否微量溢流，否則補水。2.1.3.2檢查各個掛圈補水情況，防止缺水。2.1.3.3檢查氣柜有無漏氣跑氣現象。2.1.3.4檢查導輪導軌動作情況，各個塔節(jié)有無傾斜。2.1.3.5檢查氣柜各塔壁有無摩擦、頂死、傾斜、道軌夾雜物等現象。2.1.3.6檢查掛圈補水管，伴熱蒸汽管有無掛卡現象。2.1.3.7冬季檢查蒸汽管通汽情況，水面以不結冰為宜。2.1.3.8檢查進出口水封，及時排污。2.1.4停車2.1.4.1聯系中控室及各個崗位，氣柜準備停車。2.1.4.2聯系永順焦化停止供氣。2.1.4.3關閉氣柜進出口緊急切斷閥。2.1.4.4根據要求，氣柜進出口水封是否注水封閉。2.1.5正常開停車2.1.5.1正常開車2.1.5.1.1檢查氣柜進出口水封是否已經放水合格。2.1.5.1.2檢查氣柜進出口閥和放空閥是否全關。2.1.5.1.3檢查氣柜水槽、掛圈水位是否符合要求。2.1.5.1.4檢查掛圈補水管、伴熱蒸汽管是否完好可用。2.1.5.1.5聯系永順焦化供氣，打開氣柜入口放空閥。2.1.5.1.6聯系化驗室人員，對氣柜入口氣體進行取樣分析。2.1.5.1.7當氣體分析合格后，打開氣柜入口緊急切斷閥及手閥，關閉入口放空閥，向氣柜供氣，中控及現場人員注意氣柜高度。2.1.6正常停車2.1.6.1聯系中控室及各個崗位，氣柜準備停車。2.1.6.2聯系永順焦化廠停止供氣。2.1.6.3關閉氣柜進出口緊急切斷閥。2.1.6.4根據要求，氣柜進出口水封是否注滿水封好。2.1.7緊急停車2.1.7.1聯系中控室及各個工段，氣柜緊急停車。2.1.7.2打開氣柜進口放空閥，關閉氣柜進出口緊急切斷閥。2.1.7.3聯系永順焦化停止供氣。2.1.8事故處理2.1.8.1氣柜升降過快產生原因：a.后續(xù)工序大幅度加減量。b.永順焦化供氣量不穩(wěn)定。處理方法：a.聯系后工序減小加減量幅度。b.聯系永順焦化穩(wěn)定供氣量。2.1.8.2鐘罩抽癟原因：a.氣柜放水時，頂部放空閥沒有打開。b.氣柜處于最低位時，聯鎖裝置失靈氣柜出口緊急切斷閥未關，造成氣柜負壓。c.鐘罩上下部導輪脫軌，使鐘罩傾斜不能升降。d.進入氣柜的焦爐氣量減小，調節(jié)不及時。處理方法：a.聯系儀表人員處理。b.氣柜檢修水槽放水前應檢查放散閥是否打開和暢通，排放水不能太快，如遇氣柜頂部有響聲時應立即停止放水。c.定期檢查導軌滑行情況及潤滑情況，如發(fā)現嚴重磨損，應及時調整更換。d.及時調節(jié)生產負荷，維持氣柜正常高度。2.1.8.3鐘罩頂翻：原因：a.氣量猛增，調節(jié)不及時。b.氣柜連鎖失靈，達到高限時閥門未動作。c.掛圈水位太低，起不到密封作用。處理方法：a.經常注意氣柜高度變化，及時調節(jié)氣量，避免升的太高。b.聯系儀表人員處理。c.降低氣柜高度，加大補水量。2.