《变压吸附(PSA)法制氧操作规程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变压吸附(PSA)法制氧操作规程（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、变压吸附 PSA 法 从空气中提取富氧装置 操操 作作 规规 程程 XXXXXX 化工有限公司 2009 年 9 月 目目 录录 1 1 概概 述述 1 1 1 前言 1 1 2 装置概况 1 2 2 工艺说明工艺说明 5 2 1 工艺流程简述 5 2 2 工艺步序 8 2 3 工艺步序时间参数设置 12 2 4 工艺步序吸附塔压力设置 13 2 5 控制功能说明 14 3 3 装置的操作装置的操作 19 3 1 首次开车准备 19 3 2 系统开车 23 3 3 提浓段和精制段装置运行调节 24 3 4 提浓段和精制段装置停车 27 3 5 提浓段和精制段停车后的再启动 28 3 6 提浓段
2、和精制段故障处理方法 29 3 7 变压吸附提氧装置操作注意事项 30 3 8 电磁阀故障处理以及切塔要点 31 4 4 安全技术安全技术 32 4 1 概述 32 4 2 氧气的基本特性 32 4 3 装置的安全设施 32 4 4 氧气系统运行安全要点 33 4 5 消防 33 4 6 安全生产基本注意事项 33 5 5 安全规程安全规程 34 5 1 一般安全事项 34 5 2 进入容器的八个必须 35 5 3 防止违章动火的六大禁令 37 1 1 1 概概 述述 1 1 1 1 前言前言 本装置是采用变压吸附 Pressure Swing Adsorption 简称 PSA 法 从空气中
3、提 取氧气和氮气 本装置采用两段 PSA 制氧制氮工艺 在第一段提浓段中对空气进行提浓 从塔底回 收浓度大于 99 9 的氮气产品 并从塔顶回收浓度大于 95 的氮气产品 在其后的第二段 精制段中 对中间气进一步脱除氮气 使塔顶氧气浓度大于 90 在第三段纯氧段中吸 附氧气 废气从塔顶排出 并从塔底获得浓度大于 99 V 的 O2产品 本装置采用气相吸附工艺 因此原料气不应含有任何液体和固体 在启动和运转这套装置前 要求操作人员透彻地阅读这份操作说明书 因为不适当 的操作会导致运行性能低劣和吸附剂损坏 本说明书中所涉及压力均为表压 组成浓度均为体积百分数 以下不再专门标注 1 2 1 2 装置
4、概况装置概况 1 2 1 原料气规格原料气规格 1 2 1 1 原料气典型组成 组成O2N2ArCO2惰性气体 V 2079 01840 92760 030 024100 1 2 1 2 原料气压力 0 20MPa G 1 2 1 3 原料气温度 40 1 2 2 设计规模 设计规模 1 2 2 1 公称产氧能力 折合 100 O2 2 500 Nm3 h 1 2 2 2 装置操作弹性 70 105 1 2 2 3 操作时数 8 000 小时 年 2 1 2 3 产品规格产品规格 1 2 3 1 产品氧气 产品氧气含量 99 V 产品氧气压力 0 01Mpa 99 O2 0 17Mpa 90
5、O2 产品氧气温度 40 产品氧气规模 2 500Nm3 h 折合纯氧 年开车时间 8 000 小时 1 2 3 2 产品氮气 产品氮气含量 99 9 V 产品氮气压力 0 003MPa 产品氮气温度 40 产品氮气规模 6 500Nm3 h V 1 2 3 3 产品氮气 产品氮气含量 95 V 产品氮气压力 0 05MPa 产品氮气温度 40 产品氮气规模 400Nm3 h V 1 2 4 技术性能指标技术性能指标 1 2 4 1 电耗 1050KW 1 2 4 2 循环水 120t h 3 1 2 5 工艺流程 工艺流程 工艺流程示意图 1 2 6 装置组成 装置组成 本装置提浓段包括 3
6、 台换热器 E0101A B E0102 12 台吸附塔 T0101A L 2 台空气鼓风机 C0101A B 2 台氮气置换风机 C0102A B 1 台氮气产品缓冲罐 V0101 精制段包括 7 台吸附塔 T0201A G 4 台混合气缓冲罐 V0201 V0202A C 2 台换热器 E0201 E0202 纯氧段包括 3 台吸附塔 T0301A C 3 台缓冲罐 V301 V302 V303 1 台氧气 置换风机 C0301 本装置公用部分包括一套液压系统 一套 DCS 计算机集散控制系统 共有程序控 制阀 274 台 序号名称型号及规格单位数量材料 单重 吨 总重 吨 1 第一段吸
7、附塔 2000 12 Vg 8 05m3 台 12 碳钢 5 19562 34 2 第二段吸 附塔 1600 10 Vg 3 98m3 台 7 碳钢 3 66025 62 3 第三段吸 附塔 1600 10 Vg 6 19m3 台 3 碳钢 3 2109 63 4 4 产品氮气 缓冲罐 3000 12 Vg 8 05m3 台 1 碳钢 19 22119 221 5 混合气缓 冲罐 2000 10 Vg 15m3 台 1 碳钢 3 4203 420 6 混合气缓 冲罐 2400 10 Vg 40m3 台 2 碳钢 6 81813 636 7 混合气缓 冲罐 2400 10 Vg 40m3 台 1
8、 碳钢 6 9146 914 8 混合气缓 冲罐 2000 10 Vg 15m3 台 1 碳钢 3 3153 315 9 氧气缓冲 罐 2600 12 Vg 50m3 台 1 碳钢 10 51010 510 9 氧气置换 缓冲罐 2400 12 Vg 30m3 台 1 碳钢 6 3006 300 合计台 30160 906 1 2 7 主要设备技术特性主要设备技术特性 序号设备名称规格型号单位数量 1空气冷却器换热面积 F 92m2台2 2解析气换热器换热面积 F 31 8m2台2 3氮气换热器换热面积 F 31 8m2台1 4空气鼓风机台2 5氮气鼓风机RRF 300R Q 130Nm3 m
9、in台2 6氧气鼓风机台1 7油泵NP100 Q 100L min台8 5 2 2 工艺说明工艺说明 2 12 1 工艺流程简述工艺流程简述 本装置共有三段 其中第一段称为提浓段 采用 12 2 4 RP 流程 第二段称为精制段 采用 7 2 1 P 流程 第三段成为纯氧段 采用 3 1 RP 流程 制氧系统工艺流程图见施工图 TL0904 3 02 01 TL0904 3 02 02 TL0904 3 02 03 空气经离心鼓风机加压至 0 20MPa 先经后冷却器冷却至 40 进入处于吸附步骤的提浓段吸附塔 空气中的 H2O CO2 N2 Ar 等杂质部分被吸附 出塔中间气送入精制段进行进
10、一步处理 当被吸 附杂质的浓度前沿接近床层出口时 关闭提浓段吸附塔入口阀和出口阀 使其停止吸附 通过四次均压步骤回收床层死空间的氧气 再顺着吸附方向使用产品气进行连续置换 使塔内氮气浓度达到产品要求 置换结束 逆放降压回收氮气产品 并对吸附剂进行初 步再生 逆放结束 使用精制段底部过来的气体对吸附剂床层进行吹扫 使吸附剂床层 进一步再生 并回收吹扫气中的氧气 在吹扫气中的氧气达到吸附剂床层底部之前 停 止吹扫 依次使用 V0202C V0202B V0202A 对吸附塔进行二段升升压 二段升结束后 利用提浓段的均压气和中间气对床层逐步升压至接近吸附压力 吸附床便开始进入下一 个吸附循环过程 部
11、分置换气作为 95 的氮气产品回收 吹扫气排入大气 提浓段来的中间气和纯氧段混合气缓冲罐的由下而上通过精制段吸附床层 出塔氧 气送入纯氧段进一步精制 当被吸附杂质的浓度前沿接近床层出口时 关闭吸附塔入口 阀和出口阀 使其停止吸附 通过一次均压步骤回收床层死空间的氧气 并在吸附剂床 层的上端进行顺放将气体放入 V0201C 以回收氧 然后逆着吸附方向降压 依次将气体放 入 V0202A V0202B V0202C 对吸附剂床层进行初步再生 逆放结束使用 V0201 中回收 的气体对吸附剂床层进行吹扫 进一步再生吸附剂床层 然后利用精制系统的均压气和 产品气将吸附剂床层的压力提高到吸附压力 吸附床
12、便开始进入下一个吸附循环过程 精制段出来的由下而上通过精制段吸附床层 出塔混合气送入精制段 V202C 用作第 一段的二段升气体 当床层吸附的氧气饱和时 关闭吸附塔的出口阀和入口阀 使其停 止吸附 然后使用风机将 V0302 纯氧缓冲罐中的纯氧加压对吸附塔进行置换 置换气体 6 放入 V0301 用作精制段的原料气 通过置换 将塔内死空间内的 N2 Ar 等杂质置换出去 使氧气浓度达到 99 9 然后打开底部阀门 逆放回收产品氧 产品回收结束后吸附塔就 进入下一个循环 就 PSA 工艺而言 单台吸附塔都是吸附 再生 吸附间歇循环方式工作 具体到本 装置 提浓段每个吸附塔在一次循环中需经历 吸附
13、 A 一均降 E1D 二均降 E2D 三均降 E3D 四均降 E4D 置换 RP 逆放 BD 吹扫 P 二段升 一 2ER1 二段升二 2ER2 二段升三 2ER3 四均升 E4R 三均升 E3R 二 均升 E2R 一均升 E1R 终升 FR 一十六个步骤 精制段每个吸附塔在一次循环 中需经历 吸附 A 一均降 E1D 顺放 PP 逆放 BD 吹扫 P 均升 R 一均升 E1R 终升 FR 共八个步骤 为连续处理工艺原料气 采用多个吸附床 循环地变动所组合吸附床工艺状态 通 过合理步序安排 保证任一时刻均有相同数量吸附塔处于吸附状态就实现了连续分离气 体混合物的目的 整个过程通过 DCS 控制
14、系统自动控制共 274 台程控阀开关来实现 根 据程控阀功能不将程控阀分类编号如下 提浓段 KV101A L 原料气程控阀 KV102A L 中间气及中间气终升程控阀 KV103A L 一均 二均顶部程控阀 KV104A L 三均 四均顶部程控阀 KV105A L 置换顶部程控阀 KV106A L 吹扫顶部程控阀 KV107A L 二段升三程控阀 KV108A L 二段升一 二段升二程控阀 KV109A L 逆放顶部程控阀 KV110A L 一均 二均底部程控阀 KV111A L 三均 四均底部程控阀 KV112A L 置换底部程控阀 KV113A L 逆放程控阀 7 KV114A L 吹扫底
15、部程控阀 KV115A L 逆放底部程控阀 公用程控阀 KV116 鼓风机超压放空阀 KV117A B 吹扫回收程控阀 KV118A B 吹扫放空阀 KV119A B 置换回收氮气程控阀 KV120A B 置换回收氮气程控阀 精制段 KV201A G 中间气进料程控阀 KV202A G 氧气程控阀 KV203A G 均压 终升程控阀 KV204A G 顺放程控阀 KV205A G 吹扫程控阀 KV206A G 逆放一 逆放二程控阀 KV207A G 逆放三程控阀 KV208A G 吹扫底部程控阀 公用程控阀 KV209A B 终升程控阀 KV210A B 顺放程控阀 KV211A B 吹扫程控
16、阀 KV212A B 逆放一程控阀 KV213A B 二生三程控阀 KV214A B 逆放二程控阀 KV215A B 二升二控阀 纯氧段 8 KV301A C 氧气进料程控阀 KV302A C 混合气程控阀 KV303A C 置换气顶部程控阀 KV304A C 置换气底部程控阀 KV305A C 纯氧程控阀 2 22 2 工艺步序工艺步序 由于所有吸附塔经历工艺过程完全一致 只是在同一时刻所处工艺状态不同而已 下面分别以提浓段 精制段 纯氧段 A 塔为例说明工艺步序及程控阀动作如下 2 2 1 提浓段提浓段 1 吸附 空气经离心风机加压后由换热器降温 从 A 塔下端程控阀 KV101A 入塔 在吸附工 作压力下自下而上地流经吸附床时 气流中氮气被吸附剂选择性地吸附 吸附氮气后气 体经 KV102A 从塔顶排出 其中的一部份气体用作最终升压气 而大部分气体输往精制 段 当氮气的吸附前沿将要到达吸附床出口时 即停止进料和输出中间气 此时吸附前 沿到出口端之间尚留一段 未吸饱和的吸附剂 预留段 2 一均降 A 塔吸附停止后 通过程控阀 KV103A KV103D 及 KV110A KV110
