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1、净化车间工艺操作规程（甲烷气液化装置） 中煤鄂尔多斯能源化工有限公司2013年7月ZMEH001-PW-04-005 甲烷气液化装置工艺操作规程 编 写：杨玉岩 审 核： 审 定： 批 准： 发布2013-xx-xx 实施2013-xx-xx目 录1.装置概述11.1岗位任务11.2产品说明11.3与相关装置的配合22. 原材料规格及消耗22.1原料气22.2产品气32.3消耗定额33.工艺流程及工艺原理43.1甲烷液化装置流程44.工艺参数74.1 重要设计指标74.2主要控制指标74.3仪表报警及联锁194.4 ESD联锁保护274.5分析项目及频率284.6物料平衡304.7分子筛消耗量
2、304.8混合冷剂消耗量314.9公用物料及能量消耗量315.装置联锁说明325.1甲烷液化ESD联锁326.设备一览表326.1静设备326.2动设备366.3安全阀426.4气动开关阀456.5调节阀467.主要设备结构及原理 487.1 固定管板式换热器结构及原理487.2 汽轮机转子结构508.装置开车（各系统的开车）508.1甲烷液化原始开车准备508.2安全508.3操作人员准备518.4材料518.5盲板518.6管道设备的清洗和干燥518.7系统完成检查518.8 密封性测试558.9置换空气568.10 蒸汽系统578.11各系统开车步骤579.装置停车（各系统的停车）699
3、.1甲烷气压缩系统正常停车699.2紧急停车699.3混合冷剂正常停车709.4混合冷剂紧急停车719.5 LNG储存及装运系统正常停车719.6 LNG储存及装运系统紧急停车719.7 BOG压缩机正常停车729.8火炬系统停车729.9甲烷气液化系统正常停车729.10甲烷气液化系统紧急停车7210.装置的正常调整控制维护7310.1正常操作要求7310.2系统维护7310.3甲烷液化解冻程序7311.单体设备操作规程7411.1甲烷气压缩机操作规程7411.2冷剂压缩机操作规程9111.3 BOG压缩机操作规程12512常见事故及处理13612.1公用工程故障13613.安全注意事项13
4、613.1人身安全13613.2设备安全14113.3冬季安全14114.三废及处理14214.1废气14214.2废液14214.3废渣14215.装置流程图14215.1原料气系统14315.2混合冷剂及液化系统14415.3冷剂补充及回收系统14515.4 LNG储存系统14615.5 BOG压缩及LNG装车系统14715.6公用工程系统14816.附录（相关国家标准行业规范计算公式曲线图表理化知识）1491.装置概述1.1岗位任务 将液氮洗装置送来的压力为0.011MPa（G），温度33甲烷气（CH4：94%CO:3%C2H6：3%）通过甲烷气压缩机K-04501A/B/C/D提压至5
5、.65 MPa；送至冷箱E-04511A/B进行甲烷气液化，然后送至LNG储罐T-04521中储存出售。2500,000Nm3/D甲烷气液化装置是年产100万吨合成氨系统中的副产品配套设施。目的是将从化肥项目合成氨液氮洗装置来的富甲烷气液化，作为副产品销售。甲烷液化装置为两系列平行布置。1系列设备仪表及阀门等表示为045xxx，2系列设备仪表及阀门等表示为2042xxx，综合考虑兼顾两系列，决定将045/省略。根据甲烷液化装置的具体情况，分为现场岗位和控制室岗位。1.1.1现场岗位 1）熟练掌握甲烷液化工艺操作规程安全技术规程并认真执行。 2）在班长和主操的指挥下，进行工艺操作。公用工程及液氮
6、洗的开停车，开停车过程中严格执行甲烷液化工艺操作规程。 3）在液氮洗装置发生异常时，按照甲烷液化工艺操作规程听从指挥排除故障并及时反馈信息。 4）甲烷液化装置正常运行时配合控制室进行工艺调整；认真巡检，发现问题及时处理并上报；对岗位上的安全消防器材及设施进行维护保养。 5）及时准确填写岗位记录认真执行岗位制度。 6）严格按检修任务书的要求具备检修条件。1.1.2控制室岗位 1)学习并熟练掌握甲烷液化工艺操作规程安全技术规程并严格执行。在班长指挥下，进行甲烷液化装置的安全开停车，开停车过程中严格执行甲烷液化工艺操作规程。 2)在甲烷液化装置发生异常时按照甲烷液化工艺操作规程进行排除故障。 3)熟
7、练掌握甲烷液化装置开停车及正常运行时的各种工艺指标并严格执行。 4)及时准确填写岗位记录打印报表，认真执行岗位制度。 5)严格执行调度纪律工艺纪律。 6)根据工艺变化条件及时调整混合冷剂配比。1.2产品说明就单系列甲烷液化而言，液化甲烷气的生产能力为14808Nm3/h，当整个装置的负荷增加到120%时，干基甲烷气的总产量可达到17769.6Nm3/h。产品说明如下：序号组分含量%（mole）备注1CH494.62CO2.323C2H63.081.3与相关装置的配合1.3.1本装置与公司配合本装置为045/两个系列，隶属净化车间，服从技术管理部的协调指挥，确保安全生产，稳定运行。1.3.2与空
8、分装置的配合下列介质由空分车间提供：中压氮气低压氮气液氮仪表空气装置空气。1.3.3本装置与锅炉的配合锅炉装置提供下列介质：高压蒸汽低压蒸汽。1.3.4本装置与机修，维修分厂的配合机修车间为装置提供部分配件，协助045/部分设备的维修和保养。1.3.5本装置与水处理车间的配合由水处理车间提供新鲜水生活用水循环水和消防用水。2. 原材料规格及消耗2.1原料气负荷：100% 流量：45,000 Nm3/h 压力：0.011 MPa 温度：33组成：序号组分含量%（mole）备注1CH4942CO33C2H634合计1002.2产品气1）LNG负荷：100 % 流量：786.96 t/D压力：400
9、 kPa (G) 温度：-163 LNG组成：序号组分含量%（mole）备注1CH494.62CO2.323C2H63.082）BOG负荷：100 % 流量：2100 Nm3/h压力：4.3 MPa 温度：1282.3消耗定额2.3.1高压蒸汽参数： P：8.833 MPa T：520消耗：52t/h 2.3.2低压蒸汽参数： P：0.5 MPa T:180 消耗：452 kg/h2.3.3中压氮气参数： P：4.0 MPa T：37 流量： F：51190 Nm3/h2.3.4液氮参数： P：0.5MPa T：-189 流量： F：700 Nm3/h，最大1500 Nm3/h2.3.5再生低
10、压氮气参数： P：0.49 MPa T：37流量： F：14000 Nm3/h2.3.6冷箱增压用氮气参数： P：0.4 MPa T：37 流量： F：200 Nm3/h2.3.7仪表空气参数： P：0.6 MPa T：40 （露点-40）流量： F：280 Nm3/h3.工艺流程及工艺原理3.1甲烷液化装置流程甲烷气液化装置的原料气为上游装置来的富甲烷气。 本装置包括甲烷气压缩系统甲烷气液化系统及液化天然气储运系统。甲烷气压缩机三开一备，生产能力为2500,000Nm3/D；甲烷气液化系统有两条线，单线生产能力为500,000Nm3/D。 根据招标文件提供的设计基础，原料气规格只含三种组分：
11、甲烷一氧化碳乙烷，正常情况本液化装置的原料气不需再做净化处理。甲烷原料气压力为0.011MPa(G) ，通过压缩机增压，经计量后送入液化系统。液化系统由混合冷剂作为循环冷剂，甲烷气从冷箱顶部进入，从上而下通过冷箱，在冷箱中与混合冷剂换热而被逐渐冷却液化至过冷，出冷箱的液化天然气节流减压后送入LNG储罐。BOG增压后全部送至气化变换装置循环利用。3.1.1甲烷气压缩系统本系统由甲烷气压缩机（K-04501A/B/C/D）冷却器及除油设施组成。甲烷气压缩机采用四台电机驱动活塞式压缩机（三开一备），段间冷却器采用循环水冷却器，一级出口冷却器采用无压回水，压缩机入口设置缓冲罐，确保气体平稳进入压缩机。
12、从上游装置来的富甲烷气进入本装置，经甲烷气压缩机（K-04501A/B/C/D）增压后进入甲烷气液化系统。甲烷气压缩机五段出口分离器（S-04500A/B/C/D）出口管道设有去往压缩机入口缓冲罐（S-04501A/B/C/D）的回流线，该回流线由压缩机入口与出口的压差压缩机末级出口压力和压缩机出口流量三者选择控制。压缩机出口设置流量计对原料气进行计量。原料气进口处设置紧急切断阀，在事故状态下切断进入装置的原料气源，保证装置人员及附近设施的安全。3.1.2甲烷气液化系统 1)甲烷气液化 主换器（E-04511A/B）与MR分布器2（S-04516A/B）及其相关管道阀门仪表等整合成为一台“冷箱
13、”。冷箱充填珠光砂用于保冷，并持续通低压氮气作为防止水分进入冷箱的保护气（氮封气），冷箱顶部氮气的出口处设有可燃气体检测点。冷箱内所有管道设备仪表连接均为焊接，无法兰连接，无泄漏。 冷箱中钢铝管道过渡采用钢铝过渡接头。 主换热器（E-04511A/B）由一个板翅式换热器组成，内部进行多股流换热，获得最小换热温差。原料气经冷箱入口缓冲罐（S-04507）进入主换热器（E-04511A/B）液化，经J/T阀节流减压后送入LNG储罐（T-04521）。2）混合制冷循环 混合制冷循环由混合冷剂压缩机MRC（K-04511A/B）MR储存及配置系统组成。MRC（K-04511A/B）采用全凝式蒸汽透平驱动的离心式压缩机，段间冷却器及后冷却器采用循环冷却水冷却。 来自冷箱主换热器（E-04511A/B）流道C的低压混合冷剂进入MRC入口缓冲罐（S-04511A/B），经MRC（K-04511A/B）压缩MRC出口冷却器2（E-04515A/B）冷凝后进入MR分布器1（S-04515A/B），分布器1分离后的气相和液相进入主换热器的流道B。为实现换热器最佳换热效率，避免出现温度收缩或
