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1、中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司甲醇分厂天然气装置技术改造项目TSA系统操作手册（代操作规程）编 制： 校 核： 审 核：成都赛普瑞兴科技有限公司2013年1月 1 TSA装置的概况1.1 工艺物料1.1.1 原料本装置处理的原料气为天然气，其状态参数、组成和流量为：条件温度40压力MPaG4.67流量Nm3/h25000组成组分mol%H240.94N20.90CO0.11CO20.08CH455.79H2O0.20C2H61.91MDEA微量MEA微量1.1.2 产品MDEA：3ppm MEA：无正常操作条件下，在500单元E501预热器及后续管道、膜无热稳盐析出。1.2 吸附原理1.2.1
2、基本概念吸附是指当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。具有吸附作用的物质（一般为密度相对较大的多孔固体）被称为吸附剂，被吸附的物质（一般为密度相对较小的气体或液体）称为吸附质。吸附按其性质的不同可分为四大类，即：化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩、物理吸附。化学吸附是指吸附剂与吸附质间发生有化学反应，并在吸附剂表面生成化合物的吸附过程。其吸附过程一般进行的很慢，且解吸过程非常困难。活性吸附是指吸附剂与吸附质间生成有表面络合物的吸附过程。其解吸过程一般也较困难。毛细管凝缩是指固体吸附剂在吸附气体时，在吸附剂孔隙内发生的凝结现象。一般需加热才能完全再
3、生。物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力（即范德华力）进行的吸附。其特点是：吸附过程中没有化学反应，吸附过程进行的极快，参与吸附的各相物质间的平衡在瞬间即可完成，并且这种吸附是完全可逆的。1.2.2 工艺原理本装置采用变温吸附技术进行气体分离提纯，变温吸附技术是以吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂对气体的吸附容量随吸附温度和压力不同而变化的特性，吸附剂对不同气体组份有选择性吸附的条件下，低温高压时吸附混合气中的某些组份，未被吸附组份通过吸附塔层流出，高温低压时脱附这些被吸附的组份，以进行下一次低温高压吸附，可采用多个吸附塔而达到气体的连续分离的目的。本
4、装置所使用吸附剂对MDEA及MEA有很强的吸附效果，能达到脱除原料气中所含MDEA及MEA分子，实现对原料气的净化。1.3 工艺设备：表1-3工艺设备表序号设备名称主要规格主要材料数量备注1聚结式过滤器6002650mmQ345R1台形式：立式介质：氢气、甲烷/水最高操作温度()/设计温度()：40/60最高操作压力(MPaG)/设计压力(MPaG)：4.7/5.22填料塔14004200mmQ345R2台最高操作温度()/设计温度()：200/260最高操作压力(MPaG)/设计压力(MPaG)：4.7/5.23再生气加热器5002500mm15CrMo1台BEU形式：卧式列管换热器介质：蒸
5、汽（壳侧）/再生气（管侧）最高操作温度()/设计温度()：340/450（壳侧）/200/260（管侧）最高操作压力(MPaG)/设计压力(MPaG)：3.3/3.7（壳侧）/0.6/0.8(管侧)4再生气冷却器4503000mm20#(管侧)/Q345R(壳侧)1台BEU形式：卧式列管换热器介质：循环水（壳侧）/再生气（管侧）最高操作温度()/设计温度()：40/60（壳侧）/180/250（管侧）最高操作压力(MPaG)/设计压力(MPaG)：0.4/0.6（壳侧）/0.6/0.8(管侧)5再生分离器5002200mmQ345R1台形式：立式丝网分离器介质：氮气/水最高操作温度()/设计温
6、度()：40/60最高操作压力(MPaG)/设计压力(MPaG)：0.6/0.81.4 工艺流程简述吸附过程（A）：来自脱碳的天然气先经过聚结式过滤器F403对大液滴进行过滤，再依次经过阀门XV403/405进入装有填料的填料塔T403A/B（顶部入），吸附剂吸附脱除天然气中含有的MDEA和MEA以及一部分水分后从吸附塔底部经过阀门XV415/416排出，进入500#膜分离单元。再生过程：降压过程（D）：填料塔T403A/B完成吸附后，关闭阀门XV415/416/403/405，打开阀门XV404/406，使填料塔内高压气体，经过调节阀HV402排入氢气压缩机入口，或经过调节阀HV403排入火
7、炬系统。加热过程(H)：来自界外的氮气，经过再生气加热器E407利用中压蒸汽加热至200，若中压蒸汽温度，流量不能满足要求时，打开HV404补充一定量的高压蒸汽进行加热。经过阀门XV411/4120由填料塔底部进入降压后的填料塔，对塔内填料进行加热再生，再生后的再生气，经阀门XV406/407进入再生气冷却器E408冷却至40，进入再生气分离器V405，气液分离后的氮气送出装置放空。吹冷过程（C）：来自界外的氮气直接由XV409/410进入填料塔T403A/B，对加热再生结束后的填料塔进行冷却，冷却后再生气经阀门XV406/407进入再生气冷却器E408冷却至40，进入再生气分离器V405，气
8、液分离后的氮气送出装置放空。升压过程（R）：净化后的天然气，经过调节阀HV401和阀门XV413/414，进入冷吹完成的填料塔，对填料塔进行充压，完成充压过程的填料塔可以进入下一个吸附过程。1.4.1 吸附塔工作时序每台吸附塔设计满负荷连续工作8小时，再生时间也为8小时，由以下几个步骤组成： 吸附 （A）降压 （D）加热 （H）冷却 （C）升压 （R）时间8h8h0.5h4h3h0.5h0.5h4h3h0.5h填料塔A吸附降压加热冷吹充压填料塔B降压加热冷吹充压吸附（所有本装置单元操作员工，必须对本TSA工艺理解并掌握，且经考核合格后才能上岗，否则执行了错误的操作可能引起严重的安全事故！）1.
9、4.2 装置吸附、再生切换时间顺序表表1-4吸附塔阀门开关顺序表时间8h8h0.5h4h3h0.5h0.5h4h3h0.5h填料塔A吸附降压加热冷吹充压填料塔B降压加热冷吹充压吸附XV403ONXV405ONXV404ONXV406ONXV407ONONXV408ONONXV409ONXV410ONXV411ONXV412ONXV413ONXV414ONXV415ONXV416ON72 TSA装置要求及性能指标2.1 装置定员本装置操作人员按四班三运转编制，现场生产技术人员、维修人员由干燥车间统一安排解决，装置暂定员共4人。操作人员需事先进行技术培训，熟悉工艺技术，掌握操作规程和安全规程，经技
10、术考核和安全考核合格才能上岗操作，技术骨干培训工作由成都赛普瑞兴科技有限公司统一安排。2.2 装置公用工程消耗 表2-2 公用工程消耗表序号公用工程规格单位消耗备注1电220V 50Hz/ 380V 50HzkW5仪表控制、照明等2仪表空气压力0.8MPaGNm3/h30干燥、无油露点： -40 3循环冷却水上水温度：30t/h7最大15t/h回水温度：40上水压力：0.4MPa回水压力：0.2MPa4再生气氮气0.5MPaGNm3/h2000最大2500 Nm3/h无油，无尘土5置换氮气0.5MPaGNm3/次2000开停车无油，无尘土6中压蒸汽压力：3.3MPaGt/h0.2最大0.4t/
11、h温度：3407高压蒸汽压力：8.6MPaG温度：4503 控制及检测仪表3.1 现场和集中检测显示仪表现场检测和显示仪表参见附表仪表回路一览表。3.2 控制调节系统3.2.1 流量再生气量显示（FT406）显示对象：来自界外的氮气的流量作用：显示进装置的再生气流量，在DCS显示。运行值：20003000Nm3/h中压蒸汽流量显示（FT407）显示对象：加热用蒸汽流量运行值：200kg/h400kg/h3.2.2 温度吸附塔顶的温度显示（TI413/414）显示对象：当处于吸附状态时，检测原料气温度，当处于再生时，显示再生气吸附塔出口温度。运行值：40 200。再生气入吸附塔的温度显示（TI4
12、15）显示对象：当处于加热再生状态时，检测加热器再生气出口温度。运行值：200再生气出分离器的温度（TI417）显示对象：再生气进空冷器冷却后的温度运行值：40中压蒸汽温度（TI416）显示对象：再生气进吸附塔温度显示运行值：3403.2.3 压力吸附塔T403A/B压力显示（PI404/405）显示对象：当处于吸附状态时，检测原料气温压力度，当处于再生时，显示再生气吸附塔出口压力。运行值：4.67MPaG（吸附）0.5MPaG（再生）。中压蒸汽压力指示（PI406）显示对象：中压蒸汽压力运行值：3.3MPaG。3.2.4 液位聚结式过滤器液位显示（LI405）作用：与阀门LV418联锁，控制聚结式过滤器液位。再生气分离器液位显示（LI406）作用：与阀门LV417联锁，控制再生气分离器液位。3.2.5 调节阀氮气流量调节阀（FV406）作用：调节再生用氮气流量。再生气加热温度调节阀(TV415)作用：调节中压蒸汽流量高压蒸汽手动降压调节阀（HV404）作用：调节
