环氧乙烷乙二醇装置操作手册 - 图文(4)

2020-02-21 21:04

61 单元

? 符合结构材质 (MOC)规程

? 制订和使用的试验和检验(T&I)程序

? 保证所有放空和排污处于关闭状态以及管塞/盲板在不使用条件下安装就位的程序。应在开车前和定期使用逐项检查清单进行检查,确保达到本标准的要求。

? 在含烃管线/设备上方吊装作业的程序

? 送入乙烯前用甲烷、氮气给乙烯总管加压的程序。 环氧乙烷反应器壳程和汽包的加热和冷却

环氧乙烷/乙二醇环氧乙烷反应器底部法兰对反应器壳程加热和冷却速度非常敏感。如果太快,可能会出现机械损坏。必须制订控制环氧乙烷反应器过程和汽包加热和冷却速度的程序。更多细节应参见反应器技术规格(应确保参考最新版本,见附属文件1)。

升温

1) 从10℃~95℃以0.3℃/min的速度进行初始加热,该过程中由于压力造成的差别位移量较小。 2) 95℃时暂停3小时以减少累积的差别位移。 3) 继续按 0.3℃/min的速度加热至195℃。

4) 最后阶段按0.1℃/min的速度加热至启动反应所需的操作温度(可变至最高255℃)。 使用较低的温度变化速度并不要求维持恒速不变。由于连接到压力容器壁上的重型法兰存在明显的传热惯性,垫圈位置的径向差别位移量对瞬时温度变化速度不是十分敏感。虽然需要注意观察当前采用的瞬时温度增长速度,尽可能使其处于精确值范围内,但是加热量的充分性必须通过检查和记录一小时时间范围内的累积温度增长才能确认。

注意:催化剂寿命的末期,需要使用废气锅炉生产高压蒸汽才能达到使用寿命末期的开车温度。 对反应器蒸汽喷嘴操作,如果冷却剂变热之前喷嘴操作时的蒸汽流量太低,就可能会出现水锤现象。如果反应器壳程的操作压力小于245 kPaA,每个喷嘴的最低蒸汽流量为4550 kg/h。

降温

冷却速度为0.5℃/min。 F:开车程序

本程序概括了环氧乙烷反应系统开车的主要程序。主要目标包括:

A). 吹扫反应循环系统(吸收塔、循环管道、换热器、反应器)将氧气浓度降低到1%以下。 B). 用惰性气体使反应循环系统升压。 C). 将反应器升温到开车温度。

D). 启动循环气体压缩机和吸收塔水循环。 E). 重新设定氧气进料系统。 F). 启动反应进料。

G). 将流量提高到正常水平。

1. 检查环氧乙烷 反应系统并确认所有的安全卸压装置已经投用。

2. 保证所有仪表的功能正常且报警设定值正确。保证所有的工艺分析仪已经按分析仪供应商的说明投用且已经正确标定。

3. 保证氧气、乙烯、甲烷、促进剂和抑制剂进料系统都已经手动与反应循环隔离。保证吸收塔进料和尾气已经与回收系统隔离。

4. 检查反应循环系统并判断是否需要进行氮气吹扫。整个循环系统内的氧气浓度必须低于1%。

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61 单元 如果反应循环系统中任何部分曾经打开与大气接触过,或者在系统保持在停车状态空气进入了系统,也需要进行吹扫。如果系统在上次停车后已经进行吹扫并在整个停车过程中保持了正氮气压力,就不需要进行吹扫。

5. 对系统进行吹扫时,保证循环气体压缩机密封系统已经做好了处理正压的准备。同时用氮气对排放和放空循环气体系统加压。吹扫后对循环气体进行分析,保证循环气体中的氧气浓度低于1%。

6. 开始用氮气将反应循环系统升压至588~780kPaG。保证反应循环系统中所有放空和排污口都已经关闭,只有这样才能建立系统压力。开车时之所以需要氮气是因为甲烷中含有氢气。

7.在反应循环系统升压的同时,准备进料系统的开车: a.保证抑制剂储罐(C-6608)已经加满。

b.将乙烯总管设置到进料三阀组。保证乙烯混合器的切断阀已经关闭。 c.将甲烷总管设置到甲烷进料双阀组。

d.设置氧气进料,使其经过一台氧气进料粗滤器/进料过滤器再流到三阀组和缓冲站。保证氧气混合器上的切断阀已经关闭。保证瓶装高压氮气已经从氮气瓶连接到双阀组和缓冲站,同时高压氮气缓冲罐已与氧气混合器相连。

e.设置出口封头上的加热盘管进入操作状态。

8.在反应系统升压的同时,可以准备反应器的壳程运行。

a.设定通过FV-6104-01和E-6104进入高压汽包和反应器的冷却冷凝液流量。打开上部管板放空排出可能的气阱中的空气。

b.高压汽包加满冷凝液后,隔离并用盲板密封冷却冷凝液管线,并将锅炉给水连接到FV-6104-01。 c.截止C-8120附近的手动球阀,投用连续排放管线。使用LC-6130-05将高压汽包的液位控制在正常水平。

d.对从界区到FVs6101-19A&B的高压蒸汽总管升温。

e.用高压蒸汽对反应器升温。(请参见上文升温速度或反应器技术规格)。 9.启动吸收水系统短回路,旁路C6401。 10.启动碳酸盐溶液系统短回路,旁路C6301。

11.反应器温度一旦达到~115℃ (TST),同时系统压力足以启动压缩机(~700 kPaG),即按下列规定启动循环气体压缩机(选择的温度设定值应降低反应器内液体发生堵塞的可能性):

a.保证循环气体压缩机密封系统和润滑油系统已经投用,且功能正常。 b.检查压缩机入口排污并保证其干燥。 c.确保密封流量达到了供应商建议水平。

d.启动压缩机. (根据供应商推荐的开车程序提高蒸汽透平速度)。

e.检查压缩机是否出现异常噪音或其他异常操作迹象。如果怀疑出现压缩机问题,请参见供应商的故障消除指南和程序。

f.打开更多的蒸汽喷嘴向反应器提供蒸汽,维持适当的反应器升温速度,同时使用E-6308预热循环气体。

12.

循环气体压力一旦达到~1400kPaG(压力足以在打开短回路前将C-6401中的水压回

C-6404),将下列设备投入使用:

a.将环氧乙烷 吸收塔水循环从短回路切换到进入C-6401的全回路。 b.按最低流量启动二氧化碳系统上的碳酸盐循环和急冷水循环。

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c.一旦汽包压力等于蒸汽总管压力,即打开汽包上去蒸汽总管的中压蒸汽总管切断阀。 13.一旦反应器温度达到目标开车温度的5℃以内(在TST处测量),即进行下列最终开车准备: a.打开甲烷切断阀,但是在氧气进料建立前禁止开始进料。 b.打开乙烯混合器上的乙烯切断阀。 c.打开氧气混合器上的氧气切断阀。 d.打开循环气体侧线上的氨切断阀。

e.启动EDC进料泵并灌注EDC管线(加满后停泵)。 f.启动氨进料泵并灌注氨进料管线。

g.如果未完成,在循环气体冷凝液系统中建立一定液位,启动循环气体冷凝液泵并建立液体液位控制。另外还应建立消泡剂喷射流量。

h.在启动氧气进料的同时,启动到环氧乙烷洗涤塔的 NBS溶液进料。该进料量应当较高,因为目前商业化的Meteor工艺存在初始甲醛生成量。在催化剂激活并处于稳定状态后,对进入吸收塔的循环气体中的甲醛含量进行测量后需要进行调整。最后,应根据PEEG(MEG产品)质量帮助确定NBS流量。

i.向循环气体中加入乙烯至20~22 mol%。

14.遵照氧气进料重新设定程序(在本程序结尾详细说明),对氧气混合器进行吹扫并重新设定氧气进料系统。

15.略打开FC-6135-11,开始向循环中送入氧气。初始反应器入口氧气浓度目标为3mol%。随着氧气进料量的上升,氧气混合器FQI-6131-51自动降低高压氮气的补充量以减少系统中的氮气进料。

注意新鲜Meteor催化剂在初始开车时的表现与陈催化剂不同,表现在进料中加入氧气后环氧乙烷产量极低时(此时或许可以称作诱导期)存在一定的延时。该延时可能长达10小时。在诱导期,氧气和乙烯的消耗量非常低,这样其进入反应循环的进料量也必需处于最低水平。在循环中氧气和乙烯进料深度分别达到正常目标值3~4.5%和20~22%后,甚至有必要停止氧气和乙烯进料。

陈Meteor在快速重新开车时(进料中断后几小时内)没有激活延时。氧气/氨进料启动后立即就能见到产量。在使用寿命初期的METEOR 催化剂,“冷态”重新开车时,点火延时达10小时属于正常。“冷态”重新开车是指重新开车前,整个装置经历了长期停车,如超过24小时。

16.氧气进料启动后一旦可能就轻轻打开FC-6135-71A开始向循环中送入氨。调节氨流量将反应器入口氨浓度维持在陶氏化学公司随催化剂提供的开车准则中规定的值。同时开始供应NBS和甲烷。

17.对新鲜催化剂,氧气进料启动后一旦可能就轻轻打开FC-6135-61开始向循环中送入EDC。目标是使反应器入口的总氯化物含量达到大约2.2 ppm。随着循环中乙烷的累积,调节EDC流量将Z*值维持在陶氏化学公司随催化剂提供的开车准则中规定的值。 注意,虽然催化剂激活需要部分催化剂表面发生氯化,但是对长期高效性能方面的考虑要求催化剂在激活过程中不得过度氯化。

用陈催化剂开车时,开始启动时EDC进料流量应当比上次停车前的稳态EDC流量低25%。催化剂激活后,即环氧乙烷产量迅速上升时,在重新开车的24小时内缓慢提高EDC流量将Z*值提高到上次停车前的值。

18.操作CO2脱除系统,使反应器入口循环气中的二氧化碳浓度保持在正常水平(0.5%最高)。对BOL,入口CO2浓度应当低于0.4%。

19.随着氧气进料量的上升,最终通过氧气混合器的流量会达到可以关闭专用高压氮气的水平。 20.新鲜催化剂经历开始时的诱导期后,激活速度就会很快。

21.启动进入吸收水和循环气体冷凝液的碱流量。洗涤水中的目标pH值为8~9,循环气体冷凝液

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61 单元 中为6~7。

22.开始按最大可行流量供应CH4使反应器氮气含量低于21%,保证系统处于CH4致稳气状态。 23.随着反应速度的上升,调节反应器入口O2、C2H4、氨和EDC的浓度,使其达到陶氏化学公司随催化剂提供的开车准则中规定的值。当反应器显示反应达到自维持状态,应当缓慢减少开车高压蒸汽量。

24.按员工或日常记录指示,继续将反应速度和浓度提高到正常值: a.乙烯流量阀现在应当由乙烯浓度控制器控制。 b.氧气流量阀现在应当由氧气浓度控制器控制。

c.调节EDC流量控制器至期望值。该控制器此后可以与Z* 因子控制器实现串联。

d.调节甲烷流量控制器,增加循环气中的甲烷浓度。当循环气中入口N2 浓度低于21%时,系统会自动进入甲烷致稳气状态。

25.将循环气体排放控制器置于适当的设定值以控制氩浓度和循环气体压力。 26.建立乙烯回收系统中的膜回收过程。

a.缓慢建立从循环气体压缩机入口管线至乙烯回收装置的进料。

b.启动乙烯回收装置压缩机(按供应商规定的说明)并将回收的乙烯返回至工艺中。 环氧乙烷反应氧气重新设定程序

有关氧气原料站跳车和开车的说明,请参见“环氧乙烷/乙二醇氧气隔离”文件。” G:停车程序

本程序旨在说明环氧乙烷 反应系统中的停车步骤。本程序中的绝大部分步骤同样适用于非计划停车或ESS后相应的系统安全保障。

1. 准备停车时,调节反应循环气体浓度,保证进料隔离后氧气浓度会完全消耗,而乙烯浓度会略超标。入口乙烯浓度一般降低至比入口氧气浓度高大约5%。

2. 执行ESS,同时观察DCS中的氧气进料隔离三阀组和缓冲状态。至关重要的是全部三台切断阀都关闭,氧气放空阀打开,高压氮气打开并吹扫氧气混合器,同时瓶装氮气供应打开以吹扫两个氧气HV之间的气隙。如果任何一台阀门不能正常操作,应当执行相应的紧急程序(其中有些程序的概述见本节结尾)。氧气混合器吹扫完成后,氮气吹扫系统的控制回到氮气流量控制器。氧气隔离系统的正确操作和氧气混合器的正确吹扫一经确认,可以用氮气流量控制器将氮气吹扫流量降低,直至氧气混合器上的氧气管线被手动隔离。

3. 让反应物浓度(O2和C2H4 )随着燃烧下降。监控反应循环分析仪,确定其下降是否正常。一旦入口氧气浓度低于1%,让外部人员执行以下步骤:

a.目测检查氧气 进料三阀组并放空,保证安全并关闭氧气混合器上的切断阀。 b.保证EDC进料双阀组和泵正确关闭,同时关闭EDC喷射口的切断阀。 c.保证乙烯进料三阀组操作正确,并关闭循环气体管道上最后一道乙烯切断阀。 d.保证氨双阀组和泵正确关闭,接着关闭氨喷射口的切断阀。 e.保证甲烷进料双阀组操作正确,并关闭循环管道上最后一道切断阀。

4. 确认入口氧气浓度已经完全被燃烧耗尽(低于0.2%),反应已经终止(由反应器催化剂床层上的热电偶指示)。继续气体循环45~60分钟以降低环氧乙烷浓度。此时,根据S/D的时间,可以关闭循环气体透平。

5. 完全隔离进入环氧乙烷吸收塔的吸收水流。将吸收塔塔釜排回EORC直至低-低液位ESS将尾液阀门隔离。将剩余的吸收水继续排放到工艺排污系统中。

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6. 更多的停车动作取决于停车的类型和时间。如果停车时间相对较短,反应器应当保持高温状态(150 至 180)。如果停车时间可能较长(由装置技术人员打电话判断)或者计划对循环气体系统的某个部分进行维护时,循环气体系统的其他部分应当放空。

7. 要将反应器冷却到200℃以下,手动打开至大气的发生蒸汽放空阀,并关闭至中压蒸汽总管的切断阀。采用本方法将发生的蒸汽放空到大气中可以将反应器冷却到100℃。按正常方式控制BFW进料、高压汽包液位和排放流量。保证封头加热循环回路已经投用,且泵在运行中。冷却速度不得超过设计参数,防止机械损坏。

8. 如果反应器在停车过程中需要加热,使用蒸汽喷嘴从锅炉向反应器中缓慢引入少量高压蒸汽。 9. 至此,反应系统已经安全。在停车过程中应当定期略打开反应循环系统中的低位排污口,保证系统中没有液体进入。如果系统中仍含有循环气体,禁止打开低位排污口。只有当系统处于氮气保护下才能这样做。

10.在停车过程中有关所有工艺分析仪安全保护的适当时机和方法,应按分析仪供应商的建议。一般情况下,如果系统压力可能降低到340kPaG以下,应当从应用点拆除所有分析仪。这样做是为了防止异物进入分析仪系统而污染系统。

H:紧急停车

在含烃的蒸汽中加入氧气本身就十分危险。在正常操作过程中,氧气混合器由反应进料停车系统ESS 0-1提供返混保护。在开车和停车过程中开始和终止氧气流量时会出现独特的危险。开车过程中的危险主要由氧气进料重新设定逻辑来消除,只有在氧气混合器做好一切准备(按适当顺序)后,方可进行氧气进料。

反应进料停车时(ESS 1),氧气进料即被三重截止阀切断,同时氮塞保证将氧气和循环气系统隔离,高压氮气吹扫整个氧气混合器,以吹扫混合器中的氧气,并防止含烃的循环气在氧气混合器中返混。另外,引入钢瓶装高压氮气吹扫最后两个氧气切断阀间的腔室。如果任何一个元件未能正确操作,可能导致危险状况。为了帮助确定故障,指定了两种逻辑系统和相关报警。第一种逻辑系统在ESS 1联锁后检查三台氧气切断阀的状态。如果三台中少于二台切断阀未能关闭,报警控制面板上标记为“氧气进料隔断阀未能关闭”字样的报警会响起。这种状况特别危险,因为氧气仍可能继续以低流量进入系统。环氧乙烷/乙二醇应当制订针对这种情况的紧急程序。相应措施应当包括操作区域人员疏散以及从某个安全位置完全隔离氧气进料管线。

应当制订特殊程序详细说明应当采取的规定的强制性措施,避免下列操作参数/条件超过报警值,以及万一超过应当采取何种措施(例如:手动关闭氧气进料切断阀并确认氧气进料流量隔离是有效的)。

· 高-高入口氧气浓度 · 低-低循环气体流量 I:初始开车程序

环氧乙烷反应系统开车应当执行下列初始开车程序。 1. 按每台设备性能规格书上规定的方法清洁所有设备。

2. 应用合适的方法清洁所有管线。包括所有管线在内的关键区域和所有循环气体管道(不锈钢管和碳钢管)必须按氧气场合要求进行清洁。

3. 清洁后,保证所有冷凝液或其他清洁材料已经完全清除。 4. 对所有现场仪表进行功能试验,验证操作正常。 5. 按下列步骤对系统进行压力试验:

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