防止开工后夹带入塔或影响调节阀、流量仪表的操作和测量等。
管线清扫一般从塔向外吹扫,首先将各管线与塔相连接处的阀门关死;将仪表管线拆除, 接管处阀门关死,只将指示清扫所需的仪表(如压力表)保留。开始向塔内充以清扫用的空气或氮气，塔临时作为一个“汽柜”，当达到一定压力后停止充汽,接着对各连接管路逐根清扫。 扫线时需注意如下一些问题: : _% x9 ^ `8 @6 v$ f
(1) 将管线中的调节阀和流量计等拆除,临时用短管代替。 7 O; W$ x# ~/ G! G$ h+ v\
(2) 管线中的清扫气速应足够大,才能有效地实现清扫。当乙烯装置进行全系统的贯通吹扫时,要求吹扫气速不低于20m/s；工艺管道吹扫的压力一般要 求0.6~0.8MPa。 0 p0 e\j
(3) 扫线时要防止塔压下降过快,因为塔压下降过快意味着塔中气速过大,而塔都有一定设计气速,过大的气速将引起过大的床层或塔板压降,过大压降可能会造成塔板或填料支承等永久变形,造成填料流化而被带走。为此在清扫管线之前,应对每根管线采用的气体流量进行估计,做到控制有根据。 (4) 仪表管线在物料和水、汽等管线清扫完成后,先将接口扫清,再接上仪表管进行清扫。 ! K0 \\* i! S$ M
3、塔的清扫
当塔处理的是易燃易爆等危险物料时,在塔开车之前,需用惰性气体清扫赶走塔中的空气,随后再由物料蒸汽赶走惰性气体。在这种塔停车时,也需按上述相反步骤进行清扫,排除危险,为进一步入塔检查和检修创造条件。 5 a! e5 \\, g2 z* V
清扫用的惰性气最常用的是氮气,水蒸气和二氧化碳等也可用,经常将氮气和蒸汽结合起来进行清扫。开车前的清扫先用水蒸气,马上接着用氮气清扫。水蒸气因其温度高,容易吹除塔中的挥发性杂质,还能清除堵塞,但清扫后不接着用氮气吹扫,将因其冷凝而产生负压,又复吸入空气;在停车的清扫时,其蒸汽易产生静电有危险,故先吹氮气再吹水蒸气。清扫排气应通过特设的清扫管,开始应排到火炬系统。
清扫有两种办法:一种称为“扫除”办法,让吹扫气体从设备的吹扫入口吹入,依次从一个容器流到另一个容器,完成吹扫;另一种称为\加压和卸压\办法,即通过多次重复对 设备加压和卸压来实现清扫。一般说来,塔的清扫用加压和卸压办法更合适,因为扫除办法有可能存在死区。 6 e\
当进行塔的加压和卸压时,关键之点是控制压力变化的速度,其理由与第二节中论及的塔压不能下降过快原因相同。
在用水蒸气开始清扫前,应将冷凝器和各换热器中积有的冷却水排净,以节省蒸汽用量和清扫时间;可能受水蒸气损坏的仪器应隔离。在清扫过程中,可用手触摸设备表面温度来判断是否有阻塞或阀门忘记打开的情况。
当塔中有水会发生严重腐蚀的场合,应避免水蒸气清扫。对于热碱塔,塔中剩余的积液在水蒸气清扫时将产生蒸发浓缩,有可能引发钢材热脆断裂问题。经验表明,此时应先用水冲洗塔以除去强碱积液,再实施水蒸气清扫。 . ]( @# o- v1 V. t1 U
当塔中采用不耐温的塑料填料时,不能用水蒸气清扫,还应考虑塔的材料耐热性以及塔的热膨胀是否会有问题。 5 R7 W) E# O$ C 4、装拆盲板 1 F$ g( { Q0 E% {$ f# u
在塔停车期间,为防止物料经连接管线漏入塔中而造成种种危险或麻烦,一般在清扫后于各连接管线上加装盲板。在试运行和开车前,这些加装的盲板又需拆除。有时试运行仅在流程部分范围内进行,为防止试运行物料漏入其余部分,在与试运行部分相连的管线上也需加装盲板,全流程开车之前再予以拆除。还有那些专用的冲洗水蒸气、水等管线,在正常操作时塔中不能有水漏入,或塔中物料倒漏入这种管线将会出现危险和麻烦的场合,在塔开车前对这
些管线则需加上盲板,在清扫或试运行中用到它们时则又需拆除这些盲板。总之,在 该堵绝连接管线与设备之间的物流流动时,不能依靠阀门关闭来完成,因为很可能阀有渗漏, 这时需加装盲板;当要恢复物料流动时,又应拆除盲板。 . U6 p2 U4 \\) m s4 x
正确装拆盲板与确保生产安全和正常运行密切相关,因未装盲板造成人身伤亡、爆炸等事故,以及盲板未及时拆除而延误开工、出现险情等已见报道,而且在装拆盲板时还有潜在的危险。因此,建立有关规范是十分必要的。下面列举几点供参考： # f& J! o: j1 j* k1 K2 b- d3 r
(l) 在十分熟悉生产流程、操作、安全和环保等基础上,分别制定出停车期间、试运行期间和开工正常生产期间,需加装和拆除盲板清单,并用图表表明。
(2) 每次停车、试运行和开工期间,需制定装拆盲板的进度表,并随时记录执行情况。
(3) 盲板需用合适的材料,如防腐、耐温又有足够强度。盲板分别编号,加上明显标签, 由专人管理。 ' }$ P# a\
(4) 装拆盲板前,需了解可能出现的危情,要查明上游阀门的启闭情况,是否堵塞,物料泄漏到大气中有何后果。 5、渗漏试验
在设备和管线清扫结束而准备引入(或产生)工艺物流前,应该进行渗漏试验。一般应用惰性气体对系统加压,此时首先需关闭全部放空和排液阀,试压系统与其它部分连接管线上的阀门当然也关死。试验介质也有用水蒸气或水的,用水蒸气试漏就需注意水蒸气引入设备的注意点,用水则应检验设备对水压的承受能力。有时甚至应用工厂中现成可用的液化气作试漏介质,基斯特建议试漏压力在0.34~0.4MPa(表压)和安全阀设定值减去70KPa的两者之中选较小值。催化裂化装置吸收稳定系统的试漏压力为0.2~0.3MPa(表压)。 + s7 M$ `! `8 ^* b& l 当加压完毕后,注意监测系统压力的下降速度,并对各法兰、人孔、焊口和阀杆的填料压盖等处,用肥皂水或声音探测器等检查。当检查出渗漏时,大多可通过拧紧压紧螺栓来消除,否则就应对系统进行减压,针对缺陷进行修复,直至无任何渗漏存在。在缺陷修复期间如有空气进入了设备,而设备开工时又禁止空气存在,则应重复清扫。
对于减压精馏系统,一般可先按照上述办法试漏,因为加压试漏时渗漏点容易发现。随后再对系统抽真空,抽至正常操作真空度后关闭真空发生设备,监控压力的回升速度。由压力的回升速度并结合系统的体积,可以推算出气体渗漏速率,用来判断密封是否达到了要求。如果抽真空试漏发现问题再经修复,则试漏后往往要重复清扫,因为空气已经漏入设备中。 ' }* H: t: A. {) a 在开始抽真空试漏前,必须将设备中积液和残留水排除,否则在真空下将汽化升压,影响试漏结果判断的正确性。 , ~- [6 f8 p. K: K* U+ d+ X7 D. V$ S2 u
在加压试漏中发现渗漏处时,修理人员进行修复时应事先了解试验介质的性质,氮气对人有窒息作用,要做好必要的防护措施。 / B, I4 u/ L5 G0 |0 s [
为容易确定渗漏位置,可以将大系统分成几部分单独试验田。但分得太小,试漏将花费太长时间,所以应由易检测和节省时间两者综合考虑来确定分多少部分。 ! O! j' q) k5 |\
对于高温部分(例如高温加热油系统),在温度升至200度左右时,对法兰、人孔等处的螺钉进行热紧证明是个行之有效的经验。 ! o1 m) [$ w' M9 b2 I2 l8 o( ?8 G 6、塔的冲洗 ( Q9 [: j0 _1 }: K d
塔的冲洗主要用来清除塔中污垢、泥浆、腐蚀物等固体物质,也有用于塔的冷却或为入塔检修而冲洗的,有时为检验泵系的工作而一并进行冲洗。对于新装填的填料塔,往往也进行冲洗,以除去制造安装中产生和夹带的碎屑和泥沙尘埃,还可冲去少量油脂。在塔的停车阶段,往往利用轻组分产物来冲洗,例如催化裂化分馏系统的分馏塔,其进料中含有少量催化剂粉末,随塔底油浆排出塔外。在停车阶段则分阶段应用上部侧线产物轻柴油,以及原料缓冲罐油和回炼油罐油对塔进行冲洗。大多数情况下则用水进行冲洗,对于一些非水溶性污垢、沉淀则需用专用清洗液进行冲洗。
7、脱水操作
如果塔系中有水会影响产品质量,造成设备腐蚀,低温下水结冰还可造成堵塞、产生固体水合物,或由于高温塔中水的存在将引起压力大的波动等,因此需在开车前进行脱水操作, 常用的脱水办法有如下几个方面。
(1) 液体循环 此操作可以脱除设备系统中的水分,也可按需要脱除系统中不希望存在的物质。如果设备中的水分要求脱净,一般需用热操作,这样也可同时预热设备。此外,液体循环操作还能使操作人员进一步熟悉设备特性和操作,如应用渗透性高的物料循环,则可以进一步检查设备系统的渗漏情况。 ( e) [ p) }\
(2) 全回流脱水 应用与水不互溶的物料,它可以是正式运行时的物料,也可以是特选的试验物料(一般为生产物料中某个组分,如脱丙烷塔脱水选用丁烷作为物料),随后再改为正式生产用物料,最好其沸点比水高。当塔在全回流下运转时,水汽蒸到塔顶经冷凝器冷凝到回流罐,水分分别从装于冷凝器物料侧和回流罐最低位处的排液阀排走。此法脱水耗时较长,结果可靠。
(3) 热气体(惰性气、空气或过热蒸汽)吹扫 在正压下靠吹扫热气体将管线或设备中某些部位的积水吹走,从排液口排出。热气体吹扫除水速度快,但很难彻底除净。如要求除净程度很高,则往往在热气体吹扫之后,再用液体循环或全回流操作彻底清除水分。
(4) 干燥气体吹扫 靠干燥气体带走塔内汽化的水分。该方法一般用于低温塔的脱水,并在装置中有产生干燥气体的设备,例如乙烯装置的深冷分离系统。为加快脱水,干燥气体温度应该尽量高些。
(5) 吸水性溶剂循环 应用乙二醇、丙醇等一类吸湿性溶剂在塔系统中循环,吸取水分, 达到脱水目的。此法费用较高,但用在冷冻和低温装置中该法较经济。 9 e+ y! e. }( n# g1 Z1 j3 ? 8、液体循环
液体循环可以分为热循环和冷循环两类。所用液体可以是系统加工处理的物料,也可以是水。
冷水循环是很重要的试运行步骤,借以贯通流程,考验设备性能(特别是泵系统)和仪表性能,因为没有跑油和火灾危险,出现问题则能较方便地处理和克服。要求各管线系统尽可能参与水循环(有的回水压过大而限制),有水经过的仪表要尽可能启动,并进行调试考验。水循环又是操作人员现场熟悉流程、设备、仪表和操作的极好机会。水循环在冷天操作时要防冰冻,必要时需适当加热升温,但还应注意不流动时冻坏设备问题。水循环结束后要彻底排净设备中积水,对于机泵应打开底部旋塞排水,或者用风吹干。当确认设备中积水已排净、设备管线无泄漏敞开和全部排液阀关闭时,再开始进行冷油循环。
以上分别讨论了开车前可能进行的各项准备工作,但并非在任何情况下均需经历上述各步。应结合具体情况确定具体的准备工作步骤,并逐步改进完善,为达到省时、省事又经济的开车目标创下良好基础。 0 O$ p; l& j5 r, r9 o9 I6 i 二、 精馏塔的开车和停车 9 F/ a) k2 z/ \\! ]. ?
开车是生产中十分重要的环节,它是建设一套装置花费的人力、物力和财力即将形成为生产力的转折点。开车的目标是缩短开车时间,节省开车费用,避免可能发生的事故,尽快取得合格产品。 ( Q. o' e; S+ {2 Y2 ?6 b
当装置运转一定周期后,设备和仪表将发生各种各样的问题,继续维持生产在生产能力和原材料消耗等方面已达不到经济合理的要求,还蕴含着发生事故的潜在危险,于是需停车进行检修。要实现装置安全停车,尽快转入检修阶段,必须做好停车准备工作,制订合理的停车步骤,预防各种可能出现的问题。 1、开车 6 K: ?) R4 M; V- r( W
精馏塔的开车一般包括下列步骤:
(1) 制定出合理的开车步骤、时间表和必须的预防措施;准备好必要的原材料和水电汽供应;配备好人负编制,并完成相应的培训工作等;编妥有关的操作手册、操作记录表格,并对设计计算进行核算,做到心中有数。
(2) 完成有关的开车准备工作。此时塔的结构必须符合设计要求, 塔中整洁,无固体杂物,无堵塞,并清除了一切不应存在的物质,例如塔中含氧量和水分含量需符合规定;机泵和仪表调试正常;安全设施已调整好。
(3) 对塔进行加压或减压,达到正常操作压力。 (4) 对塔进行加热或冷却,使其接近操作温度。 (5) 向塔中加入原料。
(6) 开启再沸器和各加热器的热源,开启塔顶冷凝器和各冷却器的冷源。
(7) 对塔的操作条件和参数逐步调整,使塔的负荷、产品质量逐步又尽快地达到正常操作值,转入正常操作。
由于各精馏塔处理的物系性质、操作条件和在整个生产装置中所起的作用等千差万别,具体的操作步骤很可能与上列一般步骤有些差异。重要的是必须重视具体塔的特点,审慎地确定开车步骤。 ( o9 V$ [* p4 j* ?* t! A 2、停车 \
精馏塔的停车步骤一般为： # B\
(1) 制定一个降负荷计划,逐步降低塔的负荷,相应地减小加热剂和冷却剂用量,直至完全停止。如果塔中通有直接蒸汽(如催化裂化装置主分馏塔),为避免塔板漏液,多出些合格产品,降量时可先适当增加些直接蒸汽量。 4 N* L0 k1 O5 P5 W& m4 J5 X (2) 停止加料。
(3) 排放塔中存液。 ' @% |1 X) S, G3 P$ u# D
(4) 实施塔的降压或升压、降温或加温,用惰性气清扫或水冲洗等,使塔接近常温常压,准备打开入孔通大气,为检修作好准备。具体需进行哪些准备工作,必须由塔的具体情况决定,因地制宜,例如催化裂化装置的主分馏塔,在停车阶段还要用不合格的轻柴油冲洗塔。 + k$ ^% ^# J9 Y4 L% U. @6 H9 p6 c
3、全回流操作 1 n4 X. ?. i H1 I- S
全回流操作在精馏塔开车中常被采用,在塔短期停料时,往往也用全回流操作来保持塔的良好操作状况,全回流操作还是脱除塔中水分的一种办法。 ( j4 S% g6 T& [
全回流开车一般既简单又有效,因为塔不受上游设备操作干扰,有比较充裕的时间对塔的操作进行调整,全回流下塔中容易建立起浓度分布,达到产品组成的规定值,并能节省料液用量和减少不合格产品量。全回流操作时可应用料液,也可以用塔合格的或不合格的产品, 这样塔中建立的状况与正常操作时的较接近,一旦正式加料运转,容易调整得到合格产品。
对于回流比大的高纯度塔,全回流开车有大的吸引力, 因为这类塔从开车到操作稳定需要较长时间,全回流时塔中状况与操作状况比较接近。对于回流比小或很易开车的塔,则往往无必要采用全回流开车办法。
全回流操作开车办法对于下述两种情况不大合适,或需采取一些措施:
(1) 物料在较长时期的全回流操作中,特别是在塔釜较高温度区内可能发生不希望的反应,如聚合结焦等, 除非能选出合适的物料在全回流操作中不发生上逆反应,否则应避免在这种场合应用全回流操作。
(2) 物料中含有微量危险物质,例如丁二烯精馏塔中的微量乙烯基乙块,丙烯精馏塔中的微量丙二烯和甲基乙炔。它们在正常操作中不会引起麻烦,但在长期全回流操作中又遇到塔顶馏出物管线的阀门渗漏时,此时实质上相当于一个间歇精馏,这些有害物质随时间的延续在塔中逐渐得到浓集,从而导致爆炸或其它一些事故。丁二烯精馏塔在全回流操作中,由于乙烯基
乙快浓集而发生爆炸的事故已有报道。选用物料中不含这些微量物质,例如通过加氢操作清除丙烯-丙烷物料中的甲基乙炔和丙二烯,才能采用全回流操作的开车办法,否则应避免采用。
3造成淹塔的主要原因是什么？
直径一定的塔，可供气、液两相自由流动的截面是有限的。二者之一的流量若增大到某个限度，降液管内的液体便不能顺畅地流下；当管内的液体满到上层板的溢流堰顶时，便要漫到上层板，产生不正常积液，最后可导致两层板之间被泡沫液充满。这种现象，称为液泛，亦称淹塔。 9 Y. ]0 w) o# h\
液泛开始时，塔的压降急剧上升，效率急剧下降。随后塔的操作遭到破坏。 5 } [/ L# G& G! C& j
促成液泛的因素主要有以下两个:$ ~, M( L9 M\ 1.降液管内液体倒流回上层板8 N/ F, O4 b, E' ~) ?6 _2 h 由于塔板对上升的气流有阻力，下层板上方的压力比上层板上方的压力大，降液管内泡沫液高度所相当的静压头能够克服这一压力差时，液体才能往下流。* l% _& ]- y- T3 A
当液体流量不变而气体流量加大，下层板与上层板间的压力差亦随着增加，降液管内的液面随之升高。若气体流量加大到使得降液管内的液体升高到堰顶，管内的液体便不仅不能往下流，反面开始倒流回上层板，板上便开始积液；加以操作时不断有液体从塔外送入，最后会使全塔充满液体。就形成了液泛。若气体流量一定而液体流量加大，液体通过降液管的阻力增加，以及板上液层加厚，使板上下的压力差加大，都会使降液管内液面升高，从而导致液泛。
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2.过量液沫夹带到上层板
气流夹带到上一层板的液沫，可使板上液层加厚，正常情况下，增加得并不明显。在一定液体流量之下，若气体流量增加到一定程度，液层的加厚便显著起来（板上液体量增多，气泡加多、加大）。气流通过加厚的液层所带出的液沫又进一步加多。这种过量液沫夹带使泡沫层顶与上一层板底的距离缩小，液沫夹带持续地有增无减，大液滴易直接喷射到上一层板，泡沫也可冒到上一层板，终至全塔被液体充满。9 Z3 h) D7 l( a$ l4 `! [
促成液泛的原因中，比较常见的是过量液沫夹带。
某海友非常详尽的解释了什么是淹塔和淹塔原因及处理办法： “塔的淹塔情况也就是分两种：１.塔的进出料没有平衡 ２.由于塔的液泛操作造成的淹塔. 如果是由于原因１造成的，那解决的办法最快的还是停止塔的进出料，想办法将塔釜多余的物料输送出塔（不管是原料罐，还是别的空罐中），待塔釜液位正常后，塔的温度自然也就升起来啦.\ 如果是由于原因２造成的，那就得找出造成液泛的原因是什么，才能彻底的解决这个问题.造成液泛的原因有很多，教科书上讲到的很少，只是说塔的气液负荷过大造成，但造成气液负荷过大的原因是塔已经处于极限操作状态呢？还是出于塔的进出料不平衡造成（塔顶物料出不去，回流变得很大）？进料组分改变较大？现场蒸汽调节故障，增大了蒸汽量？等等.我所在的车间有很多的脱轻塔，其中有两只经常发生液泛.对于第一只塔（F1型重型浮阀，42块塔板，板间距300mm）（脱氨塔，塔顶采出气相氨），我自己对现场实际生产数据的计算分析（有aspen plus就是好啊...）并结合实际操作后发现，造成液泛的原因是因为其塔