制氢装置操作规程讲解.docx

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制氢装置操作规程讲解

编号：

DPC.QHSE03.01.003.ZQ.201-2003炼油厂

制氢装置工艺技术规程

1998年1月发布1998年2月实施

大庆石化公司

1、编号：

DPC.QHSE03.01.003.ZQ.201-2003炼油厂

压缩装置

工艺技术规程

编写：

张永利赵广友

审核:

夏保平

审定：

1998年1月发布1998年2月实施

大庆石化公司

第一章概述…………………………………………………………………………1

第二章气压机的工艺路线…………………………………………………………1

1．往复压缩机工作原理及工艺参数…………………………………1

2．各台气压机介质的工艺流程……………………………………………3

第三章工艺技术指标………………………………………………………………6

1．原辅材料规格…………………………………………………………6

2.公用工程条件指标……………………………………………………7

3．工艺参数运行指标……………………………………………………8

4．消耗指标………………………………………………………………10

第四章控制理论……………………………………………………………………11

第五章设备及仪表…………………………………………………………………12

1．设备………………………………………………………………………12

2．仪表………………………………………………………………………20

第六章安全及环保……………………………………………………………………21

1．安全………………………………………………………………………21

2．装置环保指标和三废处理………………………………………………24

第七章岗位操作法……………………………………………………………………25

1．装置开停工………………………………………………………………25

2．岗位操作法………………………………………………………………36

3．事故处理……………………………………………………………………43

第八章装置历年生产情况……………………………………………………………48

1．能耗情况……………………………………………………………………48

2．技术改造情况………………………………………………………………48

3．今后的发展与设想…………………………………………………………48

附：

各压缩机流程图…………………………………………………………………

第一章概述

压缩装置占地面积5700m2,原投资1300万元，于1966年秋末试验车投产.

压缩装置是加氢、制氢、合成装置配套部分.现有15台压缩机，压缩机是加氢、制氢、合成装置生产中的主要设备。

而各类气体压缩是整个生产工艺中的主要程序之一.它的基本任务是压缩气体,按工艺要求提高气体压力,以满足前后工序的工艺要求.

1Г-266压3#机（介质:

H2）经88年、95年二次改造,改为1Г-466型,准备作为合成新鲜气（N2、H2混合气）压缩机.

4D22压6#机78年改为三、四段并用,介质为空气.

4D22压5#机89所改为输送CO2,95年改为四空送气.（盲板卸除后可输送CO2）

2VTD/220压-7#机经90年改造电机,功率由850KW降为450KW,转数由333转/分降为250转/分.（加氢二套循环氢）.

本装置的氢压机系统低压段为制氢系统及合成转化系统输送来自萨而图气站的油田气;高压段为加氢、合成输送新鲜氢和氮和氢混合气及为石蜡加氢、低压加氢、汽油加氢、二制蜡等装置输送新鲜氢气的任务.循环机系统为加氢、合成一次用过气体经过压缩后返回系统循环使用.氮气压缩机供装置开停工过程中设备、管线置换和制氢、合成催化剂的钝化、还原循环升温及分子筛降温使用.空气压缩机还可以作四空积极合成氨-3备用机.在酮苯、加氢、重整催化剂烧焦时,可为提供所需的空气.

第二章气压机的工艺路线

1.往复式压缩机工作原理及工作参数

往复式压缩机又叫活塞式压缩机.属容积型式压缩机.

1.1往复式压缩机是靠在汽缸内往复运动的活塞,使缸内空间容积周期性的扩大（吸放）或缩小（压缩,排除出）而提高气体压力并排出气体的.

当容积扩大时,残留在气缸余隙内的压缩气体将膨胀;容积继续增大,即吸入气体.是当容积缩小时,则压缩并排气.因此,活塞每往复一次,依次要进行膨胀.吸气,压缩,排气四个步骤,总称为一个工作循环.

1.2往复式压缩机的主要工作参数

1.2.1转速（n）;单位为转/分,纸6曲轴分钟的转数;亦既活塞往复次数.

1.2.2行程（s）;单位为毫米;指活塞在缸内的行程长度.指两死点间距减活塞厚度.亦即曲拐轴心与主轴心的两倍.

1.2.3活塞平均速度（C）；单位为米/秒，活塞运动中速度是变化的，在始点时为零然后逐渐加速.在中点时为最大,然后逐渐降速.到终点时又无零,返行时亦如此.

C平=s·n/30米/秒

1.2.4压力比（ε）：

又称压缩比，是指出口压力与入口绝对压力之比，即ε=P2/P1

1.2.5排气量（θ）：

单位为米3/分，米3/时。

1.2.6活塞力（P）：

单位为公斤。

P=P·F公斤

活塞端面面积，cm2

缸内气体压力，kg/cm2

1.2.7功率与效率;活塞式压缩机消耗的功率.包括有;压缩气体的功耗,气缸中气阀等的阻力损失与各种机械摩擦等功耗.

1.2.8温度：

指压缩机的出、入口温度.

1.2.9动力平衡性;物体在运动时.或速度方向有变化时都产生惯性力.其大小与质量成一次方正比,与转数成二次方正比.其方向于加速方向相反.

1.3往复式压缩机的构造及工作原理.

1.3.1往复式压缩机的构造往复式压缩机大体可分为两部分;曲轴箱部分和工作缸部分.

曲轴箱部分包括;曲轴.轴瓦.连杆.十子头滑道.十子头及十子头瓦.

工作部分分主要有缸体.活塞杆.活塞.活塞环及出入口阀.

1.3.2往复式压缩机工作原理示意图.

1－曲柄

2－轴瓦

3－连杆

784－滑道

123455－十字头

6－活塞杆

7－活塞

98－吸入阀

9－排气阀

6

活塞往复一次,气缸内次进行余隙内气体膨胀、吸气、压缩、排气四个操作过程,总称依次工作循环.

1.3.3气体的压缩过和示功图：

压缩气体所需的压缩功,决定于气体状态的改变,压缩气体的过程有三种：

1.3.3.1等温压缩过程：

在压缩过程中，把与压缩功相当的热量全部移去,使气缸内气体的温度保持不变、这样压缩称为等温压缩,在示功图中表示为：

ABC2D所围成的面积.

在等温压缩过程中的所消耗的功最小,但这一过程是一理想过程,实际生产中无法实现的.

1.3.3.2绝热压缩过程中：

在压缩过程中,与外界没有任何交换,结果使气缸的温度升高,这种不向外界散热也不从外界散热的压缩称为绝热压缩,在示功图表示为：

ABCD围成的面积,这种压缩过程的耗功最大,也是一种理想过程,因此在实际生产中,无论任何情况要想避免热量的散失却是很难做到的.

1.3.3.3多变压缩过程：

在压缩气体的过程中即不完全等温，也不完全绝热的过程，称为多变压缩过程，在示功图中表示为：

ABCD所围成的面积，这种过程介于等温和绝热过程之间，实际生产中气体的压缩过程均属于多变过程。

在实际生产中，为了节省压缩功，就必须使多变过程尽量接近等温过程，具体方法是采用冷却水。

既通过气缸水套和冷却水器将压缩气体时所产生的热量移去。

示功图可以由专门的仪器--示功器描绘在图纸上，根据示功图可以确定指示功率容积系数、压缩、膨胀过程的多变指数，吸气和排气时的压力损失及消耗在有害阻力的指示功率。

此外，气阀、活塞环、填料函的工作情况均反映示功图上。

排气C

PDC2C1C

压膨

胀

力压缩

A吸气B

2.各台气压机介质的工艺流程

2.1油田气、氢气（氮氢混合气）两用卧式双高压四段往复式压缩机（压1#-压4#机）工艺流流程说明：

来自萨而图压气站的油田气，经过400米3球罐脱油，经分子筛脱C5脱硫处理后，在原料气中配入适当氢气，由10#阀引入，经过原料段入口缓冲器，进入到气压机的原料段，压缩后，使原料气的压力从0.7MPa升到1.7MPa（或2.2MPa）出来后进入原料段冷却器冷却,再进入原料段油水分离器进行油水分离,脱水后的原料气（以CH4为主）经过12#阀送到制H2转化炉或合成转化炉。

来自制氢系统纯度达95%以上的工业氢（或来自合成净化系统的N2、H2混合气）由1#阀引入经过一段入口缓冲器进入到气压的一段缸，压缩后使压力从1.1MPa（或1.5MPa）升到2.7MPa（或3.0MPa）后再到一段冷却器进行冷却,之后进入到一段油水分离器进行分离,从分离器顶部出来的气体分成两路:

一路去一列,一路去二列.

去一列的气体分别进入前二段和后二段缸,经二段压缩后,使气体压力升到5.6MPa或（6.2MPa）.二段气体出来经过二段缓冲器、冷却器、油水分离器、然后进入三段缸,经三段压缩后,使压力升到13.2MPa（或16.0MPa）。

三段气体出来经过三段缓冲器、冷却器、油水分离器进入四段缸，经过四段压缩后使压力升到16.0MPa（或32.0MPa），四段气体出来经过四段缓冲器进入到四段油水分离器。

去二段的气体流程与一列相同，不同的是后二段改为平衡段，气体由二段冷却器出口管引出；经四段缸压缩后的气体，经四段缓冲器，冷却器进入到四段油水分离器和一列气体汇成一路，最后从油分顶部出来，经7#阀送往加氢系统（或合成系统）。

说明：

2.1.1为了方便平衡段起到作用，在二列的出口有一根平衡管与平衡段相连。

2.1.2为了使一列，二列的二，三段压力一致，发表在二，三段油水分离器有一根连通管称问平衡管，使两列的二。

三段联起来。

2.1.3为了便与调节各段压力，分别设有18#阀（一回一），19#阀（二回一），20#阀（三回一），21#阀（四回一）四个卸载阀。

2.1.4为了放掉压力设有22#阀（四段放空），13#阀（原料段放空），8#阀（一段放空）。

2.1.5为了利用重整氢气，把重整氢气入口的3#阀引入到一段连通线上，在引入重整氢用放空调节压力，为利用乙烯（大化）氢气，把管线入口向引至制氢去压缩总管上。

2.1.6为防止压缩机突然停车，系统压力倒回，（压1，压2）在四段出口油水分离器上设有单向阀，原料段出口与12#阀之间管线设有单向阀。

2.1.7在制氢或合成进行氮气循环时，为了使氮气能够进行原料段及其它各段，在原料段设有17#阀，一段入口设有2#阀。

2.1.8在正常生产中各段即载阀出来的气体通过4＃阀回到一段入口缓冲器内，但在制氢或合成进行热氮气循环时所需的气量很大，在8000-10000标米3/时左右。

压力在0.8-1.5MPa

左右,如果用原料段送气,满足不了要求,所以就采取四段卸载阀给制H2（或合成）送气,气体经21#阀出来由载总管经9#阀送往转化系统,因为卸载总管与一段入口相通,为了防止一段入口压力超高,故以4#阀调节一段入口压力.

2.1.9为能使压缩机进行负荷试车和其它操作的需要,在原料段的出口与一段的入口之间设一连通阀17#,为了调节原料段出口压力和在原料段出入口阀全关闭的情况下不致于使入口抽空,在出入口之间设有16#调节阀,为使原料段能够在正常情况下自动调节,在原料段入口和出口之间设有自动调节阀（风关阀）.

2.1.10为了能够在正常是情况下,维修或更改自动调节阀,故在自动调节出入口各装一个截止阀.

2.1.11为了避免各段压力突然升高,而未能及时处理引起的一系列事故,故原料段,一段,二段.塞段,四段设有安全阀,并通过安全阀集合罐放掉压力.

2.1.12为了能及时排除各分离器和缓冲器内的油水,在每个容器下部都接有排油管,并引到操作台前便于操作,由排油阀出来的油和气顺着排油总管进入到吹扫罐内进行分离,从吹扫罐顶部出来的气体进入放空罐（容29A）顶部放出,油和水从底部经过控制阀排到废油箱内,进行油水分离,分离后水流入地沟,油进行回收.

2.2氢气双作用立式单级往复式循环压缩机（压7#-压8#机）工艺流程说明.

从加氢二套高压分离器出来的循环氢气体经过油水分离器（分204）排除油水后,由入口球阀引入到压缩机入口,经压缩后,使气体压力从12.5MPa,提高到16.0MPa,经过出口球阀送至油水分离器（分205）排除油水后送至加氢二套炉L102前与新氢及原料油以一定比例混合后进加热炉加温.

说明：

2.2.1为防止入口球阀在开车前差压打不开在入口球阀前，加一充压阀。

2.2.2为使停车时卸掉压力，在出口球阀前装一放空阀。

2.2.3为防止压缩机出口差压超标，在压7#，压8#机出入口缓冲罐之间加一道差压式安全阀。

2.2.4为防止压缩机自动停车时加氢二套系统气体倒回，在压缩机旁路筏后放空阀前加一单向阀。

2.2.5为使压缩机能调节负荷，压缩机出入口之间装一旁路阀。

2.2.6为使操作方便，出入口油水分离器排油阀引致压10#机操作台前的集合罐（容103）进行分离气体经放空罐（容29B）放入大气。

2.2.7为收回利用机油，压9#-压13#机卫代处接一管线通至机油罐。

2.3.氢气双作用卧式双列单级往复式循环压缩机（压9#-压11#）工艺流程说明；

从加氢一套（四套）高压分离器出来的循环氢气气体经过油水分离器（分104或分404）排除油水后，由入口角阀，球阀引致压缩入口，压缩后使气体压力从12.5MPa升到16.0MPa,经出口球阀,角阀,球阀送至油水分离器（分105或分405）在炉L104（或L104）前与新氢及原料油成一定比例混合后进炉加温.

说明：

2.3.1为防止入口球阀在开车前因差压大打不开，在入口球阀前后加一充压阀。

2.3.2为防止压缩机出口压力超高，在出口球阀前装一放空阀。

2.3.3为防止压缩机自动停车时加氢一套系统（或四套系统）气体倒回，在压缩机旁路阀后放空阀前加一单向阀。

2.3.4为使压缩机能调节负荷，在压缩机出入口管线中间装一旁路阀。

2.3.5为便于操作，出入口油水分离器排油阀引到集合罐（容103）进行油水分离，气体经上部引致放空罐（容29B）放入大气。

2.4混合气双作用卧式双列单级往复式循环压缩机（12#-压13#）工艺流程说明：

从合成塔反应后出来的混合气（N2、H2NH3）经入口角度，球阀至压缩机入口，压缩后气体压力从28.5MPa升到32.0MPa，经滤油器.（容802A或容802B）与氢压机来的新鲜气（N2、H2混合气）混合脱水油后经出口球阀、角阀去合成塔.

说明：

2.4.1为防止入口球阀在开车前因差压打不开,入口球阀前加一充压阀.

2.4.2为防止压缩机出口压力超高,在出口球阀前装一放空阀.

2.4.3为便于操纵,排油阀引致本机操作前排油水经管线引致放空罐（容29B）放入大气.

2.4.4为防止压缩机自运停时合成系统压力倒回,在去合成总管上设有总单向阀.

2.5CO24D22往复式压缩机（压5#）工艺流程说明：

本机原是加氢裂化联合试验装置的一部分主要任务是将合成及制氢系统的副产品一CO2充分利用，根据实际生产需要，原来四级压缩，现改为二级压缩，将合成及制氢装置来的CO2经入口管线引致一段入口水封经入口阀进一段气缸,使压力由0.23MPa经一缓、一冷、一分脱油水后进入二段气缸，压力升至0.8MPa，然后经二冷、二分通过二段出口阀送经二氧化碳脱水装置。

九五年根据生产需要，把CO2入口处加盲板，在出口管线处加一跨线与压6#的出口管线相连，这样压5#及又可作空气压缩机的备用机。

说明：

2.5.1为了便于调节压力，分别设有一回一、二回一卸载阀。

2.5.2为了及时放掉系统压力，不至使系统蹩压，设有一段放空阀，二段空阀。

2.5.3为了便于操作，各段油分排油阀引致操作台的吹扫罐内，油水中的气体经排油线放掉。

2.6空气4D22往复式压缩机（压6#）工艺流程说明：

空气压缩机的空气从厂房顶部引致一段入口阀，进入一段气缸，使气体由一个大气经压缩升至2.23MPa后，出来经过一段缓冲器，一段冷却器，油水分离器脱水后进入二段气缸，压力升至0.8MPa，出来后经过二段冷却器，油水分离脱水后分两路进入三段与四段，压力升至2.2MPa，出来后进入缓冲器、冷却器、油水分离器脱油水后，至出口阀进入总油水分离器，再次脱除油水后送往合成二段炉等系统。

说明：

2.6.1为便于调节各段压力，设有卸载阀一回一、二回一。

2.6.2为了防止一段压力超高，设有一段放空阀。

2.6.3为了防止四段压力超高，设有四段放空阀。

2.6.4为了使三段，四段压力一致，设有一根平衡管。

2.6.5为了便于操作，一至四段油水分离器排油水阀均引致操作台前的吹扫罐中，油水中的气体从上部引入放空线放空。

2.6.6为防止吹扫罐内超压，在吹扫罐上装一安全阀，与各段安全阀泄放的气体一道引致放空线放空。

2.6.7为了氢压机等试车扫线用，在二段出口管上连一根ф50管线通至大厂房。

2.7氮气两用L型双级往复式压缩机（压14#）工艺流程说明；

从N2罐来的N2，压力为0.098MPa，经入口阀进入压缩机一段气缸，压力升至0.25MPa出来后，经一段冷却器一段冷却水分离器脱除油水后进入二段气缸，压力由0.25MPa升至0.8MPa经二段冷却器，油水分离器脱除油水后，经二段出口阀送往制H2、分子筛、合成、加氢、氢压机等岗位使用。

说明：

2.7.1为了便于调节压力，分别设有一回一，二回一阀。

2.7.2为防止各段超压，在一段冷却器，二段油水分离均设有安全阀。

2.7.3为控制压力设有二段放空阀。

2.8油田气多用M型对平衡式双级往复式压缩机（压15#）工艺流程说明：

本机原是配合制氢或造气，代替4000KW压缩机给上述两套装置开工油田气循环用。

现由于压3#机改造后，无原料段，故而代替原料段给合成转化送气，油田气经入口阀进入一段缓冲器，进入一段缸，气体压力由0.05MPa升至1.0MPa经一段缓冲器，一段冷却器进入二段缸，压力由1.0MPa升到2.2MPa或1.6MPa经过二段冷却器、二段油水分离后经二段出口出装置。

说明：

2.8.1为方便操作设有一回一，二回一阀。

2.8.2为防止压力超高，设有一段、二段安全阀。

2.8.3为使系统不蹩压设有一段放空阀、二段放空阀。

2.8.4为能够在正常情况下自动调节，在入口和出口处设有自动调节阀（风关阀）。

2.8.5为了能给制氢、合成转化送气在出口管分别设有去制氢、合成出口阀。

第三章工艺技术指标

1.原辅材料规格:

1.1原料：

H25％N21.9%

1.1.1原料气组成（V）C0179.7%C026.7%

C033.9%C041.7%C050.3%

C05<0.5%

其中指标为配氢浓度为3－5％（体积比）

不含烯烃

1.1.2工艺氢纯度>96%

N2/H2比例1：

3

1.1.3氮氢混合气中

CO、CO2含量<30ppm

1.2辅助材料：

压缩机润滑油（见下表）

GB12691-空气压缩机油质量指标（150#）

品种

指标

L-DAB

粘度等级（按GB3141）

150

运动粘度，mm2/s40℃100℃

135～165

报告

倾点，℃

不高于

－3

闪点（开口），℃

不低于

215

腐蚀试验（铜片100℃，3h）级

不大于

1

抗乳化性（40－37－3）min,82℃

不大于

30

液相锈蚀试验（蒸馏水）

无锈

硝酸盐灰分，％

报告

老化特性：

200℃，空气，三氧化二铁

20

蒸发损失％

不大于

3.0

康氏残炭增值，％

不大于

减压蒸馏蒸出80％后残留物性质：

康氏残炭增值，％

新旧油40℃运动粘度之比

不大于

不大于

1.6

5

中和值，mgKOH/g未加剂，加剂后

报告

水溶性酸或碱

无

水分，％

不大于

痕迹

机械杂质，％

不大于

0.01

2．公用工程条件指标

2.1蒸汽：

中压蒸汽：

0.7－1.0MPa

2.1.1消防蒸汽

低压蒸汽：

0.2－0.3MPa

2.1.2取暖蒸流：

0.2－0.3MPa

2.2水：

2.2.1新鲜水；水压

2.2.2循环水，水压总管

气体压缩机冷却水均为循环水，要求如下表：

压缩机名称

水压（MPa）

水温℃

循环水中断联系无效时

氢压机

≮0.2

≯35

紧急停车

空压机

≮0.2

≯35

紧急停车

CO2机

≮0.2

≯35

紧急停车

循环机

≮0.2

≯35

正常停车

14＃机

≮0.2

≯35

紧急停车

15＃机

≮0.2

≯35

紧急停车

2.3压缩风

2.3.1仪表风：

压力P≮0.25MPa,露点≯－35℃，温度常温。

2.3.2工业风：

压力P≮0.30MPa,露点≯－30℃，温度常温。

2.4交流电：

频率：

50HZ

6000V±10V380V±5V220V±5V

2.5环保指标:

污水含油量≯200mg/l

3.各机组工艺运行指标

3.11г－366/320氢压机1＃、2＃、4＃的工艺指标：

段别

性能

原料段

一段

二段

三段

四段

温度

℃

入口

≯50

≯40

≯50

≯50

≯50

出口

≯105/122

≯108/137

≯120/122

≯134/145

≯63/117

压力

MPa

入口

≯0.7

≯1.1/1.5

出口

≯1.7/2.2

≯2.7/3.0

≯5.6/6.2

≯13.2/16.0

≯16.0/32.0

压缩比

≯2.25/2.28

≯2.34/1.93

≯2.04/2.08

≯2.32/2.55

≯1.21/1.99

气缸直径mm

470

530/470

前332/后230

322

138

吸气量Nm3/h

5500

22800

转数r/min

125

活塞行程mm

1000

3.21г－466/13-320型3＃气体压缩机的工艺运行指标（主要设计参数）

（介质：

H2和N2/H2的混合气）

段别

性能

一段

二段

三段

四段

压力

MPa

入口

≮1.1

140

出口

≯3.0

≯6.7

≯14.0

≯31.5

温度℃

入口

40

40

40

40

出口

≤130

≤130

≤140

≤130

压缩比

2.1

2.09

2.13

2.27

气缸直径mm

480

355

315

315/215

吸气量Nm3/h

28000

转数r/min

125

活塞行程mm

1000

电机功率（KW）

4000

电流（A）

448

3.32VTD/200型气体循环机（7