分馏系统调节.docx

1、分馏系统调节A#空分装置开工方案1. 概述1.1 主要指标1.1.1空气量 （1）气量 53000Nm3/h （2）压力 0.61Mpa(A) （3）温度 241.1.2性能指标产品产量(Nm3/h)纯度出冷箱压力Kpa(G)出冷箱温度（）氧气1000099.8%O21521液氧10099.8%O2120-180氮气2000099.999%N2821液氮10099.999%N2300-193压力氮50010ppm O2精液氩32099.999%Ar160-185注：Nm3/h是指0，760mmHg.1.1.3运转周期（两次大加温间隔期） 两年1.1.4设备加温解冻时间 36小时1.1.5设备起

2、动时间 36小时（从膨胀机起动到氧气达到其纯度指标，不包括氩）2空分设备的起动2.1.起动应具备的条件：2.1.1.空分设备所属管道、机械、电器等安装完毕，校验合格。2.1.2所有运转机械空压机、膨胀机、水泵等均具备起动条件，有的应先进行单机试车。2.1.3.所有安全阀调试完毕，并投入使用。2.1.4.所有手动，气动阀门开关灵活，各调节阀须经调试校验。2.1.5. 所有机器、仪表性能良好，并具备使用条件。2.1.6.仪控系统运转正常，测点显示与实际相符。2.1.7.分子筛吸附器程序控制器调试完毕，运转正常，具备使用条件。2.1.8冷箱内低温设备的管道加热、吹刷完毕，并经检测合格。2.1.9.空

3、分设备所有阀门应处于关闭状态。特别要检查起动管线V201、V202，膨胀机出入口V41、V42、V43、V44、及膨胀机喷嘴必须处于关闭状态。2.1.10.供电系统正常工作。2.1.11.供水系统正常工作。2.2.起动设备：起动前对冷箱外管路及附件逐段吹刷完毕，并经检测合格。再对保冷箱内的管道和容器进行彻底加温和吹刷（具体步骤c参阅加温）。对于低温下工作的各个部分都不能有液态水分和机械杂质存在。关闭气封冷箱进口阀和透平膨胀机的喷嘴。除分析仪表和计量仪表外，所有通向指示仪表的阀必须开启。接通温度测量仪表。并进行以下各操作步骤：（1） 起动冷却水系统。（2） 起动用户仪表空气系统及分子筛吸附器系统

4、的切换系统。（3） 起动空气压缩机。（4） 起动空气预冷系统。（5） 启动分子筛纯化系统。（6） 加温、吹刷分馏塔系统管路。 下面将以上各步骤加以叙述，有关阀门的状态和仪表检测将另列附表加以说明。2.2.1.起动冷却水系统：（1）通知做好供冷却水的准备工作。 (2 ) 打开冷却水的进、出口阀。 2.2.2起动用户仪表空气系统和分子筛纯化系统的切换系统（1）开启各空气切换管路。（2）将备用仪表空气（由用户提供）接通。（3）接通程序控制器。（4）接通切换阀、并检查切换程序。（5）按仪表说明书和仪表制造厂的说明，将除分析和计量仪表以外的全部仪表投入。2.2.3.起动空气透平压缩机 详细参阅“空气透平

5、压缩机使用维护说明书”（1） 起动空气过滤器（按空气过滤器使用说明书操作）。（2） 接通冷却水系统。（3） 作好电机的起动工作。（4） 按“空气透平压缩机使用维护说明书”起动空气压缩机。（5） 逐步增加压缩机后的压力。2.2.4.起动空气预冷系统详细参阅“空气预冷系统使用维护说明书”（1） 接通空气冷却塔、水冷却塔的全部指示仪表。（2） 检查空气预冷系统的仪电系统。（3） 打开冷却水进出口阀。（4） 慢慢增加空压机出口空气压力，并导入空气冷却塔中，待空气压力稳定并大于0.41Mpa（G）时，起动水泵WP1103(或WP1104)，起动水泵WP1101(或WP1102)。（5） 调节冷却水泵的压

6、力和流量。（6） 接通液面控制器。（7） 慢慢增加空气压缩机排出压力。2.2.5.起动分子筛纯化系统（与空气透平压缩机同时起动）详细参阅“分子筛纯化系统使用说明书”（1） 切换程序的运行。（2） 确认各控制阀门阀位是否正常。（3） 先导入再生气再接通电加热器。（4） 接通切换程序。（5） 分子筛吸附器的起动（包括吸附和再生），至少正常运行二个周期后，才能向分馏送气。（须确定CO2和水分含量达到设计值）。 注意：进入分子筛纯化系统的空气流量要根据PdIAS-1205A阻力（不大于7KPa）加以控制，以防止分子筛床层的破坏。（6） 当出分子筛吸附器的空气中CO2的含量1ppm时，可倒换仪表空气气源

7、。2.2.6 加温吹刷分馏塔系统气管路 吹刷的目的是除去杂质如灰尘等，并检查有没有水滴存在。吹刷用的气体是分子筛吸附器的常温干燥空气。每一只吹除阀，计器线根部阀均打开进行吹除，一直到所有阀门出口没有灰尘和水汽为止。吹刷空气管路见表3.1 （1） 空气导入空气管线操作：全开吹除阀V301缓慢打开空气进冷箱阀V109（V101），注意分子筛吸附器压差pdIAS1205应不超过7kpa,阀门操作应缓慢，避免分子筛床层激烈波动。（2） 接通各空气流路A. 第一流路：吹刷主换热器E1空气通道，来自分子筛吸附器的V121 E1 空气通道V301吹出空气V109(V101)V122 E1 中部V31V41V

8、341大气V123 E1 空气通道V32V43V342大气 （先开V109,再开V101,当V101全开投入自动后，关闭V109;为确保透平膨胀机的安全，吹刷膨胀空气管路时，膨胀机的密封气和油泵必须接通，详见透平膨胀机使用说明书。）B. 第二流路：吹刷下塔C1及起动管线 下塔C1V351大气 V307大气冷凝器液氮侧 V304大气 V353大气 V308大气 V201V305 大气V312大气E1氮压力通道V108后大气C第三流路：吹刷上塔C2及相应的管线C2 V352大气 V306大气 V1 V4V103大气下塔C1V3 V7贮槽大气V201、V202 V8贮槽大气 V310大气 V302大

9、气 V303大气 V311大气 E1氧通道V103大气 E2氮通道E1氮通道V105大气 E2污氮通道E1污氮通道V107大气 消音器（SL1201）D.第四流路：吹刷粗氩塔下塔C1-过冷器E2液空通道V701粗氩冷凝器液空侧V704上塔C2V784大气污氮管V780V781大气上塔C2氩馏份抽口粗氩塔C701粗氩塔C702(下部)V755大气V501V511大气 V507大气V503V512大气 V508大气 V501V502V754大气 V503V504V754大气粗氩塔C702(上部)-粗氩塔冷凝器 冷凝器侧V712V776大气V705-纯氩塔C703 纯氩塔C703V708-贮槽-大气

10、 V751大气 V752大气 V756大气 V782大气E. 第五流程：吹刷纯氩塔 下塔C1V783大气 纯氩塔蒸发器冷凝侧V707大气 V759大气 过冷器E2的液氮侧-V706-纯氩塔冷凝器的蒸发侧V715污氮侧 V762大气（3） 注意事项：A 液氧排放管路的吹刷。吹刷目的、方式和要求均与吹刷空气管路一样，但吹刷前须把液氧蒸发器喷嘴拆去，避免杂质把喷嘴堵塞，吹刷完毕装上喷嘴。喷嘴装上前须检查喷嘴是否堵塞和染上油污，否则必须进行清洗，吹通才能装上。B 冷箱气封管的吹刷。吹刷时要将转子流量计拆下，吹刷完毕再装回，以免流量计和冷箱内气封管堵塞。C 用露点仪检查各吹除阀出口气体的含水量，待AIA

11、1203CO2的含量1ppm,可把气体导入冷箱吹扫，当各吹除阀出口气体的露点-65时，才能关闭吹除阀，转而吹扫别的管道。D 在吹除各流路过程中，要逐渐开大V101（V109），既要避免压力下降，又要保证有足够量的吹刷气。E 严格控制进上塔压力PI2020.05Mpa,避免上塔超压。F 在接通各系统时，必须先开吹除阀，再开入口阀。停止吹刷时，应先关入口阀，再关出口阀。G 再吹刷过程中，空压机应在主厂房保压操作，不能使用主控制室自动控制。H 当吹除阀连续开关几次出口气体无灰尘（用洁白布在阀出口处检查有否灰尘痕迹）和露点达-65，加温吹扫结束。I 在膨胀机拆检装复前，将膨胀机的进出口管道吹除干净（从

12、蜗壳吹出）。J 吹刷增压空气管路在增压机进口处设置盲板，并且膨胀机的密封气和油泵必须接通，详见透平膨胀机使用说明书。2.3 冷却阶段2.3.1 分馏塔冷却前必备条件（1）空气压缩机已经投入运转；（2）空气预冷系统已投入运转；（3）分子筛吸附器已投入运转。（4）加温吹刷已彻底。2.3.2 起动增压透平膨胀机（1）按规定，做好透平膨胀机的气动准备。（2）打开冷却流路各阀门。（3）然后缓慢地开大喷嘴和缓慢关小增压空气回流阀，起动透平膨胀机。（4）增加膨胀机的供气量，慢慢地使增压透平膨胀机达到最大气量。（5）切断用户提供备用仪表空气，改用系统自身仪表空气。（6）打开冷箱气封阀。2.3.3 冷却分馏塔系

13、统随着分馏塔各部分的温度逐步下降，吸入空气量会逐渐增加，此时分馏塔内部返流气送入水冷塔。应特别注意的是在冷却过程中，保冷箱内各部分的温差不能太大，否则会导致热应力的产生。冷却过程应按顺序缓慢地进行，以确保各部分温度均匀。（1）顺序开启冷却流路的阀门。（2）保持空气压缩机排出压力恒定。（3）把分子筛吸附器的再生气路由空气流路切换到污氮气流路上，并将多余污氮气送水冷却塔，直至空气全部进入分馏塔。此时应特别注意空压机排气压力，防止因超压而引起联锁停机停泵。（4）必须注意各流路通过流量，使各部分温度均匀下降，不能出现大的温差。2.3.4 增压透平膨胀机的控制在冷却阶段，透平膨胀机的产冷量应保持最大。在

14、这一阶段中：（1）要相继启动两台膨胀机。（2）膨胀机工作温度要尽可能低，但不得带液。（3）当主冷底部（或下塔底部）出现液体时，冷却阶段即告结束。2.3.5 阀门状态（1）分馏塔阀门状态分馏塔所有阀门全部处于冷却时所要求的开关状态。（2）空气导入随着分馏塔内温度逐渐下降，入塔空气量逐渐增加，此时应注意分子筛压差PdIAS-1205不超过7KPa，同时要求进分馏塔前压力PI-101与下塔空气压力PI-1的压差不能太大，使下塔压力保持不变，并随着温度下降逐渐增加膨胀量以保持最大产冷量。（3）接通冷却流路A第一流路：冷却主冷K1、主换热器E1的氧通道，开氧放空阀V103及V2001、V202.B第二流

15、路：冷却上塔C2、过冷器E2和主换热器E1的污氮、纯氮通道，开污氮出分馏塔去分子筛阀V107、去水冷塔阀V106。C第三流路：冷却液空、液氮流路。开阀V1、V3。 V1 下塔C1E2 C2 V3 D第四流路：冷却粗氩塔C701、C702。 V755大气C2氩馏份抽口粗氩塔C701粗氩塔C702 K701 V712V776大气下塔C1过冷器E2V701V704上塔C2E第五流路：冷却纯氩塔。下塔C1过冷器E2V706K702V762大气K703V707上塔C2K702V714C703粗氩塔C702K701C703K703V756V781大气K702V751，V768大气V752大气下塔C1V20

16、1V761C703F倒换分子筛吸附器再生气源在空分设备起动时，分子筛的再生气体采用分子筛净化后的空气。当空分设备起动后，并有足够的再生气量时，可改用污氮流路，作为分子筛再生气，V107阀投入自控，关闭V1250阀。G起动冷箱充氮系统 在空分设备冷却过程中，冷箱内温度逐渐降低，应及时启动冷箱充氮系统，避免冷箱内出现负压。开阀V272、V273、V274。2.3.6 冷却阶段应注意事项A随着冷却流路温度的下降，空压机应不断的增加空气量，空压机出口压力稳定在0.51MPa，空压机控制方式应在厂房就地控制。B空冷系统在冷却初始阶段，应尽可能降低空冷塔上部进水的温度，缩短冷却阶段的时间。C在整个冷却过程

17、中应控制各部分温度，不要使温差太大。D为加快冷却速度，应最大限度的发挥膨胀机的制冷能力，随塔内温度的降低逐渐增加膨胀量，调节膨胀机工况，以膨胀机出口不产生液滴为原则，尽量降低膨胀机出口温度。E在空冷系统水冷却塔起动，气体由空气转换成分馏塔返流气过程中，应特别注意阀门的调节应缓慢逐步进行，保持平稳切换，否则将会导致空压机“卸压”或“憋压”。F分子筛吸附器再生气体由空气切换成污氮气的操作，应在分子筛切换时进行。G随着温度的下降，冷箱内压力也会逐渐降低，应随时注意调节冷箱充气的流量。H在冷却阶段空分阀门应处于手动控制状态。I当主冷底部（或下塔底部）出现液体，冷却阶段即结束。2.4积液和调整阶段所有冷

18、箱内设备被进一步冷却，空气开始液化，主冷（或下塔）出现液体，上、下塔精馏过程开始建立，待冷凝蒸发器建立液氧液面，可开始调节产品纯度，并将产品产量设定在设计产量的70%80%。在液化阶段，膨胀机的出口温度尽可能保持较低，但以不进入液化区为宜。部分膨胀空气量可通过V6进入污氮气管。2.4.1 阀门的调节：所有阀门的调节应按步骤缓慢并逐一地进行，当前一阀门的调节取得了预期的效果以后，方可开始下一阀门的调节。2.4.2 温度的控制：（1）主热交换器冷端的温度应接近液化点TI-1约为-173，中部空气温度TI-18约为-108。（2）其它部分温度应调节到正常生产时的规定温度。2.4.3 液体的积累：（1

19、）稍开吹氮阀V308。（2）调节空气压缩机的流量，以满足分馏塔吸入空气量的增加，并保持压缩机后的恒压，可用进口导叶和放空阀配合调节。（3）慢慢关闭各冷却用专门管路。主冷有液氧液面时，要全关V201，V202，开V305。（4）先微开下塔液氮回流阀V11，根据主冷液氧上涨情况逐渐增加开度。（5）取样分析初始积累的液体。如发现液体中有杂质和CO2固体等，则应将液体连续排放，直到纯净为止。（6）用V1阀调节下塔液空液面LICA-1，并投入自动控制，其值定为600mm。（7）用V3阀抽取液氮送入上塔，加速精馏过程的建立。2.4.4 精馏过程的建立：（1）将计量仪表投入。控制产品流量为设计值的70%80

20、%。（2）调整上塔和下塔的压力，使之达到正常值。（3）从阻力计上读数的上升，可知精馏过程已经开始建立。 A当主冷液面上升至设计值50%60%以上时，视吸入空气量和下塔压力情况调节下塔液氮回流阀V11，初步建立下塔精馏工况。B根据下塔液位上升和纯氮纯度情况，调节V3阀。C调节出分馏塔的污氮阀V106，及产品氧放空阀V103，使产品氧、氮达到设计值。（4）操作粗氩塔 A缓慢开V701使回上塔的液空蒸发量增加，促使粗氩冷凝器K701工作，待粗氩塔液空出现液面时，密切注意粗氩塔阻力计PdI701、PdI702的变化，使其缓慢升高到额定值，AI-705氩分析仪可投入使用。 B通过调整上塔工况使氩馏份纯度

21、AI-701为7%11%Ar，这时主塔已达正常工况，渐开V701，使液空液面缓慢升高到额定值，工况稳定后液面计LIC-701投入自动。 C在粗氩塔工作初期，粗氩塔精馏工况还未建立，此时微量氧含氧量分析仪AIAS-704不投入使用，而将粗氩塔出口气体含氧分析仪AIA-702接入代替AIAS-704使用。当AI-705稳定，并98%Ar时，AIAS-704方可投入使用。D当粗氩塔液面LICAS-702缓慢升到800mm时，起动液氩泵AP501（或AP502）将粗氩塔的粗液氩送入粗氩塔，此时V703投入自动，使LICAS-702保持在8001200mm。E从分析仪AE-703取样，定期分析液空中乙炔

22、含量，其值不得高于0.01ppm。（5）当冷凝蒸发器液面达到最小规定值时，可有步骤的减少一台透平膨胀机的产冷量，如果空气压缩机的产量已经达到最大值，而下塔的压力仍有下降趋势时，应提前减少透平膨胀机的产冷量。2.4.5 精馏工况的调整（1）将分析记录仪表投入。（2）按各分析点数据，利用V3对精馏工况进行调整。（3）在调整时，产品取出量维持在设计值的80%左右。（4）当工况稳定后，可加大产品取出量到规定值，将污氮气纯度维持在规定指标上。（5）产品氧的产量、纯度均达到指标时，将氧气从放空管路切换到产品输出管路上。（6）注意液氧液面，应保持稳定，不能下降，必要时，可增加透平膨胀机的产冷量，所增加的膨胀

23、气量可经V6阀旁通入污氮管路进行调节。2.4.6 工况的转换（正常工况液体工况）（1）起动另一台膨胀机，关小V101.（2）调整氧气出口流量设定值。（3）开V7、关V4。（4）根据液氧液面调节V7。2.4.7 纯氩塔的操作与调整（1）操作前应具备的条件 A主塔及粗氩塔的工况稳定在设计工况。 B纯氩塔已进行彻底的吹刷冷却。 C粗氩含氧量分析AIAS-7042ppmO2。 D仪器仪表和安全阀均已校好，并可随时投入使用。 E检查所有阀门是否灵活好用，并全部处于关闭状态。 F贮存系统的液压槽，已准备就绪。（2）纯氩塔的操作 A当AIAS-7042ppmO2时缓慢开大V705，将粗氩导入纯氩塔。 B渐渐

24、开大V706，V715冷凝器液氮出现液面并缓慢上升到额定设计值时，V706投自动。 C在蒸发器液面LIC-704初达10%后，应全部排放积液。开V756、V780以确保纯氩纯度。 D当蒸发器液面LIC-704上升到额定值，渐渐开大V707，使塔内阻力PdI-703靠近设计值。 E在蒸发器液面LIC-704达到设计额定值时，从分析阀AE-706取样分析氩纯度，若氩中含氮超过70ppm，则适当开大V751，直到合格为止；若氩中含氧大于10ppm，则打开V756及V780，排放一部分液氩进入粗氩塔，纯氩塔重新积液。 F当纯氩中的氧、氮含量达到要求且液面达到1200mm时，可打开V708阀去液氩贮槽。

25、（3）纯氩塔的调整 A塔内阻力稳定是纯氩塔工况稳定的标志，开大V707，增加上升蒸汽量，塔内阻力增加。 B当塔内压力PIAS-704超过正常值时，LIC-703偏低，V706开大，使液氮液面上升，冷凝液回流量增加，塔内压力恢复正常。 C定期开关或经常微开V759，排除不凝性气体。 D氩纯度可通过调节余气量来达到，开大V751，可降低液氩中含氮量，若液氩中含氧量过高，只有打开V756及V780，排放一部分液氩进入粗氩塔，纯氩塔重新积液。 E应防止纯氩塔出现负压，负压会使大气中水分吸入管内使管道堵塞。 F调节V715的开度，使纯氩冷凝器氮侧压力调节到合适的值，用以调节纯氩冷凝器的热负荷，使纯氩塔工

26、况稳定。3.主要工艺指标：重要操作数据：序号项目名称单位指标1压力下塔底部压力kPa4632上塔底部压力373膨胀机进口压力7364膨胀机出口压力335进冷箱空气压力4886出冷箱氧气压力187出冷箱氮气压力108出冷箱污氮气压力109进冷箱增压空气压力75710出冷箱压力氮气压力42711加温空气压力40050012起动旁通管道压力461.513仪表空气压力50014粗氩出粗氩塔压力1615纯氩塔上部压力31.9416液氩泵出口压力77417温度空气进下塔温度-173.218出主换热器中部气体总管-10819膨胀机进口温度-10820膨胀机出口温度-166.321空气进冷箱温度2422出冷箱

27、氮气温度23.623出冷箱污氮气温度23.624出冷箱压力氮气温度23.625出冷箱氧气温度21.126进冷箱增压空气温度4027粗氩冷凝器液空恒流阀后温度-185.2428液氧喷射蒸发器前后温差2.529阻力下塔阻力kPa20.5830上塔阻力5.58631粗氩塔阻力5632粗氩塔阻力91133精氩塔阻力2734液面下塔液空液位mm50060035主冷液氧液位295036粗氩冷凝器液空液位600120037粗氩塔底部液氩液位800120038纯氩塔冷凝器液氮液位030039纯氩塔蒸发器液氩液位1000135040流量进冷箱空气流量m3/h5300041产品氧气流量1000042氮气流量2000043进冷箱增压空气流量780044膨胀空气进上塔流量580045粗氩气流量33346氩馏份流量1066047纯度氧气%O299.648氮气流量%O20.000549液空%O237.7750氩馏份气含氧量分析%O2909251粗氩塔顶部粗氩含氧量分析%O21252粗氩塔出口氩气含氧量分析ppmO2253粗氩塔出口氩气含氩量分析%Ar9899