乙烯進(jìn)料系統(tǒng)

1、乙烯精致系統(tǒng) 烯烴中心 聚烯烴裝置 常健 2013年8月2日 講課題綱1、 乙烯精致系統(tǒng)流程簡(jiǎn)述；2、 各個(gè)精致床的原理；3、 乙烯精致的主要邏輯；4、 乙烯精致床層的再生（以脫氧床為例）；5、 常見(jiàn)事故處理。內(nèi)容1、乙烯精致系統(tǒng)流程簡(jiǎn)述： 來(lái)自界區(qū)的乙烯在乙烯中間換熱器（E-2105）中被乙烯CO脫除罐（C-2107或C-2103）中的乙烯進(jìn)行加熱。乙烯在進(jìn)入乙烯脫氧罐（C-2109或C-2108）和隨后進(jìn)入的乙烯CO脫除罐（C-2107或C-2103）之前，熱乙烯要先進(jìn)入乙烯預(yù)熱器，在預(yù)熱器中被加熱到100。預(yù)熱器用于乙烯進(jìn)入乙烯脫氧罐和乙烯CO脫除罐前達(dá)到加熱終溫，同時(shí)還用于裝置開(kāi)車階段

2、的初加熱。乙烯脫氧罐內(nèi)有一個(gè)單質(zhì)銅催化劑的固定床，通過(guò)將單質(zhì)銅氧化成氧化銅而除去乙烯中的氧氣。催化劑床需要用氮?dú)庀♂尩臍錃膺M(jìn)行定期再生。乙烯CO脫除罐內(nèi)有一個(gè)氧化銅固定床。這些床層要用氮?dú)庀♂尩难鯕膺M(jìn)行定期再生。離開(kāi)乙烯CO脫除罐后，乙烯在乙烯中間換熱器中被冷卻至40，之后進(jìn)入乙烯干燥器（C-2112或C-2113）。乙烯干燥器中含有分子篩和活化氧化鋁，這兩種物質(zhì)通過(guò)物理吸收作用除去乙烯物流中的水分和其他極性雜質(zhì)。乙烯干燥器需要用熱氮?dú)舛ㄆ谠偕．?dāng)一個(gè)乙烯干燥器進(jìn)行再生時(shí)，就啟用備用的乙烯干燥器，這樣使乙烯能夠連續(xù)流入反應(yīng)器系統(tǒng)。離開(kāi)乙烯干燥器（C-2112或C-2113）的乙烯隨后一部分送出

3、界區(qū)去PP裝置，其余進(jìn)入乙烯CO2脫除罐，除去其中微量的二氧化碳。乙烯CO2脫除罐含有活化氧化鋁（Selexsorb COS），通過(guò)化學(xué)吸收作用除去乙烯物流中的二氧化碳。分子篩需要用熱氮?dú)舛ㄆ谠偕?、各個(gè)精致床的原理；乙烯脫一氧化碳是在含有CuO催化劑Sud Chemie Polymax 300作用下，使CO轉(zhuǎn)變成CO2，反應(yīng)式如下：CO + CuOCO2 + CuCu2O + CO2Cu + CO2當(dāng)催化劑中氧化銅被還原成銅單質(zhì)的時(shí)候需要進(jìn)行再生。再生的時(shí)候，是有控制地將被還原的銅重新氧化，從而使催化劑床層得到再生。反應(yīng)式如下：4Cu + O22Cu2O2Cu2O + O24CuO乙烯脫氧

4、是以負(fù)載銅的UT-2000作為脫氧催化劑。UT-2000由亞鉻酸銅附著在二氧化硅上制成，銅占13%左右。脫除氧是通過(guò)催化劑的氧化變成氧化銅來(lái)實(shí)現(xiàn)的。反應(yīng)式如下：4Cu + O22Cu2O2Cu2O + O24CuOUT-2000需要定期再生是通過(guò)氫氣將催化劑中氧化銅還原成單質(zhì)銅，從而得到再生。反應(yīng)式如下：CuO + H2Cu + H2O在乙烯干燥器中通過(guò)吸附過(guò)程脫除H2O。干燥床中上層為3A分子篩材料用于脫H2O，在下層使用Selexsorb CD，被主要用于脫除其它極性雜質(zhì)，象丙酮、甲醇、羥絡(luò)合物等。3A分子篩有3A孔徑，在脫H2O中是最有效的，但因?yàn)樗目讖叫?，不?huì)脫除象甲醇這樣的雜質(zhì)，因

5、此使用Selexsorb CD分子篩用于脫除乙烯中的極性雜質(zhì)。由于Selexsorb CD對(duì)水的選擇性大，所以被裝在干燥床下部，含有水和其他極性雜質(zhì)的的乙烯從上部進(jìn)入干燥床，水先被3A分子篩吸附，其他極性雜質(zhì)被Selexsorb CD吸附，這樣能夠有效地脫除水、丙酮、甲醇、羥絡(luò)合物等雜質(zhì)。干燥床再生是利用物理吸附為放熱反應(yīng)，當(dāng)溫度越高，分子篩的吸附能力越差，所以當(dāng)干燥的熱氮?dú)馔ㄟ^(guò)含有水或極性物質(zhì)的分子篩3A和Selexsorb CD時(shí)，水分子和極性物質(zhì)分子在分子篩中解吸，分子篩得到再生。干燥床再生就是利用這個(gè)原理。由于乙烯的吸附熱比較大，在干燥床再生后重新投入使用前，必須進(jìn)行嚴(yán)格控制的預(yù)負(fù)載，

6、帶走大量吸附熱，避免干燥床吸附乙烯時(shí)產(chǎn)生高溫，對(duì)設(shè)備和催化劑的損害。乙烯脫二氧化碳床是利用選擇性吸附劑Selexsorb COS 物理吸附二氧化碳，再生是用干燥的熱氮?dú)馔ㄟ^(guò)含有二氧化碳的Selexsorb COS，二氧化碳在分子篩中解吸，Selexsorb COS得到再生。由于銅容易與乙炔生成對(duì)震動(dòng)非常敏感的乙炔銅，一旦乙炔銅積累稍有振動(dòng)就會(huì)發(fā)生爆炸，因此含有銅催化劑的脫一氧化碳床和脫氧床在打開(kāi)容器之前都需要進(jìn)行乙炔銅分解，用受控制氫氣濃度的氮?dú)膺M(jìn)行分解乙炔銅。反應(yīng)式如下：CuC=CCu + H2 Cu + 烴類由于銅暴露于高氧氣濃度中，例如空氣，它將自燃，引起銅的氧化放熱反應(yīng)。反應(yīng)式如下：

7、2Cu+O22CuO+66，000Bt/lb·mol因此，打開(kāi)脫一氧化碳床和脫氧床之前，用控制方法氧化床層。為了完成氧化，用N2和空氣的混合物氧化床層?？刂拼呋瘎┰偕鷷r(shí)要特別小心，先用含2mol和5mol空氣的N2來(lái)氧化床層，然后用100mol的空氣手動(dòng)氧化床層。3、乙烯精致的主要邏輯； A. 自動(dòng)SD1、兩個(gè)乙烯脫氧罐（C-2108和/或C-2109）中的任意一個(gè)的溫度分別高于TA2H-2108-7或TA2H-2109-7的高高設(shè)定值，并持續(xù)兩分鐘；2、兩個(gè)CO脫除床（C-2103和/或C-2107）中的任意一個(gè)的溫度分別高于TA2H-2103-7或TA2H-2107-7的高高設(shè)定

8、值，并持續(xù)兩分鐘；3、兩個(gè)CO2脫除床（C-2110）中的任意一個(gè)的溫度分別高于TA3H-2110-7的高高高設(shè)定值，并持續(xù)兩分鐘；4、兩個(gè)乙烯干燥器（C-2112和/或C-2113）中的任意一個(gè)的溫度分別高于TA4H-2112-7或TA4H-2113-7的高高高高設(shè)定值，并持續(xù)兩分鐘。自動(dòng)SD用于乙烯凈化床在緊急狀況下排放火炬時(shí)降壓，如果在正常操作過(guò)程中乙烯凈化床（C-2103/2107，C-2108/2109，C-2110， C-2112或2113）的任意一個(gè)的溫度報(bào)警設(shè)定在110，則預(yù)警報(bào)（TAH-2103-7/2107-7，TAH-2108-8/2109-7，TA2H-2110-7/2

9、111-7，TA3H-2112-7/2113-7）將發(fā)出報(bào)警聲，表示如果床的溫度（TA2H-2103-7/2107-7，TA2H-2108-8/2109-7，TA3H-2110-7，TA4H-2112-7/2113-7）增加到125，并持續(xù)兩分鐘時(shí)，將會(huì)發(fā)生乙烯凈化系統(tǒng)的排放。（見(jiàn)邏輯21-4-4）溫度在125持續(xù)兩分鐘以后，SD將自動(dòng)激活，導(dǎo)致出現(xiàn)以下情況：1、乙烯供應(yīng)閥、乙烯截止閥、乙烯出口閥、乙烯進(jìn)料控制閥、乙烯反吹總管閥和共聚單體干燥器預(yù)加料閥（分別是HV-2001-2，HV-2113-10，HV-4001-96，F(xiàn)V-4001-1，HV-4001-95和HV-1004-4）將會(huì)關(guān)閉（

10、見(jiàn)邏輯20-1），乙烯供應(yīng)閥HV-2001-2只有在手動(dòng)將HS-2001-2A打到OPEN位，所有的聯(lián)鎖都滿足時(shí)才能打開(kāi)；2、乙烯放空閥（HV-2113-8）打開(kāi)到火炬；3、控制室中XA-2113-8將發(fā)出警報(bào)，表示SHUTDOWN（停車）；4、再生氮?dú)饧訜崞鳎‥-2114）停止（邏輯21-8-1）。位指示燈ZLC-2001-2將點(diǎn)亮紅色報(bào)警燈，表示乙烯進(jìn)料截止閥全部關(guān)閉。如果在5秒鐘之內(nèi)沒(méi)有完全關(guān)閉，ZAC-2001-2將發(fā)出警報(bào)，指示ETHYLENE FEED BLOCK VALVE FAILURE TO CLOSE（乙烯進(jìn)料截止閥關(guān)閉故障）。位指示燈ZLO-2113-8將點(diǎn)亮，表示乙烯放

11、空閥HV-2113-8全開(kāi)。如果在5秒鐘之內(nèi)沒(méi)有全開(kāi)，ZAO-2113-8將發(fā)出警報(bào)，指示ETHYLENE VENT VALVE FAILURE TO OPEN HV-2113-8（乙烯放空閥HV-2113-8打開(kāi)故障）。B. 手動(dòng)SD手動(dòng)ESD是一個(gè)由操作員操縱的系統(tǒng)，用于緊急情況下使乙烯凈化系統(tǒng)泄壓，并排放至火炬。手動(dòng)SD激活是通過(guò)將HS-2113-8打到“SHUTDOWN（ESD）”位實(shí)現(xiàn)的，與自動(dòng)執(zhí)行ESD的程序相同（見(jiàn)上述自動(dòng)SD）要操作乙烯凈化系統(tǒng)，必須滿足下列條件：1、乙烯系統(tǒng)不在停車狀態(tài)（SD）；2、乙烯進(jìn)料手動(dòng)開(kāi)關(guān)（HS-2001-2A）一定要打到“OPEN”位（由邏輯20-

12、1執(zhí)行）以及手動(dòng)開(kāi)關(guān)HS-2001-2B一定要打到“AUTO”位；3、乙烯供應(yīng)壓力不大于3549kPag （PA2H-2001-9）；4、乙烯供應(yīng)溫度不小于-8（TA2L-2001-10）。滿足上述條件會(huì)出現(xiàn)以下結(jié)果：1、乙烯供應(yīng)閥HV-2001-2打開(kāi)，位指示燈ZLO-2001-2將發(fā)出綠色的警示光，表示進(jìn)料閥全開(kāi)。如果在5秒鐘內(nèi)沒(méi)有完全打開(kāi)，ZAO-2001-2將發(fā)出報(bào)警，指示“ETHYLENE FEED BLOCK VALVE FAILED TO OPEN HV-2001-2”（乙烯進(jìn)料截止閥HV-2001-2打開(kāi)故障）。2、乙烯放空閥HV-2113-8將關(guān)閉。位指示燈ZLC-2113-

13、8將點(diǎn)亮，表示乙烯放空閥HV-2113-8完全關(guān)閉。如果沒(méi)能在5秒之內(nèi)完全關(guān)閉，ZAC-2113-8將發(fā)出警報(bào)，并指示“ETHYLENE VENT VALVE FAILED TO CLOSE HV-2113-8”（乙烯放空閥HV-2113-8關(guān)閉故障）。值得注意的一點(diǎn)是當(dāng)發(fā)生SD以后，乙烯干燥器在將凈化系統(tǒng)再次投入運(yùn)行之前一定要預(yù)加載，如果干燥器沒(méi)有預(yù)加載，那么當(dāng)乙烯重新進(jìn)入床時(shí)，就會(huì)使床出現(xiàn)高溫現(xiàn)象。當(dāng)TAL-2001-10低于其低設(shè)定值，且PAH-2001-9高于其高設(shè)定值時(shí)，就會(huì)發(fā)出“ETHYLENE CONDENSATION WARNING”（乙烯冷凝警告）的警報(bào)聲。C. 外部合同裝置

14、乙烯進(jìn)料隔離閥（HV-2113-10）當(dāng)乙烯進(jìn)料的壓力降低于PDAL-2113-10的設(shè)定值時(shí)，控制室的報(bào)警將會(huì)啟動(dòng)，并通過(guò)關(guān)閉HV-2113-10和FV-2113-11將乙烯總管從界外合同裝置上隔離。乙烯精制SD過(guò)程中，HV-2113-10也將關(guān)閉。如果HV-2113-10在收到信號(hào)后5秒之內(nèi)不能確定已關(guān)閉，ZAC-2113-10將發(fā)出報(bào)警，指示“ETHYLENE BLOCK VALVE HV-2113-10 FAILURE TO CLOSE” （乙烯截止閥HV-2113-10關(guān)閉故障）。與界外合同裝置相連的乙烯總管也可以通過(guò)手動(dòng)將HS-2113-10打到“CLOSE”位實(shí)現(xiàn)隔離，同樣由于手

15、動(dòng)開(kāi)關(guān)打到了“CLOSE”位，但并沒(méi)有關(guān)閉截止閥也會(huì)出現(xiàn)與上面一樣的報(bào)警。要重新打開(kāi)乙烯總管上的截止閥，使FIC-2113-11在隔離以后能控制FV-2113-11，邏輯一定要在瞬時(shí)內(nèi)將HS-2113-10打到“RESET”瞬時(shí)位，要可以打開(kāi)乙烯切斷閥HV-2113-10，必須存在乙烯精制SD許可信號(hào)。B、床層再生邏輯（以脫氧床為例）設(shè)計(jì)中允許一臺(tái)干燥器再生，另一臺(tái)在線。使用再生加熱床選擇開(kāi)關(guān)HS-2114-9，將再生的邏輯應(yīng)用于兩臺(tái)乙烯干燥器C-2112和C-2113中的任意一臺(tái)。以下的邏輯描述以乙烯干燥器C-2112已被隔離去再生為例，如果乙烯干燥器C-2113去再生，邏輯也是一樣的。干燥

16、器再生用的氮?dú)獾牧髁坑蒄ICA-2114-2設(shè)定，如果下列條件得以滿足，將手動(dòng)開(kāi)關(guān)HS-2114-5打到“START”位將啟動(dòng)C-2112的再生：1、乙烯干燥床的溫度低于TA5H-2112-1，-2，-3，-4，-5，-16和TA5H-2112-13的高高高高高設(shè)定值；2、乙烯干燥床的壓力低于PAH-2112-6的高設(shè)定值，如果床的壓力高于高設(shè)定值，且HS-2114-9位于“ETHYLENE DRYER C-2112”（乙烯干燥器）位，報(bào)警PAH-2112-6將啟動(dòng)；3、再生加熱床選擇開(kāi)關(guān)HS-2114-9位于“ETHYLENE DRYER C-2112”（乙烯干燥器）位。當(dāng)以上條件得到滿足以

17、后，將向再生氮?dú)饧訜崞鳎▍⒁?jiàn)邏輯21-8-3）發(fā)送許可信號(hào)，讓滿足所有其它許可條件下啟動(dòng)加熱器。再生的步驟和定時(shí)將以手動(dòng)形式設(shè)定如下：1、熱吹掃：設(shè)定再生氮?dú)饧訜崞?，使之能為床提?20的溫度；2、加熱：再生氮?dú)饧訜崞鳛榇蔡峁?50的溫度；3、冷卻：再生氮?dú)饧訜崞魍Ｖ埂Ｃ撗醮驳念A(yù)加載邏輯：手動(dòng)開(kāi)關(guān)HS-2112-10用于選擇“PRELOAD/PRESSURE-UP”（預(yù)加載/升壓）、OFF、或是NEUTRAL（中立），預(yù)加載/升壓邏輯可以應(yīng)用于乙烯干燥器C-2112和C-2113中的任何一個(gè)。操作人員負(fù)責(zé)手動(dòng)選擇適當(dāng)位，確保床保持適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。預(yù)加載在下列條件得以滿足的情況下，將手動(dòng)開(kāi)關(guān)HS-2

18、112-10打到“PRELOAD/PRESSURE-UP”位將會(huì)打開(kāi)預(yù)加載/升壓閥HV-2112-10：1、再生氮?dú)獾牧髁看笥贔AL-2114-2的低設(shè)定值；2、乙烯干燥床的溫度低于下列各項(xiàng)的高高設(shè)定值：a.TA2H-2112-1，-2，-3，-4，-5和-16；b.TA2H-2112-13；c.TA2H-2113-1，-2，-3，-4，-5和-16；d.TA2H-2113-13；3、再生氮?dú)饪偣艿膲毫Φ陀赑AH-2114-8的高設(shè)定值；4、再生氮?dú)饧訜崞鳑](méi)有運(yùn)行（邏輯21-8-1的允許值）。通過(guò)邏輯可以將“PRELOAD”（預(yù)加載）命令激活，當(dāng)打開(kāi)HV-2112-10時(shí)，計(jì)時(shí)器啟動(dòng)。預(yù)加載命

19、令激活后，如果條件14不管什么時(shí)候出現(xiàn)不滿足的情況，邏輯將會(huì)取消激活的命令，關(guān)閉預(yù)加載/升壓閥門(mén)，并將定時(shí)器復(fù)位。另外，如果干燥床的溫度高于100，高高溫度報(bào)警TA2H-2112-7或TA2H-2113-7將會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，閥門(mén)在報(bào)警條件下或?qū)⑹謩?dòng)開(kāi)關(guān)打到OFF位時(shí)都會(huì)關(guān)閉，直至用手動(dòng)開(kāi)關(guān)再次打開(kāi)。如果閥HV-2112-10是開(kāi)的，且干燥床的溫度在大于100下持續(xù)3秒鐘，則“BED TEMPERATURE 2H AND PRELOAD VALVE NOT CLOSED”（床溫2H及預(yù)加載閥沒(méi)有關(guān)閉）的報(bào)警XA-2112-10將會(huì)發(fā)出警報(bào)聲。如果預(yù)加載步驟出現(xiàn)中斷，那么必須再次重復(fù)全部的步驟。預(yù)裝

20、載的步驟按定時(shí)器的設(shè)定進(jìn)行，定時(shí)器到時(shí)以后，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“PRELOAD COMPLETE”（預(yù)加載完成）（XA-2112-14）的報(bào)警聲，告訴操作人員要檢查溫度曲線，確認(rèn)預(yù)加載完成。在預(yù)加載過(guò)程中如果手動(dòng)開(kāi)關(guān)HS-2112-10位于“PRELOAD/PRESSURE-UP”位時(shí)DCS燈XL-2112-11就持續(xù)發(fā)亮。在預(yù)加載程序之后，立即自動(dòng)開(kāi)始邏輯加壓程序。操作員必須手動(dòng)關(guān)閉通到干燥器的氮?dú)膺M(jìn)料，再關(guān)閉從干燥器的放空閥。如果下列條件得以滿足，則HV-2112-10將持續(xù)打開(kāi)用于升壓：1、乙烯干燥床的溫度低于下列各項(xiàng)的高高設(shè)定值：a.TA2H-2112-1，-2，-3，-4，-5和-16；b

21、.TA2H-2112-13；c.TA2H-2113-1，-2，-3，-4，-5和-16；d.TA2H-2113-13；2、預(yù)加載計(jì)時(shí)器的預(yù)設(shè)時(shí)間到時(shí)（此時(shí)“PRELOAD COMPLETE”報(bào)警XA-2112-14就已激活）。通過(guò)邏輯可以激活“PRESSURE-UP”（升壓）命令以打開(kāi)HV-2112-10，當(dāng)預(yù)裝載各步驟完成以后，操作員就可以開(kāi)始升壓。XL-2112-11將會(huì)顯示升壓正在進(jìn)行。如果在計(jì)時(shí)器到時(shí)之前干燥器的壓力已經(jīng)達(dá)到了乙烯總管的壓力，則可以通過(guò)手動(dòng)關(guān)閉HV-2112-10停止升壓。只有當(dāng)罐中的壓力等于乙烯總管中的壓力時(shí)，升壓步驟才能停止。4、乙烯精致床層的再生（以脫氧床為例）1

22、) 確認(rèn)乙烯干燥床C-2113已經(jīng)成功進(jìn)行預(yù)負(fù)荷操作2) 確認(rèn)乙烯干燥床C-2113已充至操作壓力并投用 3) 確認(rèn)C-2113床層溫度正常4) 確認(rèn)C-2113床層壓力正常5) 確認(rèn)C-2113床層出口水含量合格6) 確認(rèn)反應(yīng)系統(tǒng)無(wú)異常變化7) 關(guān)閉C-2112的出入口閥門(mén)，C-2112切出系統(tǒng)隔離8) 提前把C-2112的出入口管線盲板上殘留的鐵銹清除干凈9) 調(diào)C-2112的出入口管線2塊盲板至盲位10) 再生氮?dú)?、排火炬盲板為通?1) 打開(kāi)C-2112頂部經(jīng)泄壓孔板FO-2112-8排火炬的閥門(mén)12) 確認(rèn)C-2112壓力泄至0.05MPa，泄壓時(shí)間約0.75h13) 打開(kāi)再生氮?dú)庵?/p>

23、C-2112的再生閥門(mén)14) 通知調(diào)度準(zhǔn)備用5443kg/h的氮?dú)?5) 投用再生N2系統(tǒng)，切換再生加熱器E-2114控制室選擇開(kāi)關(guān)到 “C-2112再生”位置16) 關(guān)閉泄壓孔板FO-2112-8前后截止閥17) 打開(kāi)再生孔板FO-2112-9前后截止閥。18) 調(diào)度同意后緩慢調(diào)整FICA-2114-2至正常再生流量（5443kg/h）19) 對(duì)C-2112進(jìn)行冷吹排火炬1hr20) 設(shè)定FIC-9201-6為644kg/h21) 通知電氣，E-2114送電22) 設(shè)定TICA-2114-1為150，對(duì)C-2112床層進(jìn)行熱吹掃30hr23) 確認(rèn)C-2112床層6個(gè)測(cè)溫點(diǎn)到100以上24) TICA-2114-1設(shè)定在250，用熱氮?dú)馍郎卮矊蛹s17hr，恒溫4hr25) 再生完成后停氮?dú)怆娂訜崞鱁-