制氫裝置膜分離系統(tǒng)工藝管理和操作規(guī)程

1、制氫裝置膜分離系統(tǒng)工藝管理和操作規(guī)程1.1 膜分離系統(tǒng)的任務及主要工藝指標1.1.1 膜分離系統(tǒng)的任務 以加氫裂化干氣、渣油干氣以及柴油加氫混合干氣作原料氣，采用特殊制造的膜與原料氣接觸， 在膜兩側(cè)壓差驅(qū)動下， 氫氣分子和烴類分子等雜質(zhì)透過膜的速率不同， 滲透速率 快的氫氣在滲透側(cè)富集， 而滲透速率較慢的烴氣體則在原料側(cè)富集成為尾氣， 從而達到氫氣 提純的目的， 制取高純度的氫氣送入氫氣管網(wǎng)直接使用， 而膜分離的尾氣則作為優(yōu)良的制氫 原料進入加氫脫硫系統(tǒng)。1.1.2 膜分離系統(tǒng)主要工藝控制指標膜前壓力2.93.2 -3.3MPa膜前溫度65-95 C加熱溫差25-40 C進氣流量0-12240

2、m 3/hH2S 濃度 94%提純氫氣壓力 I.OMPa (G)旋風分離器液位 LICSA-1012040%1.2 膜分離系統(tǒng)開車1.2.1 開車檢查準備工作(1) 核對膜分離裝置對外交接點與現(xiàn)場管路的連接是否正確。(2) 檢查地腳螺栓，管道法蘭螺栓，靜電接地等結(jié)構(gòu)的完整性。(3) 檢查各管路、管件的連接是否正確。(4) 各手動閥門的啟閉正常，止回閥方向正確。(5) 檢查儀表氣源管路，確保所有調(diào)節(jié)閥的氣源線均已經(jīng)安裝完畢。(6) 所有閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。(7) 檢查所有儀表接線是否正確無誤。(8) 打開調(diào)節(jié)閥的氣源閥，向所有調(diào)節(jié)閥供儀表空氣。(9) 對所有調(diào)節(jié)閥進行行程調(diào)整，檢查動作的滿量程及方

3、向。(10) 所有儀表均已經(jīng)通電，并做好靜電接地。(11) 確認所有現(xiàn)場儀表完整無缺，安裝正確，并已經(jīng)調(diào)試完畢，各報警點設定在合適的位置。1.2.2 吹掃 開車前應用壓縮空氣或氮氣對系統(tǒng)管線進行吹掃，吹掃應逐段進行，原則上，在吹掃的方向上， 每一個閥門的進口都應打開， 吹掃完畢后再裝上， 然后吹掃下一段，以保證閥門 內(nèi)沒有雜質(zhì)進入。設備V-101、F-101AB、F-102AB以及膜分離器 M-101本身不需吹掃。當吹掃到V-101、F-101AB和F-102AB前面管道時，將這些設備進口法蘭打開進行吹掃。 當吹掃V-101、F-101AB和F-102AB下游管道時，應先吹掃設備底部排液管道，

4、然后吹 掃主物料管道。無論吹掃氣體來自哪個方向， 都不應進入膜分離器 M-101 ，即在吹掃時， 要將膜分離器 M-101 隔離開。1.2.3 氮氣氣密 將系統(tǒng)工藝管線與外部管線的交接點用盲板隔開，用高壓氮氣加壓對裝置現(xiàn)場管線逐 段進行試漏，注意每段管道的壓力等級，根據(jù)管道的壓力等級選擇試漏壓力。在試漏期間，只要有試漏氣體進入膜分離器，在每次卸壓時，必須從滲透側(cè)卸壓，即 從閥門 V39 卸壓，以保護膜分離器。膜裝置不允許采用水對管路進行試壓。 試漏完畢后，將系統(tǒng)壓力降至常壓，關(guān)閉所有工藝閥門。 去掉裝置管道與外界連接處的盲板。1.2.4 氮氣置換 在下列任何一種情況下均需用氮氣進行置換：1）如

5、果系統(tǒng)已與大氣相通，需排除空氣時。2）在系統(tǒng)與大氣相通前，需排除工藝氣體時。3 ） 在系統(tǒng)要停車較長時間需排除工藝氣體時。 注意事項：a）應特別注意，避免氮氣管線受到工藝氣體的污染。b ） 當膜分離器要降壓時， 必須通過滲透氣管線降壓， 不正確的降壓將導致膜的損壞。 c） 絕不允許從滲透氣側(cè)對膜分離器升壓，不正確的升壓將導致膜的損壞。 置換完畢后，關(guān)閉系統(tǒng)工藝管線與外界相接點的閥門。在開車前，必須用氮氣置換系統(tǒng)中的空氣， 直到系統(tǒng)中的氧氣含量達到工廠安全標準。 為了防止膜分離器處于背壓狀態(tài)，置換膜分離器時，氮氣壓力必須低于 0.15MPa（G） 。1.2.5 開車步驟用 N2 置換以后，系統(tǒng)應

6、是沒有空氣的，此時方可將膜分離裝置投入運行。1.2.5.1 預處理部分開車 系統(tǒng)在氮氣置換合格后，準備開車，開車步驟如下：（ 1）儀表電源為打開狀態(tài)。（ 2）氮氣進口閥門 V29/V30 和盲板處于關(guān)閉狀態(tài)。 （3）系統(tǒng)所有管線的手動閥門和自動閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。 （4）所有儀表的根部切斷閥都已打開。（ 5）所有排污閥、放空閥和取樣閥處于關(guān)閉狀態(tài)。 （6）儀表空氣可供所有自動閥門使用。（7）安全閥的切斷閥已打開。（ 8）確信處于膜分離器入口的截止閥V5/V6 是關(guān)閉的。（ 9）打開冷卻器 E-102、E-103 的冷卻水上水和回水閥門V25/V26 、V27/V28 。（10）打開蒸汽進氣閥 V

7、18、V19 和 V20 ，打開冷凝水閥門 V22 和 V23。 （11）打開一組過濾器進出口閥門。（ 12）打開旋風分離器入口閥門V2。（ 13）打開旋風分離器底部截止閥V49/V50/V54 。（14）將 TV-104 、LV-101 置于自動。（ 15）微開膜前放空閥 V38 。（16）緩慢打開閥門V1 ,使系統(tǒng)升壓，保持升壓速度在 0.3MPa/min,當系統(tǒng)壓力達到 3.0MPa 時， V1 全部打開。（17）V1全部打開后，調(diào)整V38的開度，使壓力達到3.4MPa左右，氣體流量在6000m3/h左右。（18） 檢查液位和溫度調(diào)節(jié)是否穩(wěn)定，觀察V-101 、F-101AB 和 F-1

8、02AB 壓力降的變 化，確保物料通暢。（19）在系統(tǒng)溫度、壓力和液位穩(wěn)定，自動調(diào)節(jié)正常后，可以進行膜分離器的開車。1.2.5.2 膜分離器開車 在開車及膜分離器運行期間，必須避免對膜分離器快速升壓或流量驟增。在膜分離器 的運行穩(wěn)定之前，不要使用氫氣產(chǎn)品。因此氫氣產(chǎn)品截止閥 V10 在系統(tǒng)正常工作之前應保持 關(guān)閉。預處理開車成功后，可以準備膜分離器的運行，步驟如下：1） 將尾氣壓控閥 PV-105置于自動，控 3.2 3.3 MPa，打開閥門 V14/V15/V17。2）打開膜分離器進出口閥門 V7、V8、V12。3）手動打開膜分離器進料自動閥 HV-101 。4） 慢慢打開膜分離器升壓管線上

9、的旁路閥V6，使膜分離器升壓，注意觀察PI-107，控制升壓速度不大于 0.3MPa/min. 。5）當PI-107壓力達到3.0MPa，緩慢打開V5，關(guān)閉V6，保持升壓速度不變。6） 緩慢打開滲透氣放空閥V39 ;同時逐漸關(guān)閉 V38，使壓力和流量保持平穩(wěn)。7）取樣分析A-101、A-103、A-104，分析原料氣、產(chǎn)品氣的組成。8） 當滲透氣氫氣濃度達到設計要求后，打開V10、 V11。9）打開自動閥 HV-102 ，關(guān)閉放空閥 V39。10）調(diào)整膜前壓力 PIC-106 和膜前溫度 TICSA-104 的設定值，保證產(chǎn)品氫的純度和回 收率。11）打開V35/V66、V61/V65，投用聯(lián)

10、鎖導流閥（HV-103 ）和聯(lián)鎖放空閥（HV-104 ）。12） 記錄流量，溫度及壓力，取樣分析A-101A-104。1.2.6 停車步驟1.2.6.1 正常停車1） 膜分離停車前，先打開HV103，同時調(diào)節(jié)PV105，逐漸讓大部分干氣進脫硫，防止 膜分離停車時進轉(zhuǎn)化流量波動過大。2）按下停車按鈕后，系統(tǒng)自動執(zhí)行下列操作：關(guān)閉自動閥 HV-101、PV-105 ;打開自動閥 HV-103、HV-104 ;當PIC-106壓力降至1.6MPa 時，控制閥 HV-102 自動關(guān)閉;停車時，液位控制閥 LV-101 的閥位由液位控制。3）膜分離聯(lián)鎖后， 馬上調(diào)節(jié) HV104 ，防止大量干氣放到火炬，

11、 從而引起加氫進料中斷。 同時確認 HV103 已打開。4）關(guān)閉V2/V5/V6/V17和V10，切斷預處理和膜分離系統(tǒng)。5）關(guān)閉換熱器 E-103 的冷卻水進出口閥門6）關(guān)閉蒸汽系統(tǒng) TV104 及相應閥門。 此時，膜分離器處于受壓狀態(tài)，除非立即開車，否則要進行卸壓，卸壓時，應按以下步驟進行：a）打開V39，當PI-107接近“ 0時，關(guān)閉V39 ;打開V38，將預處理系統(tǒng)壓力降至常壓 時，關(guān)閉 V38 。b）系統(tǒng)中的液體可從通過低點排凈閥放凈。c）若停車超過8小時，則按氮氣置換操作步驟，用氮氣置換。當控制閥HV-103、HV-104自動打開后，如果通過HV-103進入制氫裝置的氣量不夠,可

12、手動將控制閥 HV-104關(guān)小，以保證制氫裝置穩(wěn)定運行。1.262聯(lián)鎖停車聯(lián)鎖停車操作步驟同正常停車控制參數(shù)聯(lián)鎖值表序號控制參數(shù)設定值設計操作值報警值聯(lián)鎖值1膜前壓力（表壓）PIC 1063.25MPa3.2 3.3MPa2膜前溫度TICSA 10485 C80 92 C上限=95 C上上限=98 C下限=80 C3加熱溫差TdIA 11235 C25 40C下限=20 C4旋風分離器液位LICSA-10130%20 40%50%60%注：以上所有報警值和聯(lián)鎖值可以調(diào)整1.3正常操作要點1）開車置換在開車前，必須用氮氣置換系統(tǒng)中的空氣，直到系統(tǒng)中的氧氣含量達到安全標準。為 了防止膜分離器處于背

13、壓狀態(tài)，置換膜分離器時，氮氣壓力必須低于0.15MPa（G）。2）必須分段開車在預處理系統(tǒng)運行正常之前，膜分離系統(tǒng)不能開車；將膜分離系統(tǒng)與預處理系統(tǒng)隔離 開，以免預處理不合格的氣體進入膜分離器，導致氫回收膜永久性的損壞。3）控制升壓速度系統(tǒng)升壓應進行緩慢升壓，升壓速度必須小于0.3MPa/min。避免由于升壓速度過快造 成系統(tǒng)壓力驟增。膜分離系統(tǒng)應避免壓力驟增、驟減，升壓和泄壓時應按照設備操作說明書中的規(guī)定（小于0.3MPa/min ）緩慢進行，防止膜受到壓力沖擊，造成永久性損壞。4）控制膜前溫度膜前溫度必須控制在一定的范圍內(nèi)。進膜氣體必須經(jīng)過加熱才能進入膜分離器。通過加熱一方面可以得到很高的

14、回收率， 更重要的是，原料氣經(jīng)冷卻器E-102冷卻后處于飽和狀態(tài)，通過升溫可以使氣體遠離露點，防止凝液在膜上凝聚，導致膜性能下降。若膜分離系統(tǒng)進料流量出現(xiàn)波動時（切換干氣壓縮機尤明顯），注意控制好溫度，防止溫度過高導致膜分離聯(lián)鎖停車。當進膜氣體溫度超過 100 C時，會導致膜永久性損壞，必須控制加熱溫度。5）防止液體在膜表面上凝結(jié)當系統(tǒng)停車后，膜分離器應及時泄掉壓力，并用氮氣置換，防止由于膜分離器內(nèi)溫度 降低，氣體在在膜表面凝結(jié)。6）防止背壓膜的背壓是指滲透壓力與膜前壓力之差，操作時如果形成背壓（即滲透壓力大于進膜 壓力）會導致膜永久性損壞?？刹扇∫韵虏僮鞔胧┓乐剐纬杀硥海篴）膜分離器升壓時，

15、必須從原料側(cè)進氣；當進氣壓力大于滲透側(cè)系統(tǒng)壓力時，再打開 滲透側(cè)閥門。b）膜分離器泄壓時，要先打開滲透側(cè)閥門，從滲透側(cè)泄壓，嚴禁從尾氣側(cè)泄壓。c）在吹掃和氮氣置換時，必須按以上a）、b）兩項要求操作，防止產(chǎn)生背壓。7）膜前切斷閥門 當系統(tǒng)停車或發(fā)生事故時，膜前切斷閥必須關(guān)閉，防止未經(jīng)預處理的氣體進入膜分離 器，損害膜組件。一般膜分離器氣體入口均設置自動切斷閥門，為防止自動閥門關(guān)閉不嚴， 必須關(guān)閉膜前手動閥門 V5/V6 。8）氫收率調(diào)整 在指標范圍內(nèi)，調(diào)高膜前壓力 PIC-106 和膜前溫度 TICSA-104 的設定值，可提高產(chǎn)品 氫的純度和回收率。1.4 事故處理1.4.1 事故處理原則1

16、）防止未經(jīng)預處理的氣體進入膜分離器，損害膜組件。2）防止膜分離系統(tǒng)產(chǎn)生反向壓降。3）保持轉(zhuǎn)化爐進料穩(wěn)定。1.4.2 膜分離內(nèi)部發(fā)生故障的處理1）膜前溫度控制不當當進膜氣體溫度 TICSA超過98 C時，膜分離會發(fā)生聯(lián)鎖停車。當進膜氣體溫度 TICSA低于60 C時，要按下停車按鈕，將膜分離停車。2） 過濾器兩側(cè)壓差高于 0.05 MPa如果過濾器兩側(cè)壓差高于0.05 MPa,可能是濾芯堵塞或壓力表損壞，應切換過濾器，打開備用過濾器；檢查壓力表是否損壞， 若損壞則更換壓力表，如果壓力表沒有損壞， 可將 濾芯拆下，按設備說明書處理或更換濾芯。3）操作不當產(chǎn)生背壓若操作不當產(chǎn)生背壓，要按下停車按鈕，

17、將膜分離停車，打開產(chǎn)品氣放空閥V39 泄壓，查明原因后才開車。4）旋風分離器液位高旋風分離器液位超過 60%時，膜分離會發(fā)生聯(lián)鎖停車。5）膜分離器快速升壓或流量驟增裝置開停壓縮機及 PSA 切塔 /恢復塔過程中，控穩(wěn)系統(tǒng)壓力，膜分離系統(tǒng)應避免壓力驟增、驟減，防止膜受到壓力沖擊，造成永久性損壞。壓力（PI107）波動大于0.3MPa/min ,應按下停車按鈕，將膜分離停車。1.4.3 膜分離開停車時制氫裝置的調(diào)整1.4.3.1 膜分離開車時制氫裝置的調(diào)整1 ）控制好膜分離的升壓速度，防止系統(tǒng)壓力波動過大。2）轉(zhuǎn)化水碳比控 45,防止系統(tǒng)壓力變化過大，引起水碳比失調(diào)導致催化劑結(jié)碳。3）加強R200

18、1床層溫度的監(jiān)測， 加熱爐出口溫度控制 340380C,嚴防R2001床層超 過390C，致使鈷鉬催化劑表面結(jié)碳。4） 隨著轉(zhuǎn)化負荷的降低，轉(zhuǎn)化入口溫度控480510C，爐出口溫度不大于800C。控制好轉(zhuǎn)化爐溫,防止爐管驟熱驟冷,調(diào)整轉(zhuǎn)化爐火咀,防止偏燒。5） 保證膜分離尾氣中氫含量1500-2000Nm3/h，否則要配入循環(huán)氫。6） 中壓汽包 V2015 壓力控制 3.54.1MPa， 汽泡液位正常穩(wěn)定在 4060%。1.4.3.2 膜分離正常停車時制氫裝置的調(diào)整1） 膜分離停車前，先將 HV103 打開，讓大部分干氣進脫硫，防止膜分離停車時進轉(zhuǎn)化 流量波動過大。2） 隨著轉(zhuǎn)化負荷的增加，調(diào)整爐溫，TI7234控480-510 C,防止爐管驟熱驟冷，調(diào)整 轉(zhuǎn)化爐火咀，防止偏燒。3）轉(zhuǎn)化水碳比控 4-5，防止系統(tǒng)壓力變化過大，引起水碳比失調(diào)導致催化劑結(jié)碳。4） 按下停車按鈕后，馬上逐漸關(guān)小HV104 ，直至全關(guān)。1.4.3.3 膜分離聯(lián)鎖停車時制氫裝置的調(diào)整（1）正常生產(chǎn)時， V61/V65 不能全開，只能開 23扣左右，防止聯(lián)鎖啟動時，所有干 氣放到火炬，從而引起加氫進料中斷。（2）膜分離聯(lián)鎖后，馬上調(diào)節(jié)HV104，防止大量干氣放到火炬，從而引起加氫