天然气制氢装置脱碳岗位操作规范

天然气制氢装置脱碳岗位操作规范
一、岗位任务
脱除变换气中的CO2气体，使其CO2含量<0.1%（干）。

本装置采用改良热钾碱法脱除二氧化碳，溶液配方及活化剂均由国内提供。

改良热钾碱溶液中含碳酸钾，二乙醇胺及五氧化二钒。

碳酸钾做吸收剂，二乙醇胺做催化剂，它起着加快吸收和解吸的作用。

V2O5为缓蚀剂，可用使碳钢表面产生致密的保护膜，从而防止碳钢的腐蚀。

碳酸钾吸收二氧化碳的机理如下：
K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3
上式通常认为按下列步骤进行：
H2O—H++OH-;
K2CO3—2K++CO3-
CO2+OH---HCO3-
H++CO32---HCO3-
K++HCO3---KHCO3
在溶液中添加了二乙醇胺后，其反应机理为：
CO2+(C2H5O)2NH=(C2H5O)2NCOO-+H+
(C2H5O)2NCOO-+H2O=(C2H5O)2NH+HCO3-
由于二乙醇胺与二氧化碳的反应速度较快，因此二乙醇胺的加入可以加速二氧化碳的吸收和解吸。

从平衡观点看，加入活化剂，降低了溶液面上的二氧化碳平衡分压，从而有利于净化度的提高。

二、工艺流程
温度226.3℃，含20%左右二氧化碳的低变气一路进入低变气蒸汽锅炉1104-C管侧，与壳侧来自1102-E顶部的回流水换热，生产压力为0.3MPa的低压蒸汽。

为控制蒸汽压力，1104-C设有一热旁路，由PIC-4007调节。

工艺气从1104-C出来后进入溶液再沸器1105-C管侧，为贫液的再生提供热源。

另一路由SP-0315控制进入锅炉水预热器1106-C 壳侧，加热锅炉给水。

从1105-C和1106-C出来的130℃的工艺气进入回流液再沸器1106-C管侧，为1104-C壳侧底部出来的回流液提供热源，工艺气温度降到121℃.1160-C出来后进入分离罐102-F分离掉冷凝水，然后进入吸附塔1101-E 底部，向上流经四层鲍尔环填料层。

与塔顶及中部流下的碳
酸钾溶液逆流接触，进行二氧化碳的吸收，使塔工艺气中CO2<0.1%，温度TI-1504为71℃.出塔工艺气经循环水冷却器0106-C壳侧冷却到低于40℃后进入吸收塔出分离器1113-F分离掉夹带的水分后送入PSA工序。

由PIC-0005控制压力。

变换气分离罐102-F中分离下来的工业冷凝液经工艺冷凝液泵109-J/JA加压，与汽提后的工艺冷凝液在工艺汽提冷凝液换热器130-CA/CB中换热后进入工艺冷凝液汽提塔103-E的顶部。

汽提蒸汽自工艺冷凝液汽提塔底部进入，将工艺冷凝液中溶解的微量氨、二氧化碳和醇汽提出来，用作工艺蒸汽。

汽提后的工艺冷凝液经过汽提冷凝液锅炉给水换热器131-C进一步回收热量，并经工艺冷凝液水冷器0105-C 冷却后送出界区，开车或操作不正常时电导率超标的工艺冷凝液去污水处理。

占溶液总量的88%的半贫液自再生塔中部1#导液盘引出，由闪蒸槽液控LIC-4013调节进入四级卧式闪蒸槽1107-F，减压闪蒸后的半贫液经1107-J送至吸收塔1101-E
中部，流量FIC-0067为1196m3/h，温度108℃.
贫液从1102-E底部引出，先经脱氧槽给水换热器1107-C 冷却至71℃，再由贫液泵1110-J送至吸收塔顶部，以加强塔顶的吸收。

贫液流量FIC-0005为158m3/h的贫液在进吸收塔前，连续经可卸式滤芯极限过滤器1106-L，以除去溶液中悬浮的固体杂质。

吸收了二氧化碳的富液从吸收塔底部引出，经水力透平1107-JHT 回收能量后，进入再生塔顶部的三套筒式富液分布器。

为防止富液再经水力透平后的管线内闪蒸出过多的二氧化碳气体，在富液进再生塔前的法兰处装设一块限流孔板，以产生0.05MPa的阻力。

富液进入再生塔后，减压闪蒸出部分二氧化碳气体，溶液在塔内自上而下大的流过三层鲍尔环填料层，与向上流动的蒸汽逆流接触，温度渐渐上升，二氧化碳不断释放，从而使溶液不断再生。

二氧化碳离开再生塔顶部后，经过循环水冷却器1110-C 及1109-C温度TI-1137降至约40℃，在二氧化碳分离罐1103-F中分离掉冷凝液后高点放空，压力由PIC-0042控制。

CO2气体在进入1110-C前还设有手动放空旁路，由MIC-3013控制。

CO2冷凝液从1103-F底部引出，经回流液泵1108-J 后分出两路，一路由LIC-0097控制将其就地排放，保证1103-F液位稳定。

另一路经流控FIC-0104控制送入1102-E 顶部，经三层泡罩洗涤板后从塔顶引出。

其中部分回流液进入1104-C壳侧与低变气换热，产生0.34MPa蒸汽。

所产蒸汽经SP-304分离罐进入四台蒸汽喷射泵1107-LA//B/C/D，作为蒸汽动力。

喷射泵出口的蒸汽、CO2混合气体返回到1102-E下部作汽提蒸汽。

1104-C底部有一根2’连续排污管线，通过排污来除去锅炉中的固体杂质。

排污量FI-4004约为正常进水量的4%。

控制炉水总碱度<1%。

另一部分回流水由1104-C液控LIC-4003控制，与1104-C排污水会合后与部分塔底贫液混合进入回流再沸器1160-C管侧，被低变气加热后进入再生塔下部用来维持脱碳系统的水平衡。

在1108-J出口管线上接有0112-J引来的脱盐水和蒸汽冷凝水，用于开停车及事故状态下的CO2回流补充水。

在SP-304入口管线上有一根低压蒸汽管，作为开车及
事故状态下的补充蒸汽气源。

低压蒸汽量由HIC-4003调节。

再生塔是低压设备，操作压力由PIC-0042控制。

1107-L 出口总管上设有导淋，在1107-L开车前必须排净汽凝液，以防止管道水击。

如果吸收塔和再生塔的全塔压降增大，说明溶液可能起泡，进行泡沫实验，假如发现起泡现象，若需要则向系统注入消泡剂。

工艺冷凝液汽提塔出口的合格工艺冷凝液，送往界区外的循环水装置（一循），开车期间和正常生产时不合格的工艺冷凝液排至界区外的污水处理装置。

需特别指出不合格的工艺冷凝液中含有可燃气体CO和H2，在排入界区外的污水处理装置过程中一定要避免可燃气体的累积和接触火源，必须由足够的安全距离。

如要将不合格工艺冷凝液排至其它地方，则必须在使用前经过充分解吸，并将其中的可燃气体解吸出来排放到安全的地方。

三、溶液配制流程
先在地下罐1115-F中加脱盐水或透平凝液，蒸汽加热至
80℃-90℃，按30%加入碳酸钾、二乙醇胺3%，再加入V2O5，使KVO3浓度为0.7-1.5%，由1114-J经活性炭过滤器1118-FL 过滤后送入储罐1114-F和1110-J入口。

消泡剂溶液槽1105-LF中配好的消泡剂由消泡剂注入泵1105-LJ送至1107-J入口及1106-L之后。

四、开工过程
1、脱盐水冲洗两塔
2、脱盐水再清洗
5、
6、循环钒化
7、高变还原气串脱碳
（1）具备的条件
6、用回流水或事故补充水将1104-C充至60%液位，LIC-4003给定60%投自动。

7、确认1107-L出口总管导淋排净，严防水击。

8、103-E投用正常（109J-启用，LV-4019，LIC-4018，PIC-4037，FIC-4009，PDI-4038都已投用，中压蒸汽投入103-E，汽提
正常，汽提凝结水送出循环水厂）或直接102-F就地排放控制102-F液位。

9、1101-E停止充氮。

10、用回流水和事故补充水通过LIC-4003向1160-C充液直至LI-0093略有上升时，关闭事故补充水。

（2）导气
1、低变还原未串入系统流程
104-DA—103-C—0108-C—SP-0005—1104-C—1105-C—SP-0315—1106-C—1160-C—102-F—1101-E—0106-C—1113-F-V5050—PIC-0005—火炬
2、关小SP-0102，将103-C出口压力PIA-0051提至1.754MPa，慢开SP-0005向102-F充压，控制好SP-0315，PIC-4007开度，防止1104-C,1105-C，1106-C水击。

待102-F出口压力与PI-0051一致，110-C，1105-C，1106-C均已正常投用后，全开SP-0005，逐渐关死SP-0102，HIC-5030控制放空压力1.75MPa。

3、此时102-F压力与1101-E压力相同，慢开吸收塔入口阀
直至全开。

0106-C循环水投用，逐渐关死HIC-5030.导气时注意PDI-0028变化，若持续上升，则停止导气。

恢复HIC-5030放空，事故消除后再行导气。

4、1113-F液控LIC-0027设定30%投自动。

5、向1101-E导气，同时1104-C开始产汽。

a、满提PIC-4007给定关小1104-C工艺气旁路逐步建立
0.34MPa蒸汽压力。

b、投用1104-C连续排污，控制FI-4004流量3m3/h，1104-C 排总碱分析不大于1%。

c、当工艺气通过1105-C后，用FIC-0068相应调节1111-C 蒸汽量，维持脱碳热平衡。

6、当1104-C产汽稳定后，慢慢降0.37MPa蒸汽引入1107-L 准备开车。

a、1107-E液位稳定，半贫液循环正常，LIC-4013给定60%投自动。

b、首先投用1107-LD开始降低第四室压力0.031MPa。

c、第四室压力液位稳定后，投用1107-LC，控制第三室压力
0.043MPa，第三室压力液位稳定后，依次投用1107-LB，1107-LA，控制第二室压力0.055MPa，第一室压力0.067MPa，确保压力梯度。

d、喷射泵投用步骤：先全开出口蝶阀，再慢开入口蝶阀。

根据室内压力慢开抽气蝶阀。

用入口蝶阀和抽气蝶阀来控制各室压力。

7、根据生产负责，适当调整溶液循环量至100%。

五、正常维护
1、调整维持溶液各项工艺参数在指标内。

2、保持1114-F液位在1.0-1.5米，1115-LF保持30%以上液位，补液泵1111-J良好备用。

3、1108-J和1108JA每月倒换开车一次，保持良好备用。

4、1106-L每月抽芯清洗一次，不正常时酌情处理。

5、每月至少保证溶液经1118-F循环过滤10天以上。

6、加强滴漏和1115-F管理，防止油类及杂物混入。

8、现场注意各设备液位、温度、流量、压力是否与中控室一致。

9、做好运转设备的维护保养和巡回检查。

10、注意1104-C排污量调节，控制总碱小于1%。

11、注意1107-LA/B/C/D的调节，控制好四个操作室的压力梯度
七、主要联锁
LS-104，OST-1及手动旁路
1、目的：保证1101-E在任何情况下不消失液面，防止1102-E 超压及保护水力透平的安全运行。

2、动作过程
（1）正常状态时，LS-104，OST-1及“手动旁路”各开关均处于开路，电磁阀VS-22、23、24均不带电，LIC-0091输出位号通过VS-22、23、24，分别到“A”“D”“C”阀膜头分程调节。

A、LS-104吸入塔液位低联锁
LIS-0091液位降至20%时，LT-157报警，如继续降至0%，则LS-104开关动作，VS-22、23、24带电，使A/D/C阀膜头仪表风放空二关闭，保持吸收塔的液封。

事故消除液位恢复后，LS-104开关自动断开，VS-22、23、24失电，各电磁阀需人工扳动手柄复位，LIC-0091输出又重新进入各阀膜头，调节系统正常控制
B、OST水力透平超速脱扣
水力透平脱扣时，OST-1闭合，VS-22带电，而VS-23、24仍保持失电状态，“A”阀膜头仪表风放空而关闭，1107-JHT 停止运转，LIC-0091输出只能传入D、C阀膜头进行旁路调节。

事故消失后，OST-1人工复位，VS-22失电，电磁阀手动复位后才能使LIC-0091输出进入A阀膜头，调节系统装入正
常。

C、手动旁路
由于某些需要，水力透平停止时，可用’“手动旁路”停车。

将手动旋钮拨向“手动旁路”，VS-22带电，过程与OST-1相同，恢复生产时，应将手动旋钮拨向LS-104，其余过程与OST-1的处理相同
当OST-1或“手动旁路”动作时，如吸收塔出现低液位，LS-104仍将动作。

需要调校的阀门
原料预处理。