分子筛干燥撬操作说明

中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司甲醇分厂天然气装置技术改造项目
TSA系统操作手册（代操作规程）
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成都赛普瑞兴科技有限公司
2013年1月
1 TSA 装置的概况
1.1 工艺物料
1.1.1 原料
本装置处理的原料气为天然气，其状态参数、组成和流量为：
1.1.2 产品
MDEA ：≤3ppm MEA ：无
正常操作条件下，在500单元E501预热器及后续管道、膜无热稳盐析出。

条件
温度 ℃ 40 压力 MPaG 4.67 流量
Nm 3/h 25000 组成
组分 mol% H 2 40.94 N 2 0.90 CO
0.11 CO 2 0.08 CH 4 55.79 H 2O 0.20 C 2H 6 1.91 MDEA 微量 MEA
微量
1.2吸附原理
1.2.1基本概念
吸附是指当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。

具有吸附作用的物质（一般为密度相对较大的多孔固体）被称为吸附剂，被吸附的物质（一般为密度相对较小的气体或液体）称为吸附质。

吸附按其性质的不同可分为四大类，即：化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩、物理吸附。

化学吸附是指吸附剂与吸附质间发生有化学反应，并在吸附剂表面生成化合物的吸附过程。

其吸附过程一般进行的很慢，且解吸过程非常困难。

活性吸附是指吸附剂与吸附质间生成有表面络合物的吸附过程。

其解吸过程一般也较困难。

毛细管凝缩是指固体吸附剂在吸附气体时，在吸附剂孔隙内发生的凝结现象。

一般需加热才能完全再生。

物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力（即范德华力）进行的吸附。

其特点是：吸附过程中没有化学反应，吸附过程进行的极快，参与吸附的各相物质间的平衡在瞬间即可完成，并且这种吸附是完全可逆的。

1.2.2工艺原理
本装置采用变温吸附技术进行气体分离提纯，变温吸附技术是以吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂对气体的吸附容量随吸附温度和压力不同而变化的特性，吸附剂对不同气体组份有选择性吸附的条件下，低温高压时吸附混合气中的某些组份，未被吸附组份通过吸附塔层流出，高温低压时脱附这些被吸附的组份，以进行下一次低温高压吸附，可采用多个吸附塔而达到气体的连续分离的目的。

本装置所使用吸附剂对MDEA及MEA有很强的吸附效果，能达到脱除原料气中所含MDEA及MEA分子，实现对原料气的净化。

1.3工艺设备：
表1-3工艺设备表
序号设备名称主要规格主要材料
数
量
备注
1 聚结式过滤
器
Φ600×2650mm Q345R 1台
形式：立式
介质：氢气、甲烷/水
最高操作温度(℃)/设计温度(℃)：
40/60
最高操作压力(MPaG)/设计压力
(MPaG)：
4.7/
5.2
2 填料塔Φ1400×4200mm Q345R 2台
最高操作温度(℃)/设计温度(℃)：
200/260
最高操作压力(MPaG)/设计压力
(MPaG)：
4.7/
5.2
3 再生气加热
器
Φ500×2500mm15CrMo 1台BEU
形式：卧式列管换热器
介质：蒸汽（壳侧）/再生气（管侧）
最高操作温度(℃)/设计温度(℃)：
340/450（壳侧）/200/260（管侧）
最高操作压力(MPaG)/设计压力
(MPaG)：
3.3/3.7（壳侧）/0.6/0.8(管侧)
4 再生气冷却
器
Φ450×3000mm
20#(管侧)/
Q345R(壳
侧)
1台BEU
形式：卧式列管换热器
介质：循环水（壳侧）/再生气（管侧）
最高操作温度(℃)/设计温度(℃)：
40/60（壳侧）/180/250（管侧）
最高操作压力(MPaG)/设计压力
(MPaG)：
0.4/0.6（壳侧）/0.6/0.8(管侧)
5 再生分离器Φ500×2200mm Q345R 1台
形式：立式丝网分离器
介质：氮气/水
序号
设备名称主要规格主要材料
数
量
备注最高操作温度(℃)/设计温度(℃)：
40/60
最高操作压力(MPaG)/设计压力
(MPaG)：
0.6/0.8
1.4工艺流程简述
吸附过程（A）：来自脱碳的天然气先经过聚结式过滤器F403对大液滴进行
过滤，再依次经过阀门XV403/405进入装有填料的填料塔T403A/B（顶部入），
吸附剂吸附脱除天然气中含有的MDEA和MEA以及一部分水分后从吸附塔底部经
过阀门XV415/416排出，进入500#膜分离单元。

再生过程：
降压过程（D）：填料塔T403A/B完成吸附后，关闭阀门XV415/416/403/405，
打开阀门XV404/406，使填料塔内高压气体，经过调节阀HV402排入氢气压缩机
入口，或经过调节阀HV403排入火炬系统。

加热过程(H)：来自界外的氮气，经过再生气加热器E407利用中压蒸汽加热
至200℃，若中压蒸汽温度，流量不能满足要求时，打开HV404补充一定量的高
压蒸汽进行加热。

经过阀门XV411/4120由填料塔底部进入降压后的填料塔，对
塔内填料进行加热再生，再生后的再生气，经阀门XV406/407进入再生气冷却器
E408冷却至40℃，进入再生气分离器V405，气液分离后的氮气送出装置放空。

吹冷过程（C）：来自界外的氮气直接由XV409/410进入填料塔T403A/B，
对加热再生结束后的填料塔进行冷却，冷却后再生气经阀门XV406/407进入再生
气冷却器E408冷却至40℃，进入再生气分离器V405，气液分离后的氮气送出装
置放空。

升压过程（R）：净化后的天然气，经过调节阀HV401和阀门XV413/414，
进入冷吹完成的填料塔，对填料塔进行充压，完成充压过程的填料塔可以进入下
一个吸附过程。

1.4.1吸附塔工作时序
每台吸附塔设计满负荷连续工作8小时，再生时间也为8小时，由以下几个
步骤组成：
吸附（A）
降压（D）加热（H）冷却（C）升压（R）
时间
8h 8h
0.5h 4h 3h 0.5h 0.5h 4h 3h 0.5h
填料塔A 吸附降压加热冷吹充压
填料塔B 降压加热冷吹充压吸附
（所有本装置单元操作员工，必须对本TSA工艺理解并掌握，且经考核合格后才能上岗，否则执行了错误的操作可能引起严重的安全事故！）
1.4.2装置吸附、再生切换时间顺序表
表1-4吸附塔阀门开关顺序表
时间
8h 8h
0.5h 4h 3h 0.5h 0.5h 4h 3h 0.5h
填料塔A 吸附降压加热冷吹充压填料塔B 降压加热冷吹充压吸附
XV403 ON
XV405 ON
XV404 ON
XV406 ON
XV407 ON ON
XV408 ON ON
XV409 ON
XV410 ON
XV411 ON
XV412 ON
XV413 ON XV414 ON
XV415 ON
XV416 ON
2TSA装置要求及性能指标
2.1装置定员
本装置操作人员按四班三运转编制，现场生产技术人员、维修人员由干燥车间统一安排解决，装置暂定员共4人。

操作人员需事先进行技术培训，熟悉工艺技术，掌握操作规程和安全规程，经技术考核和安全考核合格才能上岗操作，技术骨干培训工作由成都赛普瑞兴科技有限公司统一安排。

2.2装置公用工程消耗
表2-2 公用工程消耗表
序
号
公用工程规格单位消耗备注
1 电220V 50Hz/ 380V 50Hz kW 5 仪表控制、照明等
2 仪表空气压力0.8MPaG Nm3/h 30
干燥、无油
露点：≤ -40 ℃
3 循环冷却水上水温度：30℃t/h 7 最大15t/h
回水温度：40℃
上水压力：0.4MPa
回水压力：0.2MPa
4 再生气氮气0.5MPaG Nm3/h 2000 最大2500 Nm3/h
无油，无尘土
5 置换氮气0.5MPaG Nm3/
次
2000 开停车
无油，无尘土
6 中压蒸汽压力：3.3MPaG t/h 0.2 最大0.4t/h
温度：340℃
7 高压蒸汽压力：8.6MPaG
温度：450℃
3控制及检测仪表
3.1现场和集中检测显示仪表
现场检测和显示仪表参见附表《仪表回路一览表》。

3.2控制调节系统
3.2.1流量
①再生气量显示（FT406）
显示对象：来自界外的氮气的流量
作用：显示进装置的再生气流量，在DCS显示。

运行值：2000～3000Nm3/h
②中压蒸汽流量显示（FT407）
显示对象：加热用蒸汽流量
运行值：200kg/h～400kg/h
3.2.2温度
①吸附塔顶的温度显示（TI413/414）
显示对象：当处于吸附状态时，检测原料气温度，当处于再生时，显示再生气吸附塔出口温度。

运行值：40 ～200℃。

②再生气入吸附塔的温度显示（TI415）
显示对象：当处于加热再生状态时，检测加热器再生气出口温度。

运行值：200℃
③再生气出分离器的温度（TI417）
显示对象：再生气进空冷器冷却后的温度
运行值：40℃
④中压蒸汽温度（TI416）
显示对象：再生气进吸附塔温度显示
运行值：340℃
3.2.3压力
吸附塔T403A/B压力显示（PI404/405）
显示对象：当处于吸附状态时，检测原料气温压力度，当处于再生时，显示再生气吸附塔出口压力。

运行值：4.67MPaG（吸附）0.5MPaG（再生）。

中压蒸汽压力指示（PI406）
显示对象：中压蒸汽压力
运行值：3.3MPaG。

3.2.4液位
聚结式过滤器液位显示（LI405）
作用：与阀门LV418联锁，控制聚结式过滤器液位。

再生气分离器液位显示（LI406）
作用：与阀门LV417联锁，控制再生气分离器液位。

3.2.5调节阀
氮气流量调节阀（FV406）
作用：调节再生用氮气流量。

再生气加热温度调节阀(TV415)
作用：调节中压蒸汽流量
高压蒸汽手动降压调节阀（HV404）
作用：调节高压蒸汽压力、流量。

充压手动调节阀（HV401）
作用：调节填料塔充压速度。

降压至氢气压缩机入口手动调节阀（HV402）
作用：调节降压至氢气压缩机入口的降压速度。

降压至火炬手动调节阀（HV402）
作用：调节降压至火炬的降压速度。

3.2.6说明
在开车前，要保证每台仪表在正确的位置上，仪表的相关部件的连接正确。

仪表应正确指示各种介质的实际运行参数。

误差应该在允许的范围内。

在开车试运行时，仔细检查各个阀门的开关是否正确；与温度组成的反馈调节系统是否能正常的工作。

4初次开车前的准备
在装置安装完成后，在所有设备和检测仪表、控制系统通过调试合格前提下，本装置可以进入开车阶段。

最初的开车前应做如下准备工作：
设备检查-----主要检查吸附塔的上下过滤网完好状况、清除所有容器设备内的污物，拆除所有不需要的盲板。

空气吹扫-----清除设备和管路中的焊渣等污物。

吸附材料装填
氮气置换
设备检查、空气吹扫、吸附材料装填和气密试验等部分参见《施工设计说明书》。

气密性试验完成，设备和管道泄压后，可进行氮气置换，本操作说明书下面按照各工序叙述氮气置换部分。

在置换的过程中注意以下几点：
置换氮气的压力不能超过设备或管道的工作压力。

现场放空管或厂区放空总管开启排放口，以便置换后氮气放空。

置换氮气经过的管道上的阀门必须处于全开的位置。

工艺设备的排污阀门在置换氮气经过该设备时，要开启2~3次，每次开启时间1~3分钟。

管道上的放空阀或调节阀在置换氮气经过该管道时，要开启2~3次，每次开启时间1~3分钟。

主要管道上的旁路阀在置换氮气经过该主要管道时，要开启2~3次，每次开启时间1~3分钟。

外管置换时，可开启外管进装置界区的阀门，置换氮气从装置界区内向界区外流出去。

在各分析取样口取样分析气体中的氧含量，所有取样口的气体经分析，氧含量小于0.5v%可视置换合格。

氮气置换完成后，如暂时不开工，必须用清洁干燥的氮气保压，并关闭所有工艺用阀。

5装置启动和运行
5.1正常运行时工艺阀门的设定
5.1.1全关闭状态的工艺阀门
一部分工艺阀门在装置正常运行期间需要处于全关闭状态，下面列出这类阀门。

过滤器、加热器等压力容器的放空阀和排污阀；
工艺管道的放空阀、排污阀；
安全阀的旁路阀；
5.1.2全开启状态的工艺阀门
一部分工艺阀门在装置正常运行期间需要处于全开启状态，下面列出这类阀门。

疏水阀的前后切断阀；
安全阀的前置阀、出口阀；
压力表的前置阀；
蒸汽的输入、输出阀；
压力变送器的气源阀；
5.2TSA装置的启动
装置启动前应关闭和开启的阀门
关闭以下阀门：
1．过滤器、加热器等压力容器的放空阀和排污阀
2．工艺管道的放空阀、排污阀
3．安全阀的旁路阀
开启以下阀门：
1．疏水阀的前后切断阀
2．安全阀的前置阀、出口阀
3．蒸汽的输入、输出阀
4．压力表的前置阀
5．压力变送器的气源阀
通知前工序送气，通知后工序准备接收气体，将阀门控制设为自动，按吸附塔阀门开关顺序表进行操作，分析工艺指标合格后装置进入正常运行。

6装置停车及停车后的再启动
装置停车分为两种情况：有计划的停车和紧急停车。

6.1有计划的停车
有计划的停车应做好停车前后的处理工作，处理方法与停车时间长短有关。

6.1.1临时停车
停车时间在24小时之内的停车。

1）通知前后工序。

通知前工序停止送气，通知后工序停止向后供气。

2）停止进蒸汽/氮气(在处于再生状态的再生塔完成一个再生周期后)。

2）停止进天然气。

关闭入TSA装置主气阀门。

3）关闭进出塔的所有阀门
所有阀门处于关闭状态，保持各吸附塔内的压力。

4）停止输出吸附气、再生气。

关闭净化气的出口阀门，停止输出净化天然气；关闭再生气的出口阀门，停止输出再生气。

6）记录干燥塔运行和再生时间。

6.1.2短时期停车
停车时间在一周之内的停车。

1）通知前后工序。

通知前工序停止送气，通知后工序停止向后供气。

2）停止进蒸汽/氮气(在处于再生状态的再生塔完成一个再生周期后)。

3）停止进天然气。

关闭入TSA装置主气阀门。

4）停循环水。

4）关蒸汽进出口阀门。

5）排污。

加热器的排污、排不凝气体，冷却器的排水
6）关闭所有阀门
逆向放压的方式对吸附塔泄压开启阀门使其压力达到0.02~0.05MPa。

7）停止输出净化气、再生气。

关闭干燥气的出口阀门，停止输出干燥天然气；关闭再生气上的出口阀门，停止输出再生气。

8）记录干燥塔运行和再生时间。

6.1.3长时期停车
停车时间在二周以上的停车。

1）通知前后工序。

通知前工序停止送气，通知后工序停止向后供气。

2）停止蒸汽/氮气(在处于再生状态的再生塔完成一个再生周期后)。

3）停止进天然气。

关闭入TSA装置主气阀门。

4）停循环水。

4）关蒸汽进出口阀门。

5）排污。

加热器的排污、排不凝气体，冷却器的排水
6）关闭所有阀门
逆向放压的方式对吸附塔泄压开启阀门使其压力达到0.02~0.05MPa。

7）停止输出净化气、再生气。

关闭净化气的出口阀门，停止输出净化天然气；关闭再生气上的出口阀门，停止输出再生气。

8）记录吸附塔运行和再生时间
7）用氮气进行置换，方法同第四章。

6.2紧急停车
1）停止蒸汽。

2）停止进天然气/氮气。

关闭入TSA装置主气阀门。

3) 关闭净化气的出口阀门，停止输出净化天然气；关闭再生气的出口阀门
4）关闭进出塔的所有阀门
所有阀门处于关闭状态，保持各吸附塔内的压力。

5）记录干燥塔运行和再生时间。

6.3停车后重新启动
6.3.1临时或短时期停车后的再启动
1）通知前后工序。

通知前工序开始送气，通知后工序准备向后供气。

2）进天然气。

打开入TSA装置主气阀门。

3）打开或关闭进出塔的阀门
打开吸附塔运行时应开启的阀门，关闭吸附塔运行时应关闭的阀门。

4）输出净化气、再生气。

打开净化气的出口阀门输出净化天然气；打开再生气的出口阀门输出再生气。

6.3.2长时期停车后的再启动
按第5章装置的启动和运行操作。

7安全技术
7.1概述
安全生产是关系到人民生命、国家财产安全大事，操作人员应该掌握有关的安全生产基本知识，自觉遵守有关的规章制度，确保实现安全、文明生产。

本装置生产过程中使用天然气、氢气等易燃易爆气体，按生产的火灾危险性分类。

属甲类生产。

7.2有关气体性质介绍及危害
表8-1 有关气体的性质
序号名称分子量
熔点沸点燃点空气中爆炸极限V% 国家卫生
℃℃℃上限下限标准
1 CH416 －161.6 53 15.0 5
2 H2 2 -259.2 400 74.1 4.1
7.3安全生产基本注意事项
操作人员必须按操作规程规定操作。

凡新来人员，必须经过安全教育和操作规程学习。

实习操作技术，未通过安全技术考试合格者，不准进行独立操作；
操作人员在上班时必须穿整齐，不准携带易燃易爆物品进入现场，严格遵守劳动纪律、严格执行操作规程、严格执行有关安全规定；
本装置界区内应随时保持清洁，不应堆有易燃易爆物质，尤其在交通要道上不得堆放物品，以保证交通要道畅通；
本装置区内应设有消防器材，操作人员都应知道消防器材的放置地点和使用方法，平时严禁乱动，消防器材每年定期检查；
设备在未卸去压力和置换时，绝对禁止任何修理工作及焊接，拧紧螺丝，并禁止使用铁器敲击设备；
设备使用的压力表必须是检验合格并打上铅封的，如压力表指针不回零或误差大于其级数时，不得继续使用。

每年必须校验一次压力表，并打上铅封。

对于采用压力变送器压力指示仪表在使用前必须校好零点；
严禁在本装置界区吸烟和动火，凡有爆炸及燃烧气体的容器及管道检修需动火前，应报请厂安技科及车间同意，先用氮气置换、吹净，经现场分析合格，并采取了安全措施，领取动火证后方可动火。

防止违章动火，凡是没有批准动火证
的、不与生产系统隔绝的、不进行清洗置换合格的、不把周围易燃物消除的、不按时作动火分析的、没有消防措施及无人监护的、严禁动火；
确保设备、管道、阀门的气密性，检修后还应试漏，合格后方能开车，使用过程中随时注意杜绝气体泄漏现象；
仪表系统发生故障时应由仪表人员进行修理，仪表人员应与工艺操作人员密切配合。

在停车检修后再启动时，必须注意干燥塔内的压力，以防发生事故；
检修人员进入干燥塔内作业的，必须有人监护，并应携带和使用安全带、安全照明灯（或防爆电筒）、安全帽、防尘眼镜、口罩、手套、毛巾等防护器具；并确保塔内空气的流通，防窒息；
严格遵循化工生产、设备检修维护的操作规程，严禁一切违章操作。