JB/MAN-01-2011
第A版
四万吨/年马来酐生产装置
安全操作工艺规程
(顺酐一、二期)
编制:杨志明
审核:毛国强
批准:孙
斌
2011年5月25日批准 2011年5月25日实施 常州亚邦化学有限公司
目录
1.0 绪言 1.1 简介
1.2 装置组成
2.0 工艺规程 2.1 供苯系统
2.2 工艺空气系统 2.3 反应系统 2.4 熔盐系统
2.5 蒸汽发生系统 2.6 回收系统 2.7 温水系统
2.8 脱水精制系统 2.9 结片包装系统 2.10 公用工程系统
3.0 联锁保护系统 3.1 电加热器E-202 3.2 供苯及反应系统
4.0 紧急事故处理 4.1 极端事故
4.2 供电工程事故 4.3 冷却水事故 4.4 蒸汽事故
4.5 脱盐水及锅炉水事故 4.6 冷冻水事故 4.7 仪表空气事故 4.8 马来酐分解事故
5.0 产品、原材料和中间产物的物化性质及规格 5.1 产品 5.2 原材料 5.3 中间产物
6.0 公用工程规格 6.1 脱盐水 MW 6.2 循环水 WI/WO 6.3 仪表空气 IA 6.4 惰性气体 N2 6.5 中压蒸汽 M
1.0 绪言
1.1 简介
本工艺以苯为原料,采用固定床、催化氧化、部分冷凝和水吸收、单塔脱水精制,年产2.0/2.5万吨马来酐和0.5万吨富马酸生产装置提供的操作说明。
1.2 装置组成
马来酐生产装置由以下部分组成: A. 供苯系统(二套) B. 工艺空气系统(二套) C. 氧化反应系统(二套) D. 熔盐换热系统(二套) E. 蒸汽发生系统(二套) F. 部分冷凝系统(二套) G. 吸收系统(一套) H. 温水系统(二套)
I. 脱水精制系统(一套) J. 公用工程系统(一套) K. 产品结片包装系统(一套)
2.0 工艺规程
2.1 供苯系统
A:一期装置
该部分的设计是从苯计量罐 F-1101 用苯输送泵 G-110/1/2 将液体苯送到苯蒸发器 D-1101/2,液体苯经加热蒸发、汽化后,送入反应系统与工艺空气混合。
该系统由下列设备组成:
3
F-101/2/3/4 苯储罐 4个 (V=763m)
3
F-110 苯日储罐 1个 (V=117m)
3
G-110/1/2 苯输送泵 3台 (Q=2m/H,P=0.6MPa)
3
D-1101/2 苯蒸发器 2台 (V=2.2m)
2
E-1101/2 苯加热器 2台 (F=12.6m)
B:二期装置
该部分的设计是从苯计量罐 F-1102 用苯输送泵 G-113/4/5 将液体苯送到苯加热器 E-1103/4,液体苯经加热、预热后,通过喷嘴送入空苯混合器D-1103/4与工艺空气混合后,进入反应系统。
该系统由下列设备组成:
3
F-1102 苯日储罐 1个 (V=117m)
3
G-113/4/5 苯输送泵 3台 (Q=3m/H,P=1.0MPa)
2
E-1103/4 苯加热器 2台 (F=12.6m)
2.1.1 工艺说明
从界外苯储罐区送来的液体苯,每日定时以批量方式经管路过滤器打入区内的苯计量罐 F-110。
一期装置苯从 F-1101 连续地用苯输送泵 G-110和 G-111 经管路过滤器过滤后,分别送入苯蒸发罐 D-1101和D-1102 内,G-112 做为备用泵。苯在 D-1101/2 中被 E-1101/2 用中压蒸汽加热、蒸发、气化,通过管路苯蒸汽在混合器 H-2011/2 处与 C-1101/2 送来的工艺空气按比例进行混合,混合后送入反应器进口。
二期装置苯从 F-1102 连续地用苯输送泵 G-113和 G-114 经精密过滤器过滤后,分别经过苯加热器E-1103/4,进入空苯混合器D-1103/4与 C-1103 送来的工艺空气按比例进行混合,混合后送入反应器进口。G-115做为备用泵。
2.1.2 液位
F-110 的苯液位用玻璃板式液面计 LG-102 做现场指示,并用 LIA-101 在DCS 上进行指示、记录和报警。通常 F-110 以 15%和 90%做低、高液位的报警值。
D-1101/2 的苯液位通常用玻璃板式液位计 LG-1121/2 做现场指示,用 LRCA-1101/2 在 DCS 上通过 LCV-1101/2 进行手动或自动控制、显示、记录和报警。正常生产时,应控制 LRCA-1101/2 为40-50%,高、低液位报警值应分别为设定 70%和25%。
当 液位控制 LRCA-1101/2 达到85%时,除 LRCA-1101/2 做超高报警外,还将触发 D-1101/2 上的液位开关 LS-1111/2进行报警和联锁停车。
当D-1103/4下部有液苯积累后,将触发液位开关 LS-1113/4联锁停车。
2.1.3 温度
F-110 的内部温度用 TRA-101在 DCS 上指示、记录和报警。通常冬季为防止 F-110 中的苯因温度低于凝固点而冻结,应向 F-110 加热器提供LS低压蒸汽,以便使 F-110 的温度保持在15~35℃之间。
苯蒸发罐 D-1101/2 苯蒸汽的温度,在 BZ-2011/2 管路用 TRA-2011/2 和 TRA-2011A/2A 在 DCS 上指示、记录和报警。TI-2021/2 用来指示苯蒸汽的现场温度。
苯蒸发罐D-1101/2 的液相温度用 TRA-1111/2 在 DCS 上指示、记录和报警。TI-1111/2 用来指示 D-1101/2 现场液相温度。在正常操作压力下,TRA-1111/2 应为130-138℃。
在送苯的 BZ-103/105 管路上用 TI-1031/2 做现场温度指示。 E-1103/4出口温度TE-1103/4控制在85-120℃。
2.1.4 压力
苯输送泵 G-110/1/2 的出口压力用 PI-101/102/103 做现场指示,通常 G-110/1/2的出口压力为0.5-0.6MPa。在 BZ-103/105 苯过滤器下游和 D-1011/2 之间用 PI-1031/2 做现场指示,通常 PI-1031/2 不低于0.4MPa。
苯输送泵 G-113/4/5 的出口压力为0.8-1.0Mpa;精密过滤器后压力PI-1033/4为0.7-0.8Mpa;进入D-1103/4前的苯管线压力随着投苯量的增加而加大,正常压力为0.40-0.65 Mpa;
D-1101/2 中苯蒸汽的压力用 DCS 上的 PRC-1101/2 进行手动或自动控制、显示、记录和高、低位报警。正常生产时,PRC-1101/2 压力应控制为0.32MPa,高位报警和低位报警值应分别为 0.35和 0.25MPa。
当苯蒸发压力 PRC-1101/2 达到 0.4MPa 时,除 PRC-1101/2 发生超高位报警外,还将触发压力开关 PS-1111/2 进行报警和联锁停车。
正常生产时,当进空苯混合器前的苯压力低于0.2 Mpa时,还将触发压力开关PS-1113/4联锁停车。
2.1.5 流量
3
在 F-1101/2 顶部放空管路上,用现场流量计 FI-101/2 以 1-3Nm/hr 的流量连续地送入氮气。
E-1101/2 的蒸汽流量,在 DCS 上的 FRA-1101/2 进行显示、记录和高、低位报警。正常生产时 FRA-1101/2 的蒸汽流量约为 300-480kg/hr。
2.1.5 安全保护
F-1101/2 装有带阻火器的呼吸阀,同时用 FI-101/2 做氮气保护。 在 LCV-1101/2 的 BZ-103/105 管路上,设有可与 N-1031/2 管路连接的活接头,以便在停车时对系统进行氮气保护。在FCV-2013/4的管路上设有氮气连接的活接头,以便停车时对系统进行氮气保护。
2.2 工艺空气系统
A:一期装置
该系统是由二台电机驱动的离心式风机 C-1101/2, 连续地每小时产生流量
3
为 31200Nm、压力为 72KPa 的工艺空气供给反应系统。另外,在装置冷态开车以及反应系统和熔盐换热系统做热试验时,应由界外提供不低于 1.1MPa 的中压蒸汽将空气加热。
该系统由下列设备组成:
3
M-1101/2 空气过滤器 2台 (Q=31200Nm/H)
3
C-1101/2 离心式风机 2台 (Q=31200Nm/H,P=72KPa)
2
E-1001/2 空气加热器 2台 (F=389m)
B:二期装置
该系统是采用汽轮机驱动单台离心式风机 C-1103, 连续地提供工艺空气供给两套反应系统。另外,在装置冷态开车以及反应系统和熔盐换热系统做热试验时,由一、三期提供不低于 1.5MPa 的高压蒸汽将空气加热。
该系统由下列设备组成:
3
M-1103 空气过滤器 1台 (Q=30800Nm/H)
C-1003 离心式风机 1台 (Q=79920Nm/H,P=67KPa)
2
E-1003/4 空气加热器 2台 (F=389m) 2.2.1 工艺说明
M-1101/2/3 使用聚丙烯纤维做过滤介质,它能除掉空气中5微米或更大的固体粒子,以便保护催化剂和防止增加反应器床层压力。 A:一期装置
环境空气经过滤器 M-1101/2 过滤后,经过MS加热进入离心式风机 C-1101/2。
C-1101/2 输出的空气流量由装配在风机进口的吸入阀控制,该吸入阀为人工调节。在风机出口管路上还装有旁通阀和自动放空阀,以便防止喘振并保护机器安全。另外在 C-1101/2 进口、出口及放空口都应装配有效消音器,以便使噪声降到最低水平。
E-1001/2 为一卧式、三组、翅片管式加热器,用于将经 C-1101/2 送来的空气进一步加热,以便达到催化剂对空气温度的要求。E-1001/2 第一组加热器使用中压蒸汽凝液加热,第二/三组加热器使用中压蒸汽加热。装置冷态开车时,应界外提供足够的中压开工蒸汽。
B:二期装置
环境空气经过滤器 M-1103 过滤后,经过MS加热进入离心式风机 C-1103。 C-1103 输出的空气总流量由装配在风机进口的吸入阀控制,该吸入阀为人工调节。在风机出口管路上还装有风机旁通阀,空气进入H-1002后进行分配,分别通过E-1003/4加热送入3#、4#氧化系统,H-1002上有FCV-1003自动放空阀和手动放空阀,以便防止喘振并保护机器安全。另外在 C-1103 进口、出口及放空口都应装配有效消音器,以便使噪声降到最低水平。
E-1003/4 为一卧式、三组、翅片管式加热器,用于将经H-1002分配送来的空气经过送风手阀后进一步加热,以便达到催化剂要求的空气温度,热空气经管路送入D-1103/4而进入反应器。E-1003/4 第一组加热器使用前两组高压蒸汽凝液加热,第二/三组加热器使用高压蒸汽加热。装置开车时,使用高压连网蒸汽。
2.2.2 流量
一期工艺空气流量由 C-1101/2 进口的吸入阀手动调节,空气流量用 FE-2021/2 和 FE-2021A/2A 测量。经温度及压力补偿和校正的 FE-2021/2 和 FE-2021A/2A,在 DCS上 用 FRA-2021/2进行显示、记录和报警。当空气流量过低时 FRA-2021A/2A 主要用于自动联锁停车。超低位报警及联锁停车值为
3
15000Nm/H。
二期工艺空气流量由 C-1103进口的吸入阀手动调节,空气总流量用 FE-1003测量,3#/4#空气流量用FE-2023A/B 和 FE-2024A/B 测量。正常生产时
3
FE-1003为47000-78000 Nm/H;当FRA-2023A/B 和 FRA-2024A/B空气流量过低时,
3
自动联锁停车。超低位报警及联锁停车值为15000Nm/H。
3
当空气湿度低于12g/Nm时,一、二期催化剂在满负荷下,将在E-100后面的风管道上,调节FCV-1062/72或手阀加入适量干燥的蒸汽,以便提高转化率和活性;蒸汽流量为0-400kg/hr。
2.2.3 压力
3
在 M-1101/2 /3出口处装有现场压力表 PI-1051/2 /3用来指示 M-1101/2 /3的污染程度。 当 PI-1051/2 /3吸入压力达到-1.5/3KPa以上时,应该及时更换过滤网,更换周期约20天。
C-1101/2 输出压力通常没有控制,是输出流量的函数,是由离心风机自身的特性曲线决定的.通常C-1101/2输出压力PRA-1071/2为45-68Kpa本系统用 PRA-1071/2 在 DCS 上做风机出口压力的显示、记录和报警,同时也用于 FRA-2021/2 和 FRA-2021A/2A 的压力补偿。PI-1061/2 用于现场压力指示。为了防止意外压力升高造成的风机喘振,在 C-1101/2 出口管路上还装有手动旁通阀和自动放空阀 HCV-1011/2,以便及时泄压保护机器。
C-1101/2 输出压力通常没有控制,是输出流量的函数,是由离心风机自身的特性曲线决定的。通常C-1103输出压力PRA-1063为45-67Kpa.本系统用 PRA-1073/4 在 DCS 上显示、记录和报警做经H-1002分配后的3#/4#风量。为了防止意外压力升高造成的喘振,在 C-1103 出口管路上还装有手动旁通阀,在H-1002上装有自动放空阀 FCV-1003和手动放空阀,以便及时泄压保护机器。
2.2.4 温度
C-1101/2 /3的进口温度,用TI-1051/2/3 做现场指示。
C-1101/2 /3输出空气温度是输出流量和输出压力的函数,也是由离心风机自身特性曲线确定的。本系统在 DCS 上用 TRA-2021/2/3 进行指示、记录和报警,并用于空气流量仪表 FRA-2021/2 和 FRA-2021A/2A和FRA-1003 的温度补偿。正常使用时,TRA-2021/2 应为100~110℃,低位报警值为 85℃,TRA-2023/4为85-110℃。
E-1001/2 /3/4加热温度由 TRC-1081/2/3/4 在 DCS 上进行显示、记录和报警。通常 E-1001/2 的出口空气温度为140-178℃;E-1003/4 的出口空气温度为170-185℃,联锁停车值为130℃. 。
C-1101/2 自身润滑油的温度过高或油压力过低,将在 DCS 上用 TRA-1011/2显示、报警、联锁。另外风机的电机电流也应在控制室内显示,汽轮机的各点参数也在DCS显示、报警、联锁。
2.2.5 湿度
因空气湿度影响到催化剂的活性,需根据催化剂活性和大气的湿度进行向送风管道内加入蒸汽,以便增加空气湿度,提高催化剂性能。
2.3 反应系统
该系统的设计是将工艺空气和苯蒸汽充分混合,并被加热到反应温度,在固定床反应器中催化剂的作用下进行化学反应,使原料苯转化率达到 98~99%,并得到最高的马来酐选择性。
该部分包括下列设备:
R-2101/2 固定床反应器 2台(反应管φ22×2×3600mm,11004根)
H-2011/2 空气与苯分布混合器 2台(多支管式)
R-2103/4 固定床反应器 2台(反应管φ22×2×3600mm,12156根)
3
D-1103/4 空苯混合器 2台(V=3.5m) 2.3.1 工艺说明
A:一期装置
来自 C-1101/2 的工艺空气分别进入 H-2011/2 的主管,而来自 D-1101/2 的苯蒸汽也分别经过进入 H-2011/2 的支管,通过支管上的小孔而被均匀地分布在各自主管的工艺空气中。 苯蒸汽与工艺空气由于各自的压力不同而被搅动,从而保证了工艺空气与苯蒸汽的完全混合。
混合后的气体分别进入各自的反应器 R-2101/2,反应器为固定床列管式有φ22×2×3600mm的反应管约11004根,管内装有高效苯氧化催化剂。进入 R-2101/2 的混合气体,首先被反应管外侧壳程循环着的热熔盐加热到开始反应的温度,在催化剂的作用下苯被氧化成马来酐并放出大量的反应热,为保持反应温度的稳定,反应放出的热量被壳程循环着的熔盐移出反应区。
从反应器 R-2101/2 出来的高温反应生成气,分别进入各自的气体冷却器/锅炉水加热器 E-2201/2 的壳程,被 E-2201/2 管程的锅炉水冷却。
B:二期装置
来自 C-1103的工艺空气分别进入D-1103/4,而来自E-1103/4 的苯通过管路的喷嘴进入D-1103/4而雾化被均匀地分布在工艺空气中,从而保证了工艺空气与苯蒸汽的完全混合。
R-2103/4反应器为固定床列管式有φ22×2×3600mm的反应管约12156根,管内装有高效高负荷/高效苯氧化催化剂。 从反应器 R-2103/4 出来的高温反应生成气,分别进入各自的气体冷却器E-2203/4、锅炉水加热器 E-2213/4 的管程,被 E-2203/4汽包的水、E-2213/4壳程的锅炉水冷却。
2.3.2 流量
苯蒸汽的流量用一个涡街流量计 FE-2011/2 进行测量,并被压力和温度信号进行了补偿。FE-2011/2 在 DCS 上用 FRC-2011A/2A 通过 FCV-2011/2 进行苯蒸汽流量的控制,同时具有记录和报警功能。 FE-2011/2 经过补偿的苯流量信号,被送到 DCS 上的 FRA-2011A/2A 做记录、报警和联锁停车功能。
3
通常正常生产时,FRA-2011A/2A 应为130-170m/H,高位报警值设定为33
160m/H、 超高位报警及联锁停车值设定为165m/H。
G-113/4输送的液态苯经过质量流量计FQI-2003/4计量,FE-2013A/B、FE-2014A/B做记录和报警, FQI-2003/4具有联锁停车功能。超高位报警及联锁停车值随着投苯量的增加而改变。
2.3.3 温度
一期:
当工艺空气流量和苯蒸汽流量确定后,苯催化氧化反应温度的控制,主要是通过调节反应器 R-2101/2 壳程与熔盐轴流泵 G-2101/2 和熔盐冷却器 E-2101/2 之间的阀门开度,进而控制循环着的熔盐流量来实现对熔盐温度的控制。R-2101/2 进口和出口气体温度,在 DCS 上用 TRA-2031/2 和 TRA-2201/2 分别进行显示、记录、报警和联锁,用 TI-2041/2 和 TI-2051/2 做现场温度指示。正常生产时,TRA-2031/2 为150-170℃/TRA-2201/2 为350-380℃,超高位报警及联锁停车值为220/390℃。
反应器 R-2101/2 床层内部温度,用装在反应管催化剂床层内部不同轴向和径向位置的4支热电偶,来分别测量反应器径向和轴向温度。这些温度都在 DCS上用TRA-2101/21-6 、TRA-2071/2-1-8、TRA-2011/2/3-1-6 来显示、记录和报警。同时 TRA-2041/2 还有上管板温度超高联锁停车功能。TRA-2011 和 TRA-2012 有反应热点温度超高联锁停车功能。正常生产时,TRA-2041/2约为150- 175℃,联锁值为300℃。正常生产时TRA-2011 和 TRA-2012为 340~450℃、联锁停车值为470℃。 二期:
当工艺空气流量和苯蒸汽流量确定后,苯催化氧化反应温度的控制,主要是通过调节反应器 R-2103/4壳程与熔盐轴流泵 G-2103/4 和熔盐冷却器 E-2103/4 ,通过滑阀TCV-2163/4和Dg250盐阀阀门开度来控制循环的熔盐流量来实现对熔盐温度的控制。R-2103/4 进口和出口气体温度,在 DCS 上用 TRA-2021/2 和 TRA-2203/4 分别进行显示、记录、报警和联锁,用 TI-2023/4 和 TI-2043/4 做现场温度指示。正常生产时,TRA-2021/2为150-170℃/TRA-2201/2 为350-380℃,气体出口温度超高位报警及联锁停车值为390℃。
反应器 R-2103/4床层内部温度,用装在反应管催化剂床层内部不同轴向和径向位置的4只热电偶,来分别测量反应器径向和轴向温度以及内部熔盐温度。这些温度都在 DCS上用TRA-2001/2-1-3、TRA-2011/21-3、TRA-2073/4-1-6、TRA-2083/4/1-6 、TRA-2093/4/1-6 、TRA-2013/4/1-8来显示、记录和报警。同时有 TRA-2033/4上管板温度超高联锁停车功能。TRA-2013 和 TRA-2014 有反应热点温度超高联锁停车功能。正常生产时,TRA-2033/4约为150- 175℃,联锁值为300℃。正常生产时TRA-2013 和 TRA-2014为 340~450℃、联锁停车值为470℃。 2.3.4 压力
苯蒸汽压力分别用 PRA-2011/2 和 PRA-2011A/2A 测量,除用在 DCS 上进行显示、记录和报警外,还用于 FRC-2011/2 和 FRA-2011A/2A 的压力补偿。PI-2021/2 用于指示 BZ-2011/2 管路的现场压力。 反应器进口压力是由空气流量决定的。反应压力需要克服流经催化剂床层的阻力和其它设备的压力降。在稳定的工艺空气流量下,反应器进口压力是基本稳定的。R-2101/2 /3/4出口压力在 DCS 上用 PR-2051/2/3/4 进行显示、记录,现场安装的压力表 PI-2031/2/3/4和PI-2041/2/3/4 分别指示反应器进出口的气体压力。反应器进出口的压力差约为20-30KPa。
3#/4#反应器进口压力PE-2063/4联锁停车值为0.12MPa。
2.3.5 安全保护
反应器 R-2101/2 顶部和低部分别装有三套防爆膜 PSE-2021/2和PSE-2031/2、PSE-2041/2,防止由于各种疏忽使系统超压或有机物与空气混合物的爆燃。尽管发生任何瞬间燃烧的可能性很小,但是由于反应进口苯浓度太高或有机物盐类在 R-2101/2 进口管路上的附着,经过长期积累发生上述燃烧的可能性就大大地增加了,所以为了保护反应器在 R-2101/2 进口管路上再增加一个防爆膜 PSE-2011/2。PSE-2011/2、PSE-2021/2、PSE-2031/2 和 PSE-2041/2设定的爆破压力均为0.175MPa。
在BZ-2011/2 管路上 XV-2501/2 的前/后,设有可与 N-2011/2 管路连接的活接头,以便在停车时对系统进行氮气保护。
在反应器 R-2103/4顶部分别装有5套防爆膜和底部分别装有2套防爆膜 ,在D-1103/4顶部分别装有2套防爆膜,防止由于各种疏忽使系统超压或有机物与空气混合物的爆燃。在R-2103/4、D-1103/4风管道入口处分别装有阻火器。设定的爆破压力均为0.175MPa。在阻火器前连接了XV-2113/4快速充氮气阀,以便安全保护和在停车时对系统进行氮气保护。
2.4 熔盐系统
该系统使用低共熔点的混合物,其具体组成为即59%的亚硝酸钠和41%的硝酸钾。该系统的作用是用熔融盐做为载热体,在反应器壳程、熔盐冷却器壳程、熔盐电加热器壳程和轴流式熔盐泵之间循环,以便在正常生产时移出苯氧化反应过程中放出的大量反应热。同时也用于系统冷态开车时,利用熔盐电加热器将系统加热。
在一、二期装置里,增加了蒸汽过热器E-2121/3/4,熔融盐在反应器壳程、熔盐冷却器壳程、熔盐电加热器壳程、蒸汽过热器壳程和轴流式熔盐泵之间循环,
该系统由下列设备组成: 一期:
3
G-2101/2 轴流式熔盐泵 2台 (Q=4200m/H,P=3.2 m)
2
E-2101/2 熔盐冷却器 2台 (F=118m) E-2111/2 熔盐电加热器 2台 (W=330Kw)
32
F-2101/2 熔盐储槽 2台 (V=42m,F=44m)
3
G-2021/2 熔盐液下泵 2台 (Q=32m/H,H=28m)
2
E-2122 熔盐过热器 1台 (F=44m) 二期;
3
G-2103/4 轴流式熔盐泵 2台 (Q=5200m/H,P=3.3m)
2
E-2103/4 熔盐冷却器 2台 (F=118m) E-2113/4 熔盐电加热器 2台 (W=390Kw)
32
F-2103/4 熔盐储槽 2台 (V=48m,F=44.4m)
3
G-2023/4 熔盐液下泵 2台 (Q=32m/H,P=28m)
2
E-2123/4 熔盐过热器 2台 (F=44m)
2.4.1 工艺说明
第一次开车时,首先将固体熔盐按比例分别从各自人孔处加入 F-2101/2 /3/4中,在熔盐储槽 F-2101/2/3/4 内有用中压蒸汽加热的盘管,能够使固体熔盐全部熔融。为使固体熔盐尽快熔融,可加入极小量工艺水到固体熔盐中。
当熔盐全部熔融后,反应器系统也被用 E-1001/2/3/4 加热的空气预热到规定的温度,当熔盐温度和氧化系统温度相近时,分别用 G-2021/2/3/4 将液态熔盐打入 各自 G-2101/2/3/4 上部的膨胀罐,然后进入系统各自的 R-210、E-210、E-2122/3/4 和 E-211的壳程。膨胀罐的上部有溢流接管,当熔盐液位过高时,可通过溢流口使过多的熔盐流回各自的 F-2101/2 /3/4中。在 R-210、E-210、G-210、 E-2122/3/4和 E-211 的低部均装有排放管路,连接到各自的 F-210,能使各系统内的熔盐分别排放回 F-210。装入熔盐后,E-2111/2/3/4、G-2101/2/3/4的膨胀罐放空管和 F-2101/2 /3/4放空管应用氮气进行保护。
进入各系统内的载热体熔盐,分别借助 G-210 使熔盐在各 R-210、E-210 、E-2123/4和 E-211 的壳程之间往复循环。该泵是利用叶轮从上向下增压,使熔盐以大流量进行闭路循环,从而控制反应器催化剂床层苯氧化反应的温度。经验证明熔盐温度的微小变化会引起 R-210 催化剂床层热点强度很大的变化,进而直接影响苯氧化反应的转化率和收率,因此严格控制反应器催化剂床层苯氧化反应的温度是非常必要的。
熔盐分别从各 G-210泵壳底部出来,进入各自的 R-210 下部外环管,再从径向进入 R-210 壳程。在反应器 R-210 壳程中,熔盐通过改进型折流板的重排分配作用,从反应器内的下部向上流动,经反应器的上部外环管,再从 G-210 上部返回泵体内,该系统以最大流量使熔盐在以上各设备间进行闭路循环。一期装置分别在 E-2101/2 和 G-2101/2 之间手动阀门的控制下,二期装置在 E-2103/4 和 G-2103/4 之间滑阀TCV-2063/4和手动阀门的控制下,使少量的熔盐流经 E-210壳程,被 E-210 管程中的锅炉水冷却,移出反应热。经 E-210 冷却后的较低温度的熔盐从 E-210 的上部返回各自的 R-210 上部外环管,与 R-2101/2 出来的主流量热熔盐混合,在 G-210 的作用下将熔盐温度调节到反应要求的温度。
E-211 是防爆型的熔盐电加热器。它主要用于系统冷态开车时,将低温的熔融盐加热到反应温度,以及在系统短期停车时维持熔盐温度不低于反应开始的温度。E-211 与 G-210连接,熔盐从 E-211 底部经电加热元件向上流动返回 G-210 泵体内,同时将电加热的热量带入系统。 E-211 的加热元件和有关连接部件,均应是经国家专业管理部门认定的防爆型产品。
当满足下列条件时,E-211 才能通电工作: A.当熔盐膨胀罐熔盐实测液位达到0.95m; B.熔盐泵G-210运行中
C.E-211内部温度 TRA-2111/2/3/4 在报警联锁值以下;
当发生下述任何情况时,E-211 电加热应自动停止;
A.E-211内部温度TRA-2111/2/3/4 温度高于450℃ B.G-210轴流泵停止运行;
2.4.2 温度
R-210 熔盐进出口温度,在 DCS 上分别用 TRA-2061/2/3/4 和 TRA-2051/2/3/4 进行显示、记录、报警和联锁停车。熔盐出口温度的控制,系根据 TRA-2051/2/3/4 显示的温度,用安装在 E-2101/2 出口管路的阀门和E-2103/4进口管路TVC-2063/4调节。正常使用时,TRA-2051/2/3/4 约为345~378℃,高位报警值为380℃,超高位报警及联锁停车值设定为390℃。反应器上、下环管进出口温差不应超过5-6℃。
E-210 熔盐进出口温度,在 DCS 上分别用 TRA-2161/2/3/4 和 TRA-2151/2/3/4 进行显示、记录、报警。
E-211内部温度及出口温度用 TRA-2111/2/3/4 和 TRA-2101/2/3/4 在 DCS 上进行指示、记录、报警和联锁停止电加热供电。为保护电加热元件,当 TRA-2111/2/3/4 达到450℃时,联锁功能将自动切断 E-211 的供电。
F-2101/2/3/4 内部温度用 TR-2121/2/3/4 在 DCS 上指示和记录,其下部温度用现场温度计 TI-2131/2/3/4 指示。化盐时,TR-2121/2/3/4 应为170~180℃。
2.4.3 流量
各F-2101/2/3/4 的放空管路均安装有氮气现场流量计 FI-2031/2/3/4,用
3
来指示正常时氮气保护的流量。正常时,氮气流量为1~3Nm/H。
各G-2101/2/3/4 膨胀罐上部也均安装有氮气现场流量计 FI-2011/2/3/4,
3
系统装入熔盐后应以1~3Nm/H的氮气流量对系统进行氮气保护。
各E-2111/2/3/4 电加热器上部也均安装有氮气现场流量计
3
FI-2021/2/3/4,正常生产时应以1~3Nm/H的氮气流量对系统进行氮气保护。
2.4.4 液位
G-210进口上部装有观察手孔,用于在氧化系统新催化剂开车和提盐温阶段手动标杆测量熔盐液位,正常熔盐液位≥0.95m≥1.1m.
2.4.5 安全保护
通过 G-2101/2/3/4、E-2111/2/3/4 和 F-2101/2/3/4 的放空管路,向熔盐系统充入氮气,以便隔绝空气并对系统进行保护。
2.5 蒸汽发生系统
本系统的作用是:通过产生205℃、1.7MPa 的高压蒸汽来降低熔盐温度,移出反应热并冷却反应生成气。
该系统由下列设备组成该系统。 一期:
3
D-2101/2 蒸汽汽包 2台 (V=10.5m)
2
E-2101/2 熔盐冷却器 2台 (F=118m)
2
E-2201/2 气体冷却器 2台 (F=825m)
3
F-910 闪蒸罐 1台 (V=5.41m) H-2101 排污放空罐 1台 二期
3
D-2103/4 蒸汽汽包 2台 (V=12.7m)
2
E-2103/4 熔盐冷却器 2台 (F=118m)
2
E-2203/4 气体冷却器 2台 (F=199m)
2
E-2213/4 锅炉水加热器 2台 (F=257m)
3
F-9102 闪蒸罐 1台 (V=5.0m) H-2102 排污放空罐 1台
2.5.1 工艺说明
2.5.1.1 蒸汽系统
E-2201/2 是一个卧式、七组、翅片式换热器,管程的锅炉水在这里与壳程的高温反应生成气进行热交换。
从各 R-2101/2 出来的高温反应生成气,先与各 E-2201/2 第一/二组翅片式换热器管程中从 D-2101/2 来的锅炉水进行热交换。在这里,锅炉水被加热汽化产生蒸汽并从顶部返回 D-2101/2,构成温差式闭路循环系统,而高温反应生成气也被冷却。然后反应生成气继续与 E-2101/2 第三/四/五/六/七组翅片式换热器管程中从 F-930 通过 G-931/2/3 送来的锅炉水进行热交换。换热以后的锅炉水以汽水混合物的形式进入各自的 D-2101/2,反应生成气则被降低到规定的温度,以便进入部分冷凝回收系统。
二期装置采用立式列管冷却器E-2203/4、E-2213/4;从 R-2103/4 出来的高温反应生成气,先与 E-2203/4 换热器壳程中从 D-2103/4 来的锅炉水进行热交换。锅炉水被加热汽化产生蒸汽并从顶部返回 D-2103/4,而高温反应生成气也被冷却。然后反应生成气再进入E-2213/4,与换热器壳程中从 F-9302通过G-934/5/6 送来的锅炉水进行热交换。换热以后的锅炉水以汽水混合物的形式进入各自的 D-2103/4,反应生成气则被降低到规定的温度,以便进入部分冷凝回收系统。
D-210 中的高温锅炉水从D-210 底部利用高位差进入E-210 管程,与壳程循环着的熔盐进行热交换。锅炉水被加热汽化产生蒸汽从 E-210 顶部返回 D-210,蒸汽经汽水分离后进入高压管网。D-210与E-210连接管路山加装DN300的闸阀和DN50的旁路阀,DN300闸阀用于装置停车时迅速切断汽包水进入盐冷换热,确保
盐温不急剧下降为二次开车做准备,DN50的旁路阀用于装置初期开车时控制汽包水进入盐冷的换热的速度,防止设备应力上的损伤。正常开车时DN300闸阀是全开DN50旁路阀关的。
2.5.1.2 排污系统
为保证产生蒸汽的质量,控制蒸汽发生系统中溶解盐类的总量,进行有效排污是十分必要的。在各 D-210 下部和底部设有连续排污和间歇排污管路,在各 E-2101/2 、 E-2201/2、E-2203/4、E-2213/4 底部也都设有间歇排污管路。为防止事故和保证生产安全起见,所有排污管路均应集中,经 H-210 排污放空罐放空。
2.5.1.3 开工蒸汽系统
一期装置冷态开车时,均应用界外提供的中压蒸汽对下述设备进行预热: E-2101/2、E-2201/2、D-2101/2 及蒸汽管网。 一、二、三、期装置冷态开车可以互用HS蒸汽。
2.5.2 液位
各D-2101/2/3/4 的液位,在 DCS 上分别用 LRC-2301/2/3/4 并通过现场各自调节阀 LCV-2301/2/3/4 进行控制,并在 DCS 上进行显示、记录和报警。用玻璃板式液位计 LG-2321/2/3/4 做现场液位指示,并通过液位开关 LS-2311/2/3/4 在 DCS 上用 LA-2311/2/3/4 进行液位报警。正常时应控制 D-2101/2/3/4 液位为40-50%,高、低位报警分别设定为 65%/40%。LS-2311/2/3/4 高、低液位报警为 75%和35%。
2.5.3 温度
D-210 的温度是由压力决定的,因此不能单独进行控制。在 DCS 上用 TRA-2301/2/3/4 做 D-2101/2/3/4 的温度指示。用 TI-2311/2/3/4 做现场温度指示。1.7Mpa的操作压力下 D-210 的温度为205℃。
E-220 的气体进口温度,在 DCS 上用 TRA-2201/2/3/4 做指示、记录、报警和联锁停车。E-2201/2 的出口气体温度,在 DCS 上用 TRA-2221/2 做指示、记录和报警;E-2203/4、E-2213/4 的出口气体温度,在 DCS 上用 TRA-2213/4、TRA-2223/4 做指示、记录和报警。
E-2201/2/3/4 锅炉水进口温度,在 DCS 上用 TRA-2241/2/3/4 做指示、记录和报警。正常生产时 E-2201/2 气体进/出口温度分别为 350-378℃/150-165℃,E-2203/4气体进出口温度分别为 350-378℃/220-240℃,E-2213/4气体出口温度分别为130-150℃,E-2201/2/3/4 进口联锁停车温度为390℃,E-2203/4出口温度联锁值为300℃,锅炉水进口温度为110-140℃、低位报警值为105℃。
2.5.4 压力
各 D-2101/2/3/4 内部压力在 DCS 上,用 PRC-2301/2/3/4 并通过调节阀 PCV-2301/2/3/4 进行控制、记录和报警来保持 D-2101/2/3/4 压力的稳定,在现场用 PI-2311/2/3/4 做压力指示。正常使用时 D-2101/2/3/4 压力一般应控制为1.7MPa,高、低位报警值分别设定为1.8/1.6MPa。
各 D-2101/2/3/4 是装置蒸汽供应的源头,其输出蒸汽通过 HS-2101/2/3/4 管路分别送到高压蒸汽总管 HS-901中,然后根据不同用途的不同要求分别进行蒸汽压力等级的控制。现场用 PI-2311/2312 做压力指示。E-2201/2/3/4 冷却后反应生成气的压力用 PI-2201/2/3/4 做现场指示。
2.5.5 流量
由 G-931/-3 向二套蒸汽发生系统补充锅炉水,其流量在 DCS 上用 FRA-2201/2202 并通过调节阀 LCV-2301/2302 ,分别根据 D-2101/2102 液位进行控制、记录和报警。正常生产时,补充锅炉水的流量约为8000-12000kgs/H。
G-934/-6 向二套蒸汽发生系统补充锅炉水,其流量在 DCS 上用 FRA-2203/2204 并通过调节阀 LCV-2303/2304 ,分别根据 D-2103/4 液位进行控制、记录和报警。正常生产时,补充锅炉水的流量约为18000-20000kgs/H。
各 D-2101/2/3/4 输出蒸汽流量是由压力控制的。其流量在 DCS 上用分别用 FRA-2301/2/3/4做显示、记录和报警。正常使用时,D-2101/2 的输出蒸汽流量分别约为 13500kg/H;D-2103/4输出蒸汽流量分别约为 20000kg/H。
2.5.6 安全保护
为保护设备防止超压,在 D-2101/2/3/4 设备上分别装有安全阀 PSV-2101/2/3/4。其开启压力设定为2.3MPa。
为防止因 E-2201/2202 泄漏可能产生易燃顺酸亚铁的危险性,在出口分别装有防爆膜 PSE-2051/2,其爆破压力为0.175MPa。
2.6 回收系统
该系统分为两部分:一是部分冷凝,从各自反应生成气系统中直接回收约60%的液态粗马来酐。二是水吸收,用工艺水将各系统未被部分冷凝的马来酐,从反应生成气中以马来酸水溶液的形式回收下来。
该系统由下列设备组成: 一期
3
D-3101/2 马来酐分离器 (V=28m)
E-3101/2 后冷却器 (F=747m)
3
F-310 粗马来酐储罐 (V=117m)
3
G-310 马来酐输送泵 (Q=80m/H,H=0.32m)
3
F-320 马来酸水储罐 (V=191m)
3
G-320A/B 酸水输送泵 (Q=80m/H,H=32m)
T-320 吸收塔 (φ=4000mm,八块浮阀盘、二块泡罩盘) 二期
3
D-3103/4 马来酐分离器 (V=28m)
2
E-3103/4 后冷却器 (F=747m)
3
F-3102 粗马来酐储罐 (V=117m)
3
G-3102 马来酐输送泵 (Q=80m/H,H=32m)
3
F-3202 马来酸水储罐 (V=191m)
3
G-3202A/B 酸水输送泵 (Q=80m/H,H=32m)
T-3202 吸收塔 (φ=4000mm,八块浮阀盘、二块泡罩盘)
3
D-3002 尾气分离器 (V=28m)
2.6.1 工艺说明
离开各气体冷却器 E-2201/2 和E-2203/4、E-2213/4的反应生成气,从各自后冷却器 E-310 的上部/底部进入 E-310的管程,在这里反应生成气被 E-310 壳程循环着的54℃温水冷却到60~63℃。此时反应生成气中约60% 的马来酐被冷凝下来,经 D-310有效的气-液分离,液态的粗马来酐被分离下来,并借重力从 D-310 的低部流入粗马来酐罐 F-310 中储存。定期用粗马来酐输送泵 G-310 送到脱水精制系统。
含有约40%未被冷凝的马来酐反应生成气,从各 D-310顶部分别出来的二股气体,从底部进入吸收塔T-320,该塔有十块塔盘,反应生成气在这里被两段吸收方式将马来酐以马来酸水溶液的形式全部吸收下来。
首先在 T-320 的第一至第八块塔盘上用马来酸水溶液循环吸收,然后在第九至第十块塔盘上用新鲜的工艺水进行吸收。这样即可保证全部回收反应生成气中的马来酐,又可起到调节马来酸水溶液浓度的作用,使之保持酸水溶液在43~45%(重量)的浓度。吸收后的气体经丝网除沫器除去被夹带的雾滴,离开吸收塔经烟囱高空排放。
F-320 底部的 G-320A/B有两个作用:一是输送马来酸水溶液到 T-320 的第八块塔盘做为第一段吸收液,二是将浓度稳定的马来酸水溶液送到 T-410进行脱水。
第二段吸收洗涤用的新鲜工艺水,是从 F-440 用 G-440A/B 送入 T-320的 塔顶。F-440的工艺水是由脱水精制系统脱水操作回收的工艺水和少量补充的工艺水组成。由于脱水操作回收的工艺水中会夹带出极少量的二甲苯,在F-440 中累积,因此 F-440 应用氮气进行密封保护,这样即可减少二甲苯损失又可减少对环境大气的污染。
2
由于 E-310 的管程表面容易形成沉积物,这些沉积物会使 E-310 的换热能力下降、阻力增加其结果使液态马来酐的捕集量降低。为此需要定期清洗 E-310的管程。清洗期间为使前面反应等系统不停车,应用阀门将E-310 和 D-310 与系统断开, 同时也应将 E-310 与 D-310 的连接法兰用盲板断开,然后用 G-980A/B 送来的热水并开低压蒸汽加热,从 E-310 的底部进入E-310的管程,直致冲洗水从 E-310 的上部溢流,冲洗每根列管。冲洗水可用软管与 F-320 连接直接回收到 F-320 中储存,或通过管路放入废液槽 F-400 中待处理。冲洗水的去向,可根据催化剂使用的时间或根据 E-310 的管程污染程度确定。
二期装置在工艺流程中,E-2213/4出口的反应气从E-310底部进入,经冷却后从E-310顶部进入D-310的入口,延长清洗后冷的周期。
二期装置中T-3202出来的气体进入旋空分离器后,进行气液分离后气体经烟囱高空排放,液体回收进入F-3202中。
2.6.2 液位
D-3101/2/3/4 粗马来酐液封液位,在 DCS 上用 LRC-3011/2/3/4 并通过调节阀 LCV-3011/2/3/4 进行控制、显示、记录和报警。
F-310 中的粗马来酐液位,在 DCS 上用 LRA-310 进行显示、记录和报警。 F-320 中马来酸水溶液的液位,在 DCS 上用 LRA-320 进行显示、记录和报警。在现场用板式液位计 LG-321/2 进行指示。
2.6.3 温度
E-3101/2/3/4 反应生成气进/出口温度,在 DCS 上用 TRA-2221/2/3/4 和 TRA-3021/2/3/4 进行显示、记录和报警,TI-3011/2/3/4 用来在现场指示 E-3101/2/3/4 进口温度。其冷却用温水的进/出口温度,在现场用 TI-3031/2/3/4 和 TI-3041/2/3/4 进行指示。
F-310 中液态粗马来酐的温度,在 DCS 上用 TRA-310 进行显示、记录和报警,TI-311/2 用来在现场指示 F-310 的内部温度。同时根据其指示的温度,人工现场调节 G-310打回流管线上伴热阀门的开度。通常控制 F-310 内的温度为70~85℃。
F-320 中马来酸水溶液的温度,在 DCS 上用 TRA-320 进行显示、记录和报警,TI-321/2 用来在现场指示 F-320 内部温度。
T-320 塔顶气体出口温度,在 DCS 上用 TRA-330 进行显示、记录和报警,TI-331用来在现场指示 D-310进入 T-320 的温度。通常塔顶温度为40-48℃。第一段浓相吸收的马来酸水溶液温度用 TI-332在现场指示。
2.6.4 压力
E-3101/2/3/4 反应生成气进/出口管路上的压力,在 DCS 上用 PRA-3011/2/3/4 和 PRA-3021/2/3/4 进行显示、记录和报警。同时用来计算此两点之间的压力差,用于监测 E-310 管程堵塞的程度。当 E-310进/出口压力差增加到15-2 KPa应及时进行清洗 E-310。正常时,E-310 进出口的压力差约为3~8KPa。E-3101/2/3/4 入口压力用 PI-2201/2/3/4 做现场指示。
T-320 气体进口和第一块塔盘处,用现场压力表 PI-3301/2/3/4 和 PI-331/2 进行显示,并用于监测 T-320 第一块塔盘的堵塞情况。通常 PI-3301/2/3/4 和 PI-331/2 的压力应小于10KPa。
G-310 的出口压力,由 PI-310做现场指示。G-320A/B 的出口压力,由 PI-320 和 PI-321 做现场指示。
2.6.5 流量
T-320 第一段浓相吸收用马来酸水溶液的流量,在现场用 FIT-330进行指示,同时也在 DCS 上用 FRA-330 做瞬时流量显示、记录和报警。正常操作时,
3
FRA-330 应为60-90 m/H。
第二段稀相吸收所用工艺水的流量,在 DCS 上用 FRC-332 并通过调节阀 FCV-332 控制吸收用工艺水的流量,并进行显示、记录和报警。正常操作时,FRA-332 应为 1.0-4.0t/H。
当 F-320 中马来酸水溶液浓度过高时,可在现场用 FI-331 指示工艺水流量,向 T-320 补充工艺水,以便保持马来酸水溶液浓度稳定。
F-310 的放空管路安装有氮气现场流量计 FI-310,用来指示对 F-310 进行
3
氮气保护的流量。正常时氮气流量为1~3Nm/H。 2.6.6安全保护
在D-310出口到T-320管路上分别装有一套防爆膜,防止粗酐分离器温度异常或着火的危险性,其爆破压力为0.085Mpa。
2.7 温水系统
该部分是只用于 E-310 和 E-410 冷却的独立闭路循环高温冷却水系统。由于 E-310 和 E-410 的工况不同,为保证各自生产的稳定性,设置了二套温水系统,一套专供 E-310 和 结片系统 使用,另一套专供 E-410 使用。该系统必须使用脱盐水。
该系统由下述设备组成: 一期:
3
D-3151/2 温水膨胀罐 (V=1.87m)
2
E-3151/2 温水冷却器 (F=343m)
3
G-3151/2 温水循环泵 (Q=400m/H,H=20m)
3
G-3153/4 温水循环泵 (Q=400m/H,H=32m)
二期:
3
D-3153/4 温水膨胀罐 (V=1.87m)
2
E-3153/4 温水冷却器 (F=343m)
3
G-3155/6 温水循环泵 (Q=400m/H,H=20m)
3
G-3157/8 温水循环泵 (Q=346m/H,H=38m)
2.7.1 工艺说明
E-310 和 E-410 壳程出来的热温水,由 G-3151/2、G-3155/6 和 G-3153/4、G-3157/8 分别送入 E-3151、E-3153和E-3152、E-3154 的壳程,被E-3151/2/3/4管程流动着的冷却水冷却。经调节阀TCV-3401/2控制循环水流量,使冷却后的温水达到工艺要求的温度53~54℃,然后再分别送入 E-310 和 E-410 壳程的进口,进行闭路循环使用。温水膨胀罐 D-3151/2 /3/4安装在装置的最高点,用于温水体积的膨胀和使 G-3151/2、 G-3153/4、 G-3155/6和G-3157/8的吸入压力稳定。另外,在突然停电时保证 E-3151/2 /3/4和E-410 的壳程充满冷却温水,起到防止事故、保证安全的作用。
2.7.2 温度
E-3101/2/3/4 和 E-410 使用的温水温度,在 DCS 上用 TRC-3401/2/3/4 并通过调节阀 TCV-3401/2/3/4 进行调节、控制冷却水进入 E-3151/2/3/4 的流量,达到稳定温水温度的目的,同时进行显示、记录和报警。正常时温水温度为53~75℃。
E-3151/2/3/4 被冷却的热温水进/出口温度,用 TI-3411/2/3/4 和 TI-3421/2/3/4 在现场指示。同时 E-3151/2/3/4 冷却水的进/出口温度,用 TI-3431/2/3/4 和 TI-3441/2/3/4 在现场指示。
系统冷态开车前,应置换补充锅炉水给系统加热,保证系统温度达到工艺要求的53~54℃。
2.7.3 液位
D-3151/2/3/4 的液位,在现场用玻璃液位计 LG-3411/2/3/4 指示。在 DCS 上用 LRA-3401/2/3/4 显示、记录和报警。正常使用时 LRA-3401/2/3/4 一般控制为30以上%,高、低位报警分别设定位为 95%和30%。由于高温水的蒸发损失较大,一旦发生低位报警时,必须立即补充锅炉水。
2.7.4 压力
G-3151/2 和 G-3153/4 、G-3155/6和G-3157/8的出口压力,在现场用 PI-3401/2 和 PI-3403/4 、PI-3405/6 和 PI-3407/8进行指示
2.7.5 流量
温水流量在 DCS 上用 FRC-3401/2/3/4进行显示、记录和报警,通过调整泵
3
的频率、泵出口阀门的开度来调整流量,正常时温水流量应控制为280m/H。
2.8 脱水精制系统
脱水和精制系统以间歇批量方式进行操作。首先,将吸收塔 T-320 中吸收下来的 40-44% 马来酸水溶液脱水使之成马来酐,然后加入部分冷凝系统回收的粗马来酐一起进行精制得到成品马来酐。 该系统由下列设备组成:
T-4101/2 脱水精制塔 (φ2400mm,20块浮阀塔盘)
3
D-4111/2 脱水精制塔釜 (V=207m)
3
D-4101/2 苯水分离器 (V=10.5m)
2
E-411A/B 塔釜再沸器 (F=343m)
2
E-4112A/B 塔釜再沸器 (F=390m)
2
E-4101/2 塔顶冷凝器 (F=348m)
2
E-4121/2 尾气冷凝器 (F=150m)
2
E-4131/2 放空冷凝器 (V=67m)
3
F-4001 废水槽 (V=67m)
3
F-4002 废水槽 (V=94.5m)
3
F-410 废水储罐 (V=84.8m)
3
F-4201/2 二甲苯储槽 (V=117m)
3
F-4301/-4 马来酐成品罐 (V=153m)
3
F-4401/2 工艺水储罐 (V=117m)
3
F-450 前馏分储罐 (V=60m)
3
F-8011 回收水罐 (V=84.8m)
3
F-8012 回收水罐 (V=31.79m)
3
F-8013 废水周转罐 (V=84.8m) G-411 蒸汽喷射泵 (二级喷射)
3
G-410A/B 废水泵 (Q=40m/H,H=30m)
3
G-420 二甲苯输送泵 (Q=50m/H,H=28m)
3
G-4301/-4 成品输送泵 (Q=50m/H,H=32m)
3
G-4401/-4 工艺水输送泵 (Q=25m/H,H=32m)
3
G-412A/B 管道泵 (Q=25m/H,H=20m)
3
G-4122A/B/C 管道泵 (Q=30m/H,H=22m)
脱水和精制批量操作的过程条件和数据,在控制室内的 DCS 上显示和操作,阀门的开关由人工现场操作。
工艺说明:
2.8.1 脱水
脱水的操作过程,基本是在大气压力下进行的。用二甲苯做脱水剂,通过共沸蒸馏完成38%-43% 马来酸水溶液的脱水。水和二甲苯混合物从塔顶蒸出,经冷凝后的苯水混合物在苯水分层器 D-410 中进行二相分离。
每批操作开始时,从 F-4201/2 用 G-420 将约 38-43T/批的二甲苯打入蒸馏釜 D-4111/2 中,并开始逐渐打开 FCV-4021/2 慢慢地向再沸器 E-4111/2A/B 通入蒸汽,加热蒸汽的流量在 DCS 上用 FRC-4021/2 进行控制、显示和记录。
在大气压力下,脱水精制塔 T-4101/2 和物料被加热,二甲苯开始蒸发。苯水分层器 D-4101/2 已加入约 10-30% 的工艺水, 该液位用 LG-4031/2 作现场指示,在DCS 用 LRA-4021/2 显示和记录。 二甲苯在脱水精制塔 T-4101/2 中各块塔盘上开始循环,系统建立起全回流操作。回流流量 FIT-4031/2 在现场指示,并在 DCS上用 FRA-4031/2 显示和记录回流流量。
回流管路上的液位高度用 LIT-4011/2 在现场指示,并在 DCS 用 LRA-4011/2进行显示和记录。
马来酸水溶液(38~45%)从酸水储罐 F-3201/2 被酸水泵 G-3201/2A/B 送到 T-4101/2 的第16块进料塔盘上。马来酸水溶液的流量,在 DCS 上用 FQCR-4011/2 并通过 FCV-4011/2 进行送酸流量控制、记录和送酸流量累计,用 FIT-4011/2 做现场指示。
在105~150℃温度范围内马来酸水溶液脱水生成马来酐,脱水反应发生在进料盘以下的几块塔盘上,这部分塔被称为脱水段。当马来酸水溶液下降经过脱水段时,从塔下部升上来热的二甲苯蒸汽,将马来酸水溶液中的游离水和分子水带走。在这部分塔盘上存在着两种液相的分离,含水相包括马来酸和还没被排出的水,二甲苯相含有生成的马来酐。马来酐与二甲苯完全互溶,而未被脱水的马来酸不能被二甲苯溶解。
当脱水进行时,在脱水段底部含水相逐渐消失,塔盘上的液体中约含有 10%马来酐和 90%的二甲苯。在塔的底部二甲苯和马来酐被分离,马来酐下降积累到塔釜内。塔的顶部主要用于预热冷的二甲苯回流液,使之达到脱水温度。同时冷的回流液也限制了马来酸溶液被带出塔外。因为 43%以上浓度的马来酸水溶液在 110℃时的饱和蒸汽压很低(0.1mmHg)所以几乎没有马来酸溶液被从进料塔盘夹带出塔外。进料塔盘以上的液体主要由二甲苯相组成,其中含有极小量的马来酸和水,气相主要由二甲苯饱和蒸汽和过热的水蒸汽组成。
从塔 T-4101/2 顶部出来的气相在冷凝器 E-4101/2 中被冷凝和冷却,冷凝液借重力进入苯水分离器 D-4101/2,由于它们比重不同而进行液—液分离。LG-4031/2 在现场指示二甲苯和水的界面,该界面也被 LT-4021/2 测量,并在 DCS 上用 LRA-4021/2 进行显示。水相从 D-4101/2 底部借重力返回工艺水罐 F-4401/2 中,二甲苯借重力流回塔顶作为回流液。
当脱水操作结束后,塔顶温度升高到133-138℃以上时,从 F-3101/2 用 G-3101/2 将粗马来酐加入到塔釜 D-4111/2中保证釜内温度不低于135℃;二期还要进行从F-450打酐操作;通常塔釜装料不超过全容积的85%,以便在釜内液面上保留足够大的蒸发空间。当加粗马来酐操作结束后,应继续加热除掉残留在系统中的水分。
当观察 D-4101/2 排水视镜没有水流入 F-4401/2 时,应将 D-4101/2 从系统中断开,使冷凝液直接从 E-4101/2 回流到 T-4101/2 塔顶。在全回流下操作状况下,将 D-4101/2 中的水相排入 F-4401/2、二甲苯相排入 F-4201/2 中。
2.8.2 精制
2.8.2.1 脱二甲苯馏份
首先将 E-4111/2A/B 加热蒸汽流量调节到最小限度或停止加热,然后系统建立真空,逐步减小系统压力,使之达到210-260mmHg约等于28-35KPa(Abs),做全回流操作,同时使塔内的各层塔盘温度稳定。
精制系统的真空,是由二级蒸汽真空喷射泵 G-4111/2 用中压蒸汽(1.0MPa)来产生的。系统压力是由 DCS 上的 PRC-4061/2 通过调节阀 PCV-4061/2 控制补充氮气量来实现稳定控制的。当系统压力需要降低到 150mmHg约等于20KPa(Abs) 以下时才使用第二级喷射泵。为控制抽真空降压速度,在 DCS 上用 HIC-4021/2调节 HCV-4021/2 阀门来实现。
压力稳定后,开始脱出二甲苯馏份。脱出的二甲苯馏份借重力流回二甲苯储罐 F-4201/2。脱二甲苯馏份的回流比约为1:1(回流流量:输出流量),用FIT-4031/2 和 FIT-4041/2 现场指示回流流量和输出流量,在 DCS 上用 FRA-4031/2 显示回流流量,用 FQRC-4041/2 通过调节阀 FCV-4041/2 调节输出流量实现对回流比的控制,同时累计输出流量;随着二甲苯量的输出,计算釜内容积在<85%前提下,进行三次加酐,加酐时通过FCV-4041/2控制输出量让塔盘温度稳定不上升,同时确保釜温不底于135度。
当第12块塔盘温度 TRA-407 上升到 135℃时,将回流比调整约5:1。当塔顶温度 TRA-408升高到104-106℃时,结束脱二甲苯馏份操作。
2.8.2.2 预脱前馏份
此时系统中已有马来酐组分流出,输出馏份改到粗酐罐(F-310/450)接收。系统继续以回流比约 5:1 采出,当塔顶温度 TRA-408 升高到108-110℃时,断开尾气冷凝器(E-4121/2)。继续采出,直到塔顶温度升高到 160-165℃ 左右时结束预脱前馏份操作。
2.8.2.3 脱前馏份
将加热蒸汽流量降低到最小或停止加热,在 DCS 上将 PRC-4061/2 设定到20KPA 用 HIC-4021/2 慢慢打开 HCV-402 开始第二次减压,使系统压力降低到150mmHg约等于20KPa(Abs)。当压力稳定后,以回流比约5:1继续采出馏份到 F-310,二期采出馏份到F-450,根据投料量、采出量、塔顶温度来进行取样分析,当样品的凝固点达到52℃或更高,色号等于或低于22#结束脱前馏份操作。
2.8.2.4 脱主馏份
合格的产品馏份被切换到马来酐产品储罐 F-430A/B 中接收,为加快脱主馏份速度,回流比应降低到约 0.7:1。
当产品质量不符合规定的指标或塔釜温度 TRA-401A 和 TRA-401B 升高到175℃或者再沸器 E-411A/B 蒸汽流量 FRC-402 突然下降,以上三个条件只要有一个发生,都应立即结束脱主馏份操作。立即停止 E-411A/B 的加热蒸汽,停止向马来酐成品储罐 F-430A/B 送料,通入氮气破坏系统真空。
2.8.2.5 脱后馏份
每个周期的第二批即长批,脱主馏份结束后应进行脱后馏份操作。此时应将系统压力降到20mmHg约7~10KPa(Abs)或更低,塔内不回流使系统内残留的马来酐尽量脱出,蒸出的物料直接送到 F-310或F-450 中接收。
当釜内温度升高到175℃、塔内压力上升或没有物料脱出到 F-310或F-450,此时应结束脱后馏份操作。充入氮气,破坏真空使系统达到环境大气压力。回流管路中的物料吹扫排放到 F-310或F-450。
2.8.2.6 清洗
长批结束后,要将F-980的水通入再沸器列管中,进行釜内降温,使TRA-401A/B降至130℃以下;向塔内加水时首先从T-410顶部进行加水,将塔盘温度降至100℃以下后再从釜上进行大量加水。
每个周期第二批脱后馏份操作结束后,应进行清洗操作。打开塔釜 D-411上洗釜水管路阀门,加入F-8011/2的洗釜水,(钾和钠离子含量低于5ppm)使之浸没 E-411A/B 列管。向 E-411A/B 通入加热蒸汽,煮沸并全回流3-4h后停止加热,将清洗水放到废水池 F-400暂存,鼓泡冷却待洗釜水送液蒸发釜 D-8001/2 中处理。
放净第一次洗釜水后进行第二次洗釜操作,将 F-8011/2 中的回收水通过泵G-8011/2 加到 D-411 中使之浸没 E-411A/B 列管。从塔顶向塔内加工艺水降温,拆开手孔清理最下面三块塔盘和降液槽内积碳,清理干净后再向 E-411A/B 通入加热蒸汽,煮沸并全回流1-2小时后,停止加热。
系统排水后,减压后冲氮气并对液封管线吹扫,排出残余水份使系统干燥。
2.8.3 储罐
2.8.3.1 压力
G-420 出口压力,用 PI-420 做现场指示。
G-4301/2 出口压力,用 PI-430/431做现场指示。 G-440A/B 出口压力,用 PI-440/441做现场指示。
2.8.3.2 温度
F-420 罐内部温度在 DCS 上用 TRA-420 进行温度显示、记录和报警,用 TI-421 做现场指示。如果需要,可向罐内直接通入LS蒸汽。
F-4301/2 罐外有板式或盘管加热器 H-4031/2,现场手动控制加热蒸汽阀门。F-4301/2 内部温度在 DCS 上用 TRC-4301/2 显示、记录和报警,用 TI-4311/2 做现场指示。通常 F-4301/2 应保持60-65℃。
F-440 罐内部温度在 DCS 上用 TRA-440 进行温度显示、记录和报警,用 TI-441 做现场指示。如果需要,可向罐内直接通入LS蒸汽。
F-450 温度,在 DCS 上用 TRC-450 进行显示、记录和报警,正常温度控制在70-85℃
2.8.3.3 液位
F-420 液位,在 DCS 上用 LRA-420 进行显示、记录和报警。用板式和贴壁液位计 LG-421 做现场指示。 F-4301/2 液位,在 DCS 上分别用精密雷达液位计 LRA-4301/2 进行成品马来酐液位的显示、记录和报警。
F-440 液位,在 DCS 上用 LRC-440 进行显示、记录和报警。用板式液位计 LG-441 做现场指示。如果需要,可通过 MW-440 管路向 F-440 补水。
F-450 液位,在 DCS 上用 LRC-450 进行显示、记录和报警。
2.8.3.4 流量
3
在 F-420 顶部放空管路上,用现场流量计 FI-420 以 1-3Nm/hr 的流量连续地送入氮气。
3
在 F-4301/2 顶部放空管路上,用现场流量计 FI-4301/2 以 1-3Nm/hr 的流量连续地送入氮气。
3
在 F-440 顶部放空管路上,用现场流量计 FI-440 以 1-3Nm/hr 的流量连续地送入氮气。
3
在 F-450 顶部放空管路上,用现场流量计 FI-450 以 1-3Nm/hr 的流量连续地送入氮气。
2.8.4 脱水精制系统设计的操作步骤
步骤 内容 短批(时) 长批(时) 1 装二甲苯 0.5 0.5
2 加热 4.0 2.5 4 脱水 24.0 24.0 5 加第二次粗酐及加热 2.0 2.0 6 完全脱水 1.0 1.0 7 第一次减压(到47KPA) 1.0 1.0 8 脱二甲苯馏份 2.5 2.5 9 预脱前馏份额 0.5 0.5 10 第二次减压(到20KPA) 0.5 0.5 11 脱前馏份 3.0 3.0 12 脱主馏份 8.0 8.0 13 脱后馏份 — 1.0 14 破坏真空 1.0 1.0 15 加水 — 1.0 16 加热及煮沸 — 5.0 17 排水及干燥 — 1.0 18 备用时间 12.0 4.0 19 总计时间(平均48小时/批) 60.0 52.0
2.9 结片包装系统
该部分的设计是使液态马来酐结片成固态马来酐产品,并完成装袋、称重、包装工作。
该系统由下列设备组成:
M-5011/21/31/41 球状造粒机 (>1500kg/H) M-504/5 鼓式结片机 (>1500kg/H)
T-5041/2/3 水洗塔 (φ1200mm,2000mm阶剃环或鲍尔环)
3
G-5041/2/3A/B 水洗泵 (Q=25m/hr,H=0.32m)
3
C-501/2/3 引风机 (Q=5000Nm/hr, H=500mmAq)
2.9.1 工艺说明
液态马来酐经 G-430 送入结片机 M-501的受液盘,已通入冷水并旋转着的结片机滚筒,沾上一层液态马来酐使之冷却成 0.6~1.0mm的固态薄片马来酐,被刮刀刮入料斗经装袋、称重包装成为 25kg/袋的产品,并被送入仓库。
M-501 的冷水,是由制冷机组 U-960、媒水罐 F-960 和冷媒水泵 G-960A/B/C 组成的冷水系统提供的不超过12℃的冷水。该冷水经泵和管路送入 M-501 滚筒的一边壳侧,换热后的冷水返回制冷机组循环使用。
为保护环境,M-501是在微负压下操作的。引风机 C-501 与 M-501 通过管路相连,在包装料斗处也装有吸入口,使含有马来酐挥发性气味的气体被 C-501吸出,并送入 T-504 水洗塔中。气体在 T-504装有阶剃环或鲍尔环的填料层中被用 G-504循环喷淋着的工艺水洗涤,经除沫器后干净的气体排入大气。
为防止 T-504塔顶除沫器堵塞,专门在塔顶设有脱盐水喷头,定期用工艺水进行喷淋清洗。
为保证马来酐产品质量稳定,结片机厂房应有空调装置,应控制结片机室内露点温度。
2.9.2 液位
M-501受料盘的液位,是由通过观察管路和受液盘处视镜,人工调节进料阀门实现控制的。受液盘液位浸没结片机滚筒的位置,应根据结片机制造商的要求去做。
T-504液位,现场用玻璃液位计 LG-511指示,通常控制30%液位以上。
2.9.3 温度
M-501冷态开车时,应向受液盘底部加热盘管通入低压蒸汽进行预热,使之温度达到60℃。当正常操作时,可停止加热蒸汽。M-501壳侧冷水进口温度,用TI-504 做现场指示。
2.9.4 流量
M-501 的液态马来酐进料量,通过视镜由现场按受液盘液位,人工调节供料阀进行控制。
M-501 滚筒壳侧冷水流量,用 FI-501 进行现场指示。其冷水进口流量应根据结片机制造商的要求去做。
T-504补充工艺水的流量,用 FI-510 做现场指示。
2.9.5 压力
G-504A/B 的出口压力,用 PI-512A 和 PI-512B 现场指示。 M-501 冷水进口压力在 DCS 用 PRA-503 显示、记录和报警。
C-501 的出口压力和进口的压力差,用 PI-510 和 PI-511 做现场指示。
2.9.6成品片状、球状内控标准
1.片状:
项目 优等品 合格品 规格(片状厚度) 0.6-1.0mm 1.0-1.2mm 纯度(顺酐)% ≥99.5 ≥99 熔融色度(APHA) ≤25 ≤50 结晶点 ℃ ≥52.5 ≤52 灰分 % ≤0.005 ≤0.005 铁含量(以Fe计)ppm ≤5 —
2.球状
项目 优等品 一等品 规格(球状) d=8mm l=21mm d=8-9mm l=21.5mm 纯度(顺酐)% ≥99.5 ≥99.0 熔融色度(APHA) ≤25 ≤50 结晶点 ℃ ≥52.4 ≤52 灰分 % ≤0.005 ≤0.005 铁含量(以Fe计)ppm
≤5 — 2.10 公用工程
2.10.1 蒸汽及凝液系统
2.10.1.1 工艺说明
本装置通过蒸汽发生系统回收反应热产生的大量蒸汽,体现出节能型产品的特点。本装置根据使用蒸汽要求和用途的不同,设计了三个压力等级的蒸汽系统,分别为1.7MPa、1.1MPa和0.4MPa。
1.7MPa 等级蒸汽(HS)主要用于蒸汽发生系统的设备,如 D-2101/2/3/4、E-2101/2/3/4和 E-2201/2/3/4。该部分回收反应热产生的大量蒸汽,经 PRCA-2301/2 的控制,分别送入高压蒸汽管网 HS-901。
一、二、三、四期的高压蒸汽管网进行了联网,同时一、二期输出管线和四期汽轮机背压输出也进行了并网;并设置了PCV-905输出管网放空阀,保证了高压管网和输出管网的压力稳定。一期精制在高压不够的情况下可以切换输出管网过来的背压蒸汽。
一期高压蒸汽管网 HS-901 的蒸汽用途如下:
①通过 PRCA-900 的调节产生 1.1-1.6Mpa 等级蒸汽,送入 HS-400 管网供给脱水精制系统的 E-411A/B 使用,其蒸汽凝液直接送入闪蒸罐 F-910 中,闪蒸LS蒸汽。
②通过 PRCA-901 的调节产生 1.1MPa等级蒸汽(MS),送入 MS-901 中压蒸汽管网,主要供给界内设备如:E-1001/2的第二/三组、E-1101/2、F-2101/2、G-411及 G-2101/2、T-410 的伴热,该部分的蒸汽凝液直接送入 E-1001/1 的第一组加热器,经换热后再送入除氧器 F-930 /F-910回收使用,以便充分利用能源。
该系统还和界外MS系统相连,装置冷态开车时,需要从界外管网提供中压蒸汽供装置开车时使用。
③正常生产时,在脱水及精制系统操作的不同工况及间歇时间,大量多余的蒸汽,经 PRCA-902、PCV-905 的调节向界外中压蒸汽管网供汽和放空。
④通过 MS-901 中压蒸汽管网设置的 PRCA-904 的调节,产生 0.4MPa等级低压蒸汽(LS)送入 LS-905 低压蒸汽管网。0.4MPa等级低压蒸汽(LS)主要供给如下设备使用:F-110、D-3101/2、F-310、G-310、F-420、F-4301/2、F-440、G-4301/、M-501、D-605A-D、F-930等设备的加热和伴热。也用于装置工艺管路、仪表管路的伴热。
二期高压蒸汽管网蒸汽用途如下:
①通过 PRCA-9002A 的调节产生 1.1-1.6Mpa 等级蒸汽,送入 HS-4002 管网供给脱水精制系统的 E-411A/B 使用,其蒸汽凝液直接送入闪蒸罐 F-910 中,闪蒸LS蒸汽;通过PRCA-9002B的调节产生1.50-1.55 Mpa等级蒸汽,供给E-1003/4的第二/三组,第一组通过前两组的凝液加热;通过PCV-9032调节产生1.50-1.65 Mpa等级蒸汽经过过蒸汽过热器过热后供给汽轮机使用。
②通过 PRCA-9012 的调节产生 1.1MPa等级蒸汽(MS),送入 MS-9012 中压蒸汽管网,主要供给界内设备如:E-1103/4、F-2103/4、G-4112及 G-2101/2、TCV-2063/4、T-410 的伴热、加湿蒸汽系统使用。该部分的蒸汽凝液直接送入F-9102,以便充分利用能源。
③正常生产时,在脱水及精制系统操作的不同工况及间歇时间,大量多余的蒸汽,经 PRCA-9022、PCV-905 的调节向界外中压蒸汽管网供汽和放空。
④通过 MS-9012 中压蒸汽管网设置的 PRCA-9042 的调节,产生 0.4MPa等级低压蒸汽(LS)送入 LS-9052 低压蒸汽管网。0.4MPa等级低压蒸汽(LS)主要供给结片系统等设备的加热和伴热。也用于装置工艺管路、仪表管路的伴热。
过热蒸汽用途如下:
2#过热蒸汽可以给二期、三期汽轮机开车。二期装置开车正常后切换到自身的过热器拖动汽轮机。一、二、三期过热器都可以互相拖动二、三期汽轮机。
2.10.1.2 压力
1.7MPa 等级蒸汽(HS)系统:
在 DCS 上用 PRC-900 并通过 PCV-900 控制 HS 管网压力,同时进行显示、记录和报警,用 PI-909 做现场指示。
1.1MPa 等级蒸汽(MS)系统:
在 DCS 上用 PRC-901 并通过 PCV-901 控制 MS 管网压力,同时进行显示、记录和报警,用 PI-9021/2 做现场指示。
蒸汽输出系统:
当脱水精制操作不同工况及间歇时间,大量多余的蒸汽不能及时输送到界外时,为此系统在 DCS 上通过 PCV-902/22、PCV-905 自动控制以便保证各蒸汽系统的压力稳定。
系统向界外输送蒸汽时,在 DCS 上用 FRA-900 显示、记录和累积蒸汽输出的流量。
0.4MPa等级蒸汽(LS)系统:
在 DCS 上用 PRC-904 并通过 PCV-904 控制 LS 管网压力,同时进行显示、记录和报警,用 PI-904 做现场指示。为保证安全,在 LS-905 管路上还设置了泄压安全阀 PSV-904 其泄压设定值为 0.5MPa。
中压蒸汽凝液管网压力,用 PI-9031/2 做现场指示。低压蒸汽凝液管网压力,用 PI-905 做现场指示。
2.10.2 锅炉给水系统
除氧器 F-9301 中水的来源有三个:
一个是 E-411A/B 产生的中压蒸汽凝液经闪蒸罐 F-910 闪蒸低压蒸汽后的低压凝液;
一个是其它中压蒸汽用户产生的凝液,再经 E-1001/2 的第一组加热器进一步换热后的凝液;
另一个是来自水处理系统补充的脱盐水。
除氧器 F-9302 中水的来源于汽轮机表冷器、F-9102、水处理系统补充的脱盐水。
低压蒸汽凝液和加热用的低压蒸汽从 F-930 除氧段下部进入,补充的脱盐水和经 E-1001/2 的第一组加热器进一步换热后的凝液从 F-930 除氧段的上部进入。除氧段内装有高效填料层,在105℃时使脱盐水中的溶解氧被脱除。经除氧后的脱盐水做为锅炉给水,由锅炉水给水泵 G-931和 G-932 加压后分别由各 E-2201/2 的第七组管程进入,冷却反应生成气的同时将锅炉水加热,经串联换热后自第三组管程进入 D-2101/2。G-933做备用泵使用。
F-930 的温度是由压力决定的,因此不能单独控制。在 DCS 上用 TRA-930做 F-930 的温度指示。用 TI-931 做现场温度指示。正常操作压力下 F-930的温度为105-115℃。
G-931/2/3 的出口压力用 PI-931/932和933 做现场指示。正常时应为2.4-3.0MPa。
F-930 内部压力在 DCS 上用 PRC-930 并通过调节阀 PCV-930A/B进行控制、记录和报警。现场用 PI-930 指示。正常时,F-930 压力应控制为30-50KPa。
向 F-930 补充的工艺水,在 DCS 上用 LRC-930 并通过调节阀 LCV-930进行控制、记录和报警。
锅炉水同时还向温水系统、汽轮机表冷器进行补水。
2.10.3 工艺水系统
工艺水由界外提供到界内管网。在接合部装有流量计 FIT-920 做现场指示,在 DCS 上用 FRQ-925 进行瞬时流量显示和记录,并累积流量。 管网压力,在 DCS 上用 PRA-920 进行显示、记录和报警,用 PI-920 做现场指示。
装置区使用 MW 的设备有:D-411、F-440、T-504、D-605A-D、M-606A/B、汽轮机表冷器和 F-930。
2.10.4 循环水系统
该系统为闭路循环系统,由循环水池 F-990 冷却水塔 T-991/2/3/4及循环水泵 G-991/2/3/4/5 组成,实行压力回水。循环水(CW)分为二套 CW 管网,第一套用于二台温水冷却器 E-3151/2 、G-931/2/3、G-2101/2、风机的冷却、废水处理及通过 G-412A/B 供 E-412/413 使用,第二套用于富马酸及制冷机组
使用。在二期循环水系统中,冷却水塔为T-995/6/7,循环水(CW)分为二套 CW 管网,第一套用于二台温水冷却器 E-3153/4 、 G-412A/B 供 E-412/413 、G-934/5/6、G-2103/4的冷却使用,第二套用于汽轮机使用;一套、二套可以联网使用。
CW 管网进口压力,在 DCS 上分别用 PRA-991/2/3 进行压力显示、记录和报警。CW管网出口温度,在 DCS 上分别用 TRA-991/2/3 做温度显示、记录和报警。二套CW管网出/回水温度,分别用 TI-991/2 和 TI-993/4 做现场指示。正常生产时,CW 出口压力最小为0.25 MPa、出口温度最高为 35 ℃。
G-991/2 分别供第一套循环水使用,G-993做备用泵。G-994/5共第二套循环水使用,一开一备。四台冷却水塔 T-991/2/3/4,可根据温度及气候情况调节使用。
2.10.4 氮气系统
氮气由界外的变压吸附制氮机组提供。
氮气储罐 D-950 的压力在 DCS 上用 PRA-950 做显示、记录和报警,现场用 PI-950 做压力指示。 D-950 装有安全阀 PSV-950,开启压力为0.5MPa。 装置使用的氮气管网压力,在 DCS 上用 PRC-951/2 并通过 PCV-951/2 进行控制、显示、记录和报警,用 PI-951/2 做现场压力指示。通常控制氮气管网压力为0.2MPa。
装置区使用氮气的设备有: F-110、D-1101/2、E-211、F-210、XV-2113/4、 G-210、XV-2501/2/3/4、F-310、F-420、F-430、F-440、F-450、D-411、T-410、PCV-406和M-501。
2.10.5仪表空气系统
装置使用的仪表空气由界外的空压站,通过D-940空气储罐提供。D-940用 PI-941 做现场压力指示。D-950 装有安全阀 PSV-940,开启压力为0.8MPa。
装置使用的仪表空气管网压力,在 DCS 上用 PRA-940 进行显示、记录和报警,用 PI-942 做现场压力指示。通常仪表空气管网进口压力为0.4MPa。
一期、二、三、四期空气管网联网,仪表空气管网供给调节阀、水处理、结片系统。
3.0 联锁保护系统
3.1 电加热器 E-2111/2/3/4
E-2111/2/3/4 的内部温度 TRA-2111/2/3/4具有超高位报警及联锁停车功能。E-2111/2/3/4 内部温度 TRA-2111/2/3/4 超过450℃时,除在 DCS 上发出超高位报警外,还将自动断电停止加热。
3.2 供苯及反应系统
一期装置的氧化部分(包括空气、送苯、反应及熔盐、蒸汽发生、部分冷凝和温水系统) 均为二套,所以联锁保护系统分为联锁-1和联锁-2,当发生下列任何一种情况时,都将使二套的供苯系统停车。
序位号 注解 SV PL PH 联锁 号 1 LS-1111/2 液位开关 (%) - - - 85 2 PS-1111/2 压力开关(MPa) - - - 0.4 33 FRC-2011A/2苯蒸汽流量(Nm/H) - 158 A 34 FRA-2021A/2空气流量(Nm/H) - - - 15000 A 5 TRA-2031/2 R-2101/2进口温- - - 220 度℃ 6 TRA-2041/2 上管板温度℃ - - 300 7 TRA-2011 热点温度 ℃ - - 470 8 TRA-2012 热点温度 ℃ - - 470 9 TRA-2201/2 R-2101/2出口温 - - 390 度℃ 10 CRA-2011/2 G-2101/2 电流 A - - - 50 11 TRA-2051/2 R-2101/2熔盐出口 - - 390 温度℃
供苯系统联锁停车作用如下: A.G-1101/2 自动停止运行。 B.LCV-1101/2 自动关闭。 C.PCV-1101/2 自动关闭。 D.FCV-2011/2自动关闭。 E.XV-2501/2 自动关闭。
F.30秒钟后,C-1101/2 自动停止运行。
3.2.1 联锁说明:
3.2.1.1苯泵联锁
启动苯泵的条件有四条:(1)C-1101/2处于ON的状态
(2)R-2101/2处于ON的状态 (3)G-2101/2处于ON的状态 (4)所有工艺条件达到满足
在预热苯管线时,将苯泵不投联锁,此时只有在现场开启苯泵。当预热完苯管线时,将苯泵投入联锁,此时现场苯泵将停止,因为工艺条件达不到满足(上管板温度过高)。
当备用泵投入选择后,先在电工房切换按钮,然后在DCS上将备用泵投入选择。
停苯泵可以在现场停,也可以在中控室停,只要将不满足的条件旁路解除就可以了,还有一种方法就是启动钥匙按钮.
注意:苯泵停,熔盐轴流泵不会停;但是熔盐轴流泵停,苯泵会停。
3.2.1.2风机联锁
风机联锁的条件只有三条: TRA-2041/2(反应器管板温度)
TRA-2031/2(反应器入口温度) TRA-2201/2(反应器出口温度)
在DCS上将风机联锁开关选择不投入,将风机允许启动开关处于ON的位置,在现场启动风机。当TRA-2041/2达到工艺条件的时候,才将风机投入联锁。 只有当这三个条件达不到满足时,且风机投入联锁后,风机才会自动停止。也就是说在DCS的联锁图中以上三个条件达不到时才会在30S之后停风机,其它条件达不到满足,30S之后风机也不会停的。
注:以上三个条件的“旁路投用”与“旁路解除”对于风机来说是没有意义的,但对于氧化系统来说是有用的。当条件达不到时阀还是不可以开的。所以开风机的前提必须是风机不投联锁或工艺条件达到满足。
3.2.1.3氧化系统联锁
当总的联锁开关投入后,只要有一项工艺条件达不到满足,XV-2501/2首先关闭,LCV-1101/2,PCV-1101/2,FCV-2011/2也相应关闭,并且由自动变为手动,相对应的苯泵也停止,但风机不一定会停止。
一旦出现了停车,将不符合工艺条件的点旁路后,阀就可以开关了;注:必须在在联锁画面阀门手动点为开的状态(电池阀),才能恢复投苯。
所谓阀的软跨接,就是在总的联锁开关不投入的情况下,将阀的DO状态选择可开。
3.2.1.4在辅助操作台上设有两个钥匙按钮、风机紧急停车按钮、熔盐轴流泵停车按钮和十组电加热器的启停按钮。
钥匙按钮PB201A和PB201B:此钥匙按钮有三档,第三档为正常状态时,如果在第二档时,苯泵、风机和反应器都将启动不起来。第一档不起作用。 风机紧急停车按钮:无论风机的定子温度还是轴承温度过高了,都必须立即停风机。在操作台上只要按下此按钮,风机立马停止。停止之后将按钮复原,否则下次启动不了风机。
熔盐轴流泵停车按钮:跟风机停车按钮类似。
3.2.1.5熔盐轴流泵和电加热器的联锁
熔盐轴流泵和电加热器的联锁是单独的,与氧化系统的联锁没有任何的关系。 熔盐轴流泵停,电加热器停;但电加热停,熔盐轴流泵不会停。
还有当电加器内部温度高达450℃时,电加器会自动停止的,但熔盐轴流泵不会停止。
PB201A和PB201B这两个钥匙按钮有效的前提也必须是氧化系统和风机、苯泵都必须投入联锁。
XV-250阀可以在总联锁不投入的情况下开或关,其它阀不可以的.
3.3 二期联锁条件表, 序位号 注解 SV PL PH 联锁 号 1 LS-1113/4 D-1103/4 液位高- - - - 联锁 2 FT-2013/4A 液苯流量 KG/HR - - - 2180 3 ZI-2013/4 轴流泵运行指示 - - - STOP 4 CRA-201/4 G-2103/4 电流 A - - - 60 5 FT-2023/4A R-2103/4空气流量- - - 15000 3(Nm/H) 6 FT-2023/4B R-2103/4空气流量- - - 15000 3(Nm/H) 7 FF 空苯比 - - - 19.5 8 ZI-011 主汽门关状态显示 - - - 0 9 PA-2003/4 喷头前压力开关 - - - - 10 PT-2063/4 R-2103/4进口压力 - - - 120 KPa 11 TE-1083/4 E-1003/4出口温- - - 120 度℃ 12 TE-2033/4 R/4上管板温- - - 300 度℃ 13 TRA-2053/4 熔盐出口温度℃ - - - 390 14 TE-2021/2 R/4进口温- - 220 120 度℃ 15 TRA-2203/4 R/4出口温- - - 390 度℃ 16 TE-2073/4 温度最高值 ℃ - - - 480 17 TE-2083/4 温度最高值 ℃ - - - 480 18 TE-2093/4 19 TE/4 温度最高值 ℃ 温度最高值 ℃ - - - - - - 480 480 20 TE-2213/4 E-2203/4出口温度℃ - - - 300 3.3.1 风机、汽轮机系统联锁、报警及联动表 序位号 注解 SV 号 1 ST-009 汽轮机转速信号 - 2 TE-007 推力轴承回油温度 - 3 TE-008 汽机前轴承回油温- 度 4 TE-010A 推力轴承轴瓦温度 - 5 TE-010B 推力轴承轴瓦温度 - 6 TE-018A 汽轮机后轴承轴瓦- 温度 7 TE-018B 汽轮机后轴承轴瓦- 温度 8 PT-020 凝汽器真空度 - 9 TE-039 止推轴承回油温度 - 10 TE-040 风机排气侧轴承回- 轴温度 11 TE-042 风机进气侧轴温度 - 12 PT-029B 汽轮机后轴承油压 - 13 PT-005 轴相位移油压 - 3.3.1.1盘车联锁 序位号 注解 SV 号 1 PT-029B 汽轮机后轴承油压- 转速信号 3.3.1.2油泵联锁 序位号 注解 SV 号 1 PT-029B 汽轮机后轴承油压- 转速信号 2 PT-036 主油泵出口油压 - 3.3.2电加热联锁 序位号 注解 SV PL 5580 - - - - - - 30 - - - - - PH 5645 65 65 85 85 85 85 65 65 65 - 0.44 联锁 6272 70 70 100 100 100 100 50 70 70 70 0.03 0.25 PL - PH - 联锁 0.01 PL - - PH - - 联锁 0.04 0.49 PL PH 联锁 号 1 TE-2113/4 E-3113/4内部温度 - - - 450 2 ZI-2103/4 G-2103/4运行指示 - - - STOP 3.3.3 二期联锁说明: 3.3.3.1、苯泵联锁
启动苯泵的条件有四条:(1)主汽门处于ON的状态
(2)R-2103/4处于ON的状态 (3)G-2103/4处于ON的状态 (4)所有工艺条件达到满足
苯泵停的条件:(1) 主汽门关闭
(2) 轴流泵停止
当以上两条件中任一条件达到满足后,各自相对应的苯泵将会停止。XV-2113/4打开。
注:1、在苯泵联锁中没有总联锁开关,所以在开车时一定要按次序开。
2、苯泵停,熔盐轴流泵不会停;但是熔盐轴流泵停,苯泵会停。
3.3.3.2、风机联锁
风机联锁的条件有四条:TRA-2033/4(反应器管板温度)
TRA-2021/2(反应器入口温度) TRA-2203/4(反应器出口温度) PRA-2063/4(反应器入口压力)
在DCS上将汽轮机(主汽门)联锁开关选择不投入,将汽轮机允许启动开关处于ON的位置,在现场启动汽轮机。当TRA-207-1A/B达到工艺条件的时候,才将主汽门投入联锁。
只有当这四个条件达不到满足时,且主汽门和ZPL1投入联锁后,主汽门才会自动关闭。
3.3.3.3、氧化系统联锁
当总的联锁开关投入后,只要有一项工艺条件达不到满足,XV-2503/4首先关闭,TCV-1103/4,FCV-1062/72,FCV-2013/4也相应关闭,XV-2113/4打开,阀门并且由自动变为跟踪。相对应的苯泵不一定会停(停风机的四个条件达不到满足和轴流泵停时会停)。
3.3.3.4、熔盐轴流泵和电加热器的联锁
熔盐轴流泵和电加热器的联锁是单独的,与氧化系统的联锁没有任何的关系。 熔盐轴流泵停,电加热器停;但电加热停,熔盐轴流泵不会停。
还有当电加器内部温度高达450℃时,电加器会自动停止的,但熔盐轴流泵不会停止。
3.3.3.5、汽轮机联锁
当联锁条件中任一条件达不到满足,且风机总联锁投入的情况下,关闭主汽门。
当PT-029B低于0.01MPa时,停盘车装置;
当PT-029B低于0.04 MPa 时,启动齿轮油泵。 当PT-036低于0.49 MPa 时,启动电动油泵; 当PT-036高于0.54 MPa时,停电动油泵。
紧急事故处理
前言
马来酐装置紧急事故停车的基本原因有三条: A.公用工程系统的事故。
B.设备或仪表特殊部件的事故。
C.装置操作中出现极端条件时,必须采取紧急停车措施。如发生着火、爆炸 及一系列不能检修而又影响装置正常操作的泄漏事故。
紧急事故停车的主要目的是为了装置的操作安全和防止设备损坏。另一个重要目的是为了一旦紧急停车事故处理完毕后,装置应具有尽快再次开车的必要条件。装置的备用设备平时应专门维护保持完好状态,如装置中应连续运转的泵类设备。为防止紧急停车事故,备用设备应处于随时可运转的状态。 引起紧急停车事故的大多数原因是由于公用工程系统的故障,使得整套装置不能操作。所以首先应处理供电工程和锅炉水供应系统的事故。
关于设备和个别仪表特殊部件的事故,装置设计的集散型计算机控制系统(DCS)具有足够的报警信号。在大多数情况下报警信号不仅提醒操作者注意专门的报警条件,而且在必要的工艺参数仪表上还具有使设备自动停车的联锁功能。这些仪表都具有双重作用,不但可做高/低位报警还有超高/低位报警功能,这些预报警信号将使操作者有一段足够的时间采取予防紧急停车的补救措施。在发生事故及联锁停车前,DCS上的控制、记录仪表会频繁动作,显示与正常操作条件不同的变化。此时应迅速地进行调整,防止发生不必要的紧急事故停车。
4.1极端事故
在装置区一旦发生着火、爆炸及设备重要部件严重损失事故时,应立即采取下述步骤:
A.按下控制盘上PB-201停车按钮,使供苯系统立即停车。 B.向消防部门报警,并组织在场全部人员抢险。 C.停止 C-1101/2 运行。
D.切断配电室马达控制中心电源,使全部工艺泵停车。
E.断开全部含有可燃性物质的设备,并用足够的氮气吹扫这些设备。
F.在真空状态下工作的精制系统设备,应立即停止供热、迅速与精制系统隔 离,并用氮气充压到环境大气压下。
4.2 供电工程事故
一般供电事故情况下,全部用电机驱动的风机和泵类都应停车。联锁系统将使供苯系统停车。仪表空气、氮气和蒸汽不会立即停止,但它们的压力将缓慢地下降。
供电工程事故时,应立即采取下述操作:
A.停止向 E-411A/B 供应蒸汽(E-410 的温水系统循环已经停止),在真空喷射泵的真空被破坏之前关闭喷射泵前管路上的阀门,避免空气和水倒吸入精制系统。
B.用氮气吹扫XV-250前后送苯管线至液相(气相)回流管线,并关闭 E-110 供热蒸汽阀门,停止加热,打开排凝阀。
C.关闭 E-220 供锅炉水管路上的阀门,停止供水。
D.关闭进汽轮机进汽手阀,打开管路之间的排放阀,组织机修、化工对汽轮机盘车。
E.关闭 M-501 的供料阀门。 短时间的停电事故,不需要对真空系统或要排放的物料管路用氮气吹扫。较长时期的停电事故,则应将全部含马来酐的管路排空,并用氮气吹扫干净防止管路堵塞。
供电系统恢复后,全部公用工程系统必须重新开车操作。并按下述顺序进行检查:
A.循环冷却水系统,已恢复并正常工作。 B.仪表空气系统,已恢复并正常工作。 C.蒸汽系统,已恢复并正常工作。 D.氮气系统,已恢复并正常工作。
E.温水和工艺水系统,已恢复并正常工作。 F.锅炉给水系统,已恢复并正常工作。
4.3 冷却水事故
如果发生冷却水停车事故,通过下述措施使装置立即停车: A.在控制盘上按下 PB-201 停车按钮,使供苯系统停车。
B.关闭 E-411A/B 加热蒸汽阀门。关闭 G-411 进口阀门 HCV-402。 C.关闭D210到E-210 DN300闸阀和熔盐出口处手动调节阀门,打开盐冷一侧排放并将 E-211投入使用,以便保持 R-210的熔盐温度。
D.用氮气吹扫用氮气吹扫XV-250前后送苯管线至液相(气相)回流管线,关闭送苯管路上的阀门。
E.关闭进汽轮机进汽手阀,打开管路之间的排放阀,组织机修、化工对汽轮机盘车。
F.关闭向 M-501 供料阀门,停止结片系统。
4.4 蒸汽事故
本装置反应系统满负荷正常生产时,副产的蒸汽基本可满足装置本身对蒸汽的需要。
如果反应系统降低负荷或停车时,需要界外提供中压蒸汽补充到界内MS蒸汽管网来满足脱水精制系统生产用蒸汽。此时如果发生界外蒸汽事故,则应使脱水精制系统停车。并按该系统的停车程序进行处理。
4.5 脱盐水及锅炉水事故
如果发生脱盐水和锅炉水停车事故,通过下述措施使装置立即停车: A.在控制盘上按下 PB-201 停车按钮,使供苯系统停车。C-110运行3-5分钟进行吹扫后,停止运行。
B.关闭D210到E-210 DN300闸阀和熔盐出口处手动调节阀门,打开盐冷一侧排放并将 E-2111/2 投入使用,以便保持 R-2101/2 的熔盐温度。
C.用氮气吹扫用氮气吹扫XV-250前后送苯管线至液相(气相)回流管线,关闭送苯管路上的阀门。如果停车时间超过八小时,则应向 R-2101/2 内充入氮气,以便保护催化剂。
4.6 冷冻水事故
如果界外冷冻水供应发生事故,则应按结片系统操作规程使 M-501 结片 系统立即停车。
4.7 仪表空气事故
界外供应的仪表空气如果发生事故,由于控制阀门作用的影响,会使装置停车。此时应遵照阀门作用表进行操作和检查。 一期: 序号 阀门位号 阀门用途 事故状态 1 LCV-1101/2 苯→D-1101/2 关 2 PCV-1101/2 MS→E-1101/2 关 3 FCV-2011/2 苯蒸汽流量控制 关 4 HCV-1011/2 C-1101/2→空气放空 开 5 XV-2501/2 苯蒸汽→H-2011/2 关 6 LCV-2301/2 BW→E-2201/2 关 7 PCV-2301/2 D-2101/2→HS-901管路 开 8 LCV-3011/2 D-3101/2→F-310 开 9 FCV-332 工艺水→T-320 关 10 TCV-3401/2 E-3151/2→WO 开 11 FCV-3401/2 G-3151-4→TW-3171/2管路 开 12 FCV-401 G-320A/B→T-410 关 13 FCV-402 HS-400→E-411A/B 关 14 FCV-404 馏份输出 关 15 PCV-406 N-403→P-417管路 关 16 HCV-401 精制系统→放空 开 17 HCV-402 T-410→G-411 关 18 LCV-501 T-504→F-440 关 19 LCV-900 D-900→F-910 关 20 PCV-900 HS-901→HS-400 关 21 PCV-901 HS-901→MS-911 关 22 PCV-902 D-900→蒸汽输出 关 23 PCV-904 MS-901→LS-905 关 24 LCV-910 F-910→F-930 关 25 PCV-930A LS-912→F-930 关 26 27 28 PCV-930B LCV-930 PCV-940 F-930→放空 MW-902→V-902 D-940→PA-940管路 开 关 开 29 PCV-951 D-950→N-920管路 开 二期: 序号 阀门位号 1 PCV-9032 2 PCV-1103/4 3 FCV-2013/4 4 HCV-1003 5 XV-2503/4 6 LCV-2303/4 7 PCV-2303/4 8 LCV-3013/4 9 FCV-3322 10 TCV-3403/4 11 FCV-3403/4 12 FCV-4012 13 FCV-4022 14 FCV-4042 15 PCV-4062 16 HCV-4012 17 HCV-4022 18 LCV-023 19 PCV-905 20 PCV-9002A 21 PCV-9002B 22 PCV-9012 23 PCV-9022 24 PCV-9042 25 LCV-9102 26 PCV-9302A 27 PCV-9302B 28 LCV-9302 29 PCV-940 30 PCV-952
阀门用途 HS9002→汽轮机 MS→E-1103/4 苯蒸汽流量控制 C-1103→空气放空 苯→D-1103/4 BW→E-2203/4 D-2103/4→HS-902管路 D-3103/4→F-3102 工艺水→T-3202 E-3153/4→WO G-3155-4→TW-3173/4管路 G-3202A/B→T-4102 HS-4002→E-4112A/B 馏份输出 N-403→P-417管路 精制系统→放空 T-4102→G-4112 汽冷表冷→F-9802 HS-900→蒸汽放空罐 HS-9012→E-1003/4 HS-9012→HS-4002 HS-9012→MS-9112 D-900→蒸汽输出 MS-9012→LS-9052 F-9102→F-9302 LS-9122→F-9302 F-9302→放空 MW-9022→V-9022 D-940→PA-940管路 D-9502→N-9202管路 事故状态 关 关 关 开 关 关 开 开 关 开 开 关 关 关 关 开 关 关 开 关 关 关 关 关 关 关 开 关 开 开 4.8 顺酐的分解事故:
顺酐在高温下会发生分解,随之放出二氧化碳和大量热量。对于纯物质来说,事实上发生这种危险的可能性非常小。因为通常的蒸馏温度实际低于分解温度。但如果在有以下各种催化物质的存在下,发生分解反应的可能性会大大地增加。
顺酐发生分解危险最主要的催化物质是碱金属离子和胺类物物,特别是钾、钠离子的危险性最大,即使钾、钠离子浓度很小时也会使顺酐的分解温度大大降低。只要有顺酐的分解反应发生,其分解反应速度随温度的增加会迅速增加。如果让分解反应继续进行下去,温度和压力会迅速聚集,促使分解反应速度增加的更快,结果引起爆炸。
顺酐开始发生分解反应需要的温度是碱金属污染物质的函数。当碱金属离子含量为10PPM时,开始发生分解反应的温度约为390-400F(200-204℃)。如果碱金属如钾、钠离子含量增加时,顺酐的分解反应温度会大幅度下降,甚至可能降低到300F(150℃)。随着碱金属的存在,阴离子也起促进作用,如磷酸钠在初期的催化作用比碳酸钠或顺酸盐要低得多,但发生分解反应以及爆炸的可能性是存在的,所以应采取措施预防事故。下面将分别讨论:
4.8.1 储存和运输
一般情况下,顺酐在装有使用0.4MPa或更低压力的蒸汽加热盘管,进行加热保温的储罐内储存是没有问题的,可以防止顺酐的局部过热。如果顺酐与强烈腐蚀的苛性钠按触,温度会突然上升,促使顺酐分解。装有顺酐的容器,如果有沉积物(如富马酸)不能用水冲洗掉,可以使用苛性钠溶液进行洗涤,苛性钠溶液浓度不超过10% 将沉积物冲洗干净后,必须用大量脱盐水进行彻底冲洗,直到冲洗水中不含有钠离子时为止。
4.8.2 装置用水
顺酐生产装置中,工艺使用的水必须是钾、钠离子含量小于3ppm的脱盐水。每天应定时检测F-310/ F-440 粗顺酐/工艺水中的钾、钠离子含量。如果粗顺酐中钾、钠离子含量超过5ppm,工艺水中钾、钠离子含量超过3 ppm时,应暂时停止精制系统操作,并立即向管理部门报告。
如果F-440中钾、钠离子超标,则应采取用合格的工艺水置换的方法使F-440中的钾、钠离子含量合格。
如果F-310粗顺酐中钾、钠离子超标,则应严格监视蒸馏釜内温度进行蒸馏,完成本批操作后立即清洗。
4.8.3精制操作过程
在脱水精制过程中,大量的顺酐在大部分时间内都要保持在150--180℃的温度范围内,所以蒸馏釜内碱金属离子的含量是控制事故发生的关键因素。当蒸馏釜内的碱金属离子含量符合规定要求时,蒸馏操作温度就成为控制事故发生的关键因素。通常蒸馏釜内顺酐中钾、钠离子含量不超过40PPM釜内温度不超过180℃时,发生失控分解反应的可能性很小。所以除脱后馏份过程操作可控制在190℃外,其它操作过程釜内温度不得超过180℃。
如果在精制过程中釜内温度接近180℃,则应立即检查原因。如果不是因为
真空系统堵塞造成的系统压力/温度升高,则应立即停止加热,结束精制操作并采取降温措施。如果是因为堵塞,则应停止加热,清理堵塞待恢复正常后继续进行精制过程操作。
4.8.5 顺酐分解事故的先兆
表示顺酐开始发生分解反应的几种现象:
A.蒸馏釜加热蒸汽流量FRC-402没有增加,但塔内蒸发量突然加大即
PDI-403塔内压力差增大。
B.PRC-406系统真空度不能保持稳定,或真空度开始降低。 C.由于压力升高或物料组成的变化,使塔釜内的温度也升高。
如果观察到上述这些征兆,都应立即停止加热,关闭E-411A/B供汽手动阀门,打开精制凝液排空阀。同时采取降温、冲氮的措施。停止加热蒸汽后,釜内温度决不允许再增加5℃。
5.0 产品、原材料和中间产物的物化性质及规格
5.1 产品
名称:顺丁烯二酸酐(MALEIC ANHYDRIDE),简称马来酐、顺酐 分子式:C4H2O3 分子量:98.02
A.一般性质:
顺酐在常温下是白色结晶状固体,属斜方型晶体。易升华,有刺激性气味。易吸潮,潮解后成酸。与顺酐接触,能引路皮肤灼伤。其气味对眼鼻喉及呼吸系统有较强的刺激性。
顺酐遇火可以燃烧,有毒。其蒸汽和粉尘与空气混合,可形成爆炸气体。
B.物理性质:
沸点:202℃/760mmHg 熔点:52.8℃ 闪点:闭杯 102℃ 开杯 110℃
相对密度:(20℃固体) 1.48 (70℃液体) 1.30 蒸汽密度:(空气=1) 3.38 自燃温度:447℃
爆炸极限:上限%(V/V):7.1 下限:(V/V):1.4 溶解性:溶于水、丙酮、苯、氯仿等多数有机溶剂。
C.化学性质:
顺酐具有有机酸酐类的特性,又具有不饱和双键的结构,所以顺酐的化学性质非常活泼,可发生中和、酯化、加氢、聚合、缩聚等多种化学反应。
D.毒性
本品粉尘和蒸汽具有刺激性。吸入后可引起咽炎、喉炎和支气管炎。可伴有腹痛。眼和皮肤接触有明显刺激作用,并引起灼伤。慢性影响:慢性结膜炎,鼻粘膜溃疡和炎症。有致敏性,可引起皮疹和哮喘。
E、职业接触限值
急性中毒:LD50:400mg/kg(大鼠经口);2620mg/kg(兔经皮)
F.质量标准:GB/T3676-2008《工业顺丁烯二酸酐的质量标准》
项目 优等品 合格品 纯度(顺酐)% ≥99.5 ≥99 熔融色度(APHA) ≤25 ≤50 结晶点 ℃ ≥52.5 ≥52 灰分 % ≤0.005 ≤0.005 铁含量(以Fe计)ppm ≤3 —
5.2 原材料 5.2.1 苯
分子式:C6H6 分子量:78.11
A.一般性质:
苯在常温下是无色、透明、油状液体,有芳香型气味。苯是甲级(类)有毒、有害、易燃、易爆物质。不溶于水,但易溶于多种有机溶剂。 B.物理性质:
比重:0.879/20℃
沸点:80.1℃/760mmHg 熔点:5.51℃ 闪点: -11℃
爆炸限:体积爆炸限:1.5-9.5%
3
重量爆炸限:52.2-330g/Nm 自燃点:586℃
C.化学性质:
苯是芳香族化合物最典型的代表,是最要的基本有机化工原料之一。苯的化学性质非常活泼,可发生多种化学反应,苯也是非常优良的有机溶剂。 D、毒性
属于第3.2类 中闪电易燃液体,高浓度 对中枢神经系统具有麻醉作用,可引起急性中毒并强烈地作用于中枢神经很快引起痉挛;长期接触高浓度苯对造血系统有损害,引起慢性中毒。对皮肤、粘膜有刺激、致敏作用,可引出出血白血病。国际癌症研究中心(IARC)已确认为致癌物。
E、职业接触限值
急性中毒:LD50 3306mg/kg(大鼠经口);48mg/kg(小鼠经皮)
3
LC50 31900mg/m,7h(大鼠吸入)
D.质量标准:《按催化剂要求》
项目 指标
外观 无色、无悬浮物、透明液体 苯含量 99.5wt% 最小 结晶点 5.2℃ 最小 不挥发物 0.002wt% 最大 水含量 0.02wt% 最大 比重(15/4℃) 0.882~0.886 噻酚含量 100 ppm 最大 其它硫化物 5.0 ppm 最大 酸洗颜色 标准2号 最大
5.2.2 二甲苯(混合)
分子式:C8H10 分子量:106
A.一般性质:
二甲苯也芳香族化合物中的重要品种,是合成纤维及多种有机化工原料工业的基本原料,是许多精细化工的原料,也是优良的有机溶剂。
B.物理性质:
比重:0.87/20℃
沸点:137-140℃ 闪点: 28℃
爆炸限:体积爆炸限:1.0-5.3%
3
重量爆炸限:47.3-250g/Nm 自燃点:490-550℃
C.化学性质:
二甲苯具有和苯相似的化学性质,但比苯稳定。 D.毒性
二甲苯对眼及上呼吸到有刺激作用,高浓度时对中枢神经系统有麻醉作用。急性中毒:短期内吸入高浓度本品可出现眼及上呼吸到明显的刺激症状、眼结膜及咽充血、头晕、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、意识模糊、步态蹒跚。重者可有躁动、抽搐或昏迷。慢性影响:长期接触有神经衰弱综合症,女工有月经异常,工人常发生皮肤干燥、皲裂、皮炎。
E.职业接触极限
急性中毒:LD50:1364mg/kg(小鼠静脉)
F.质量标准:《按工艺要求》
项 目 指 标 比重(15.5℃) 0.865~0.875 颜色(克K2Cr2O7/升) ≤0.003 酸洗颜色(ASTM0848-47) ≤6 游离酸 无
硫 无H2S和SO2 铜片腐蚀 无
沸程 3℃(137.2℃第一滴) 链烷烃Vol% ≤4 碱(砒啶)ppm ≤4
5.2.3 空气
空气是多种气体的混合物,不含水蒸汽的空气,称为干气。含水蒸汽的空气,称为湿空气。
平均分子量:29.27 沸点: -194.35℃
3
密度: 1.293kgs/Nm 比热: 0.24Kcal/kg.℃ 规格:不含大于5μm的固体物质
干空气的组成:
组成 vol% wt%
N2 78.03 75.60 O2 21.00 23.10 CO2 0.03 0.046 Ar 0.93 1.786
-4-6
其它 0.5╳10 3.6╳10
5.2.4 热传导盐(熔盐) A.一般性质
熔盐是由硝酸盐组成的低熔点混合物,它是一种优良的载热体,具有无毒、无腐蚀、饱和蒸汽压低且稳定等特点,使用温度范围在350-530℃。
B.物理性质
组成: KNO3 41% NaNo2 59% 熔点:142℃ 沸点:680℃
比热:0.34Kcal/kg.℃
C.化学特性
因其组份均为强氧化剂,使用中不得与有机物如:油、棉、布、纸、麻、塑料等接触,避免因过热、分解引起爆炸。
D、毒性
硝酸盐中毒的特征表现为紫绀,症状体征有头痛、头晕、乏力、胸 闷、气短、心悸、恶心、呕吐、腹痛、腹泻,口唇、指甲及全身皮肤、黏膜紫绀等,甚至抽搐、昏迷,严重时还会危及生命。
E、职业接触限值
亚硝酸盐的急性毒性较强,小鼠经口LD50为200mg/kg体重,人中毒剂量为0.3~0.5g,致死量为3g,ADI为0~0.2体重.由于植物,霉菌,人的口腔和肠道细菌有将硝酸盐转化为亚硝酸盐的能力(见前),因此,硝酸盐往往表现为亚硝酸盐的毒性.
5.3 中间产物
A.粗马来酐:粗马来酐是从部分冷凝系统回收得到的粗级产品。
规格:含 量: 95%最小
游离酸: 1%最大
B.顺酸(顺丁烯二酸)及其水溶液:
顺酸是白色晶状固体,具有酸刺激性嗅味。易溶于水形成顺酸水溶液。顺酸水溶液是有机酸中,最具腐蚀性的一种。顺酸存在有反式异构体即反丁烯二酸,简称富马酸。尽管顺酸与富马酸有相同的分子式,但由于结构的不同使顺酸和富马酸具有完全不同的物理/化学性质。
顺酸水溶液是本装置从反应生成气中回收粗顺酐后的第二种中间产品,它也是脱水、精制系统的生产原料。
分子式:C4H4O4 分子量:116 比重:1.59/20℃
沸点:138℃(分解) 熔点:130-130.5℃
在水中溶解度:(g/100H2O)
25℃ 40℃ 60℃ 44.1 52.9 59.8
6.0 公用工程规格
6.1 脱盐水 MW
PH 7~8
总硬度 0.005毫克当量/升.最大 O2 (经 V-902 后) 30微克/升.最大 Cu 20微克/升.最大 Fe 50微克/升.最大 CO2 6毫克/升.最大 Cl 1 PO4 5-15 Na+K 3 电导率 10*10 界区入口压力 0.4MP
6.2 循环水 WI/WO
界区入口压力 0.4MPa(G)
温度 30 界区出口压力 0.2MPa(G)
温度 40 氯离子含量 250ppm ( 污垢系数 0.0006m.hr. PH 7 循环量 750
6.3 仪表空气 IA
界区入口压力 0.4MPa(G) 温度 含油、尘 常压露点 -30 用量 180m
6.4 惰性气体 N2
界区入口压力 0.3MPa(G)
含量(N2+Ar) 99.0vol% ( 含油 常压露点 -30 用量 260m
6.5 中压蒸汽 MS
界区入口压力 1.1MPa(G) ( 温度
毫克/升.最大 毫克/升.最大
毫克/升.最大
-6
S/cm最大 ℃ (最大) ℃ (最大) 最大) ℃/Kcal ~8
吨/小时 环境温度 无 ℃
3
/hr (最大) 最小) 无 ℃
3 (最大) 最小) 饱和温度/无水 目录
1.0 绪言 1.1 简介
1.2 装置组成
2.0 工艺规程 2.1 供苯系统
2.2 工艺空气系统 2.3 反应系统 2.4 熔盐系统
2.5 蒸汽发生系统 2.6 回收系统 2.7 温水系统
2.8 脱水精制系统 2.9 结片包装系统 2.10 公用工程系统
3.0 联锁保护系统 3.1 电加热器E-202 3.2 供苯及反应系统
4.0 紧急事故处理 4.1 极端事故
4.2 供电工程事故 4.3 冷却水事故 4.4 蒸汽事故
4.5 脱盐水及锅炉水事故 4.6 冷冻水事故 4.7 仪表空气事故 4.8 马来酐分解事故
5.0 产品、原材料和中间产物的物化性质及规格 5.1 产品 5.2 原材料 5.3 中间产物
6.0 公用工程规格 6.1 脱盐水 MW 6.2 循环水 WI/WO 6.3 仪表空气 IA 6.4 惰性气体 N2 6.5 中压蒸汽 M
JB/MAN-01-2011
第A版
四万吨/年马来酐生产装置
安全操作工艺规程
(顺酐一、二期)
编制:
审核:
批准:
2011年5月25日批准 2011年5月25日实施 常州亚邦化学有限公司
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