產品液氧從上塔底部引出,經V7閥出冷箱,送入貯槽。
產品液氮從上塔頂部引出,經V8閥出冷箱,送入貯槽。
液氧從上塔底部引出,經低溫液氧泵OP501(OP502)加壓,通過高壓氧換熱器E3復熱后,以15MPa(G)的壓力作為氣體產品出冷箱。
純氮氣從上塔頂部引出,在過冷器及中壓換熱器中復熱后出冷箱,既可作為產品,也可作為水冷塔的冷源。污氮氣從上塔上部引出,也在過冷器及中壓換熱器中復熱后送往分餾塔外,部分污氮氣復熱至22℃作為分子篩純化器的再生氣體,其余復熱至~37.5℃后,送往水冷卻塔中作為冷源冷卻外界水。
2.3.2 氬氣的生產
純液氬是采用低溫全精餾法制取的。
從上塔相應部位抽出氬餾份氣體約3400m3/h(標),含氬量為8~10%(體積),含氮量小于0.06%(體積)。氬餾份直接從粗氬塔Ⅰ的底部導入,粗氬塔Ⅰ上部采用粗氬塔Ⅱ底部排出的粗液氬作回流液,作為回流液的粗液氬經液氬泵AP701(或AP702)加壓到0.75MPa(G)后直接進入粗氬塔Ⅰ上部。粗氬自粗氬塔Ⅰ頂部排出,經粗氬塔Ⅱ底部導入,粗氬冷凝器K701采用過冷后的液空作冷源,上升氣體在粗氬冷凝器K701中液化,得到粗液氬和約為108Nm3/h的粗氬氣(其組成為98%~99%Ar,≤2PPmO2)。后者經V705閥導入K704粗氣氬冷凝器進行液化,然后進入純氬塔C703中,繼續(xù)精餾;前者作為回流液入粗氬塔Ⅱ。冷凝器K701蒸發(fā)后的液空蒸汽和底部少量液空同時返回上塔。
粗液氬從純氬塔C703中部進入,與此同時在純氬塔蒸發(fā)器K703氮側內利用下塔頂部來的壓力氮氣作為熱源,促使純氬塔底部的液氬蒸發(fā)成上升蒸汽,而氮氣被冷凝成液氮進入PV701并從0.5MPa(G)節(jié)流至0.035MPa(G)返回上塔。來自液氮過冷器并經節(jié)流的液氮進入純氬冷凝器K702作為冷源,使純氬塔頂部產生回流液,以保證塔內的精餾,使氬氮分離,從而在純氬塔底部得到純液氬。
液氬經調節(jié)閥V708排入液氬貯槽貯存,槽內蒸發(fā)的氣體返回純氬塔。產品液氬從液氬貯槽輸送至槽車提供給客戶。
三:停車和加溫操作規(guī)程
3.1 停車和重新起動。
3.1.1 正常停車:
關閉產品液體排入貯槽閥門。
開啟產品液體管線上的吹除閥。
停止向用戶供產品氣。
開啟產品管線上的放空閥。
(5) 把儀表空氣系統切換到備用儀表氣管線上。
(6) 開啟空壓機(循環(huán)段)管路回流閥。
(7) 停止高、低溫透平膨脹機。
(8) 停運液氧泵(OP501或OP502)。
(9) 開啟空壓機(原料段)空氣管路放空閥。
(10) 關閉空壓機(循環(huán)段)導葉。
(11) 停止空氣壓縮機(原料、循環(huán))。
(12) 停運空冷系統的水泵。
(13) 停運分子篩純化器的切換系統。
(14) 關閉空氣和產品管線。打開冷箱內管線上的排氣閥(視壓力情況而定)。
(15) 停運液氬泵(AP701或AP702)。
(16) 如停車時間較長,應排放液體。
(17) 關閉所有的閥門(不包括上面提到的閥門)。
(18) 對各裝置進行加溫。
如停車時間較短,則只按1-15步驟進行操作,注意在室外氣溫低于零度時,停車后需把容器和管道中的水排盡,以免凍結。
注意: 低溫液體不允許在容器內低液面蒸發(fā),當液體在容器內剩下正常液位的20%時,必須全部排放干凈。
3.1.2 臨時停車
由于各種故障需短時間停車處理,則按5.1.1節(jié)的第1-15步驟執(zhí)行,并視消除故障時間快慢、決定執(zhí)行第16步,直至第17步。一般停車時間大于24小時應進行全系統加溫再起動。
3.1.3 臨時停車后的啟動:
裝置在臨時停車后重新啟動時,其操作步驟應從哪一階段開始應視冷箱內的溫度來決定,保冷狀態(tài)下的冷箱內設備不必進行吹除。
(1) 起動空氣壓縮機(原料段),慢慢加大壓力。
(2) 起動空氣預冷系統的水泵。
(3) 起動分子篩純化系統,為使另一只純化器再生徹底,需在空氣送入分餾塔前經過一個切換周期。
(4) 慢慢向空壓機(循環(huán)段)送氣加壓,全開回流閥,慢慢開啟導葉。
(5) 向高、低溫增壓透平膨脹機送氣,并緩慢升壓。
(6) 起動和調整高溫透平膨脹機。
(7) 起動和調整低溫透平膨脹機。
(8) 起動液氧泵(OP501或OP502)。
(9) 調整精餾系統。
(10) 調整產品產量和純度到規(guī)定指標。
3.2 全面加溫分餾塔:
??? 空分裝置經過長期運轉,在分餾塔系統的低溫容器和管道可能產生冰、干冰或機械粉未的沉積,阻力逐步增大。因此,運轉兩年后,一般應對分餾塔進行加溫解凍以去除這些沉積物。
??? 如果在運轉過程中發(fā)現熱交換器的阻力和精餾塔的阻力增加,以至在產量和純度上達不到規(guī)定指標,這就要提前對分餾塔進行加溫解凍。這種情況往往是與操作維護不當有關。
加熱氣體為經過分子篩純化器吸附后的干燥空氣。加溫時,應盡量做到各部分溫度緩慢而均勻回升,以免由于溫差過大造成應力,損壞設備或管道。加溫時所有的測量、分析等檢測管線亦必須加溫和吹除。上述方法必須嚴格執(zhí)行。
3.2.1 閥的加溫:
所有低溫閥門由于泄漏,會造成凍結,這往往是填料函密封不嚴所致。對于已經凍結的閥門不能用強力開關,以免損壞閥門??捎脽釟饣蛘羝苯哟甸y門的結冰部位,但在使用蒸汽時應注意不要讓水分進入填料函。閥門解凍后應找出泄漏部位,并加以消除。
3.2.2 高、低溫透平膨脹機的加溫(參見流程圖5.1)
參閱高、低溫透平膨脹機加溫時的閥門狀態(tài)和儀表檢測附表5.2。
(1) 停運高、低溫透平膨脹機,關閉所有閥門。(注意:密封氣和潤滑油均應正常提供)
(2) 全開高、低溫透平膨脹機噴嘴,并打開加溫閥,加熱緊急切斷閥、噴嘴、機殼及出口管道。
(3) 當所有出口的加溫氣體溫度接近進口溫度時,加溫結束。
(4) 關閉加溫氣體入口閥和其他所有閥門。
3.2.3 精餾塔系統的加溫(參見流程圖5.1)(用氮氣加溫解凍)
參閱精餾系統加溫時的閥門狀態(tài)和儀表檢測附表5.2。
排放所有液體,關閉全部閥門。
起動空氣透平壓縮機(原料段)、空氣預冷系統及其水泵、分子篩純化系統(加熱空氣量為總的空氣量的30~60%)。
按加溫流路開啟各閥。
當各加溫氣出口的氣體溫度升至0℃以上時,打開加溫管路上的檢測管線。
當加溫氣體的進出口溫度基本相同時,加溫結束。
停止空氣透平壓縮機(原料段)、空氣預冷系統及其水泵、分子篩純化系統的工作,關閉所有閥門。
3.2.4 分子篩純化器的吸附和再生
詳細說明請參閱分子篩純化系統說明書和儀控使用說明書,這里只作簡要說明。
兩只分子篩純化器的吸附和再生的切換是由專門的可編程序控制器自動進行的,其步驟如下所述。
(1) 再生:
再生氣體經加熱器加熱至規(guī)定溫度然后進入分子篩純化器,從下部引出排至大氣。
(2) 冷卻:
當加溫達到要求后,再生氣就自動切換至旁通管路上,不經加熱器,進入純化器進行冷吹,待出純化器的再生氣的溫度降到規(guī)定溫度即自動停止。
(3) 升壓:
再生后的純化器在切換以前,所有的進出口閥是關閉的。通過一只均衡閥放入空氣,使純化器的壓力逐漸升高,待達到壓力時,即自動切換空氣流路,進行吸附。
(4) 泄壓
這時已經工作過的另一只純化器的壓力,通過一只小閥慢慢降低,然后該純化器按上述步驟進行再生。
3.2.5 加溫氣的提供:
??? 本裝置的局部加溫或全面加溫用氣都是從空氣透平壓縮機(原料段)來的空氣,它經空氣預冷系統并經分子篩純化器干燥而成。對純氬塔的加溫氣源來自下塔啟動管線V201閥后。
四:安全規(guī)程
? ??空分裝置的使用必須遵守安全規(guī)程。操作人員及在空分部門工作的人員都必須事先學習安全規(guī)程,并進行必要的訓練。
??? 4.1 空氣及空氣組份的一般特性:
??? 4.1.1 空氣:
??? 空氣液化后經精餾可獲得所含的各種組份,如果把液空放在敞口容器中擱置一段時間,由于更易揮發(fā)的氮的逐步汽化,因而液體中氧的含量將會增加,液體將逐漸具有液氧的性質。
4.1.2 氧:
氧是一種無色、無嗅、無毒的氣體,有強烈的助燃作用。氧的濃度越高,燃燒就越劇烈??諝庵械难鹾恐灰黾?%,就會導致燃燒顯著加劇。包括金屬在內的許多物質在普通大氣中不會點燃但在較高濃度氧的情況下,或在純氧中便能燃起來。因此,可燃性物質在較高氧濃度的情況下,易產生自燃,甚至爆炸。如遇受壓氧氣和液態(tài)氧,則情況更會加劇。
浸透氧的衣服極易著火(例如由靜電荷產生的火花),并會極其迅速燃燒起來,如不及時加以驅氧,則在相當長時間內都會有這種危險。
4.1.3 氮
氮氣是一種無色、無嗅、無毒的氣體,但在高濃度的情況下,人一旦吸入,引起缺氧,便會窒息,這是很危險的,因為受害者會在事先沒有任何不舒服表示的情況下很快失去知覺。
氮能阻止燃燒。因此,氮氣在許多場合是作易燃和易爆物質的保護氣,在空分裝置的保冷箱內,充有氮氣,以排除濕氣和防止氧的積聚。氬、氖、氦、氪、氙等稀有氣體也具有和氮相似的性質。
4.1.4 液化氣體
空氣及其組份的液態(tài),均由于溫度很低,若與人的皮膚接觸,將引起凍傷,類似嚴重燒傷。
??? 4.2 安全注意事項:
??? 空分裝置的工作區(qū)及所有儲存,輸送和再處理各類產品氣的場所,都必須注意以下安全事項。
??? 4.2.1 防止火災和爆炸:
? ??(1) 禁止吸煙和明火:
??? 會產生火苗的工作,如電焊、氣焊、砂輪磨刮等,通常禁止在空分生產區(qū)進行,如確需進行,則必須采取措施,確保氧濃度不高的場地,并要在專職安全人員的監(jiān)督下才能進行。
?? ?(2) 不得穿著帶有鐵釘或帶有任何鋼質件的鞋子,以避免摩擦產生火花。并不能采用易產生靜電火花的質料作工作服。
(3) 嚴格忌油和油脂,所有和氧接觸的部位和另件都要絕對無油和油脂,因此要進行脫脂清洗,應該用碳氫氯化物或碳氫氟氯化合物,例如全氯乙烯來清洗,一般的三氯乙烯等不適用于鋁或鋁合金的清洗,因為,這會引起爆炸反應。由于這類清洗劑有毒,在使用時,必須注意通風,皮膚的保護,并戴防毒面具。
(4) 現場人員的衣著必須無油和油脂。即使脂肪質的化妝品也會成為火源。
(5) 裝置的工作區(qū)內禁止貯放可燃物品。對于裝置運行所必需的潤滑劑和原材料必須由專人妥善為保管。
(6) 要防止氧氣的局部增濃。如果發(fā)現某些區(qū)域已經增濃或有可能增濃,則必須清楚地作出標記,并以強制通風。
人員在進入氧氣容器或管道之前,必須用無油空氣吹除,并經取樣分析確認含量正常才能進入。
(7) 人員應避免在氧氣濃度增高的區(qū)域停留。如果已經停留則其衣著必被氧氣浸透,應立即用空氣徹底吹洗置換。
(8) 氧氣閥門的啟閉要緩慢進行,避免快速操作,特別是對加壓氧氣必須絕對遵守。
(9) 冷凝蒸發(fā)器液氧中的乙炔和碳氫化合物的濃度必須嚴格控制,詳見3.2.5節(jié)。
4.2.2 防止窒息引起死亡:
(1) 要防止氮氣的局部增濃。如果發(fā)現某些區(qū)域已經增濃或有可能增濃則必須清楚地作出標記,并加以強制通風。
(2) 嚴禁人員進入氮氣增濃區(qū)域。如要進入氮氣增濃區(qū)域,需先通風置換,經檢驗分析確認正常以后才能允許進入。并要在安全人員監(jiān)督下進行。
(3) 人員進入氮氣容器或管道前,必須經檢驗分析確認無氮氣增濃,才允許進入。并要在安全人員監(jiān)督下進行。
4.2.3 防止凍傷:
(1) 在處理低溫液化氣體時,必須穿著必要的保護服,戴手套,褲腳不得塞進靴子內,以防止液體觸及皮膚。
(2) 進入空分裝置保冷箱內前,有關的區(qū)段必須先加溫。
4.3 安全措施:
4.3.1 廠房設計:
空分裝置的廠房和附屬建筑必須設置適當的通風系統,尤其在地下室,地坑和通道等處,這些地方易造成氣體成分的增濃。
在液氧有可能泄漏的地方,樓板不得復蓋任何易燃材料(例如木板,瀝青等)而且必須平滑,不得有接口和斷層。
空分裝置和附屬建筑區(qū)域內的下水道必須設置液封,要有足夠的緊急出口,并有明顯的標記。
4.3.2 防火設備:
為及時撲滅起火,應該配置足夠的滅火設備,如:
? ??(1) 特殊的噴淋裝置,只要用手一按或人一起進去便能噴水。
? ??(2) 配置有足夠長度水龍帶的消防龍頭。
??? (3) 配備方便的手提式滅火器。
?? ?(4) 安全可靠的報警系統。
? ??(5) 在氧氣可能增濃場所安置禁止吸煙和禁止明火的醒目警告牌。6.3.3 防止超壓
??? 在受壓狀態(tài)下工作的所有容器和管道,以及內部壓力可能會升高的容器和管道,必須配備防超壓的安全裝置(安全閥防爆膜等)。這些安全裝置必須保持良好的工作狀態(tài)。必要時,安全閥的起跳壓力要定期進行檢查。報警系統也必須定期進行檢查。
4.4 絕熱材料的使用。
4.4.1 為使保冷箱內的絕熱材料保持良好的絕熱性能,需在保冷箱內充氮以防止?jié)駳獾慕耄ㄆ跈z查保冷箱內充氮壓力和流量。
4.4.2 為防止保冷箱內因氧氣滲漏造成氧氣增濃,而使得絕熱材料含氧,要定期檢查保冷箱內氣體組分。如果有氧氣增濃現象,應用氮氣吹洗,以便氧濃度降至安全范圍。
4.4.3 在裝填絕熱材料時,必須使用特制面罩和手套,防止損害呼吸器官和皮膚。保冷箱裝砂口應設置防護柵格以防人員或其他雜物掉入冷箱內,千萬別踏入珠光砂堆中,以免陷落,造成生命危險。
4.4.4 珠光砂的排放,必須首先打開主冷箱頂部和板式冷箱頂部的所有人孔。全量通入冷箱密封氣進行徹底加溫,與此同時,冷箱內的所有設備必須加溫至常溫。然后,檢測冷箱內氣體的含氧量,若其含氧量超過20.95%,則應將整套設備靜置等待,直到符合標準。珠光砂的排放必須從冷箱頂部開始,逐漸向下排放。下部人孔(包括珠光砂排放孔)嚴禁直接打開。珠光砂的排放速度應該緩慢,若有冰塊,必從冷箱頂部取出。采取以上措施是為了防止靜電和無法估計的物理、化學反應,而損壞設備。