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精馏系统:快速调节和自动控制

更新时间:2025-01-10 工作计划 版权反馈
【摘要】:图2-16精馏系统流程图塔顶的上升蒸汽出口温度由TI-2指示,经塔顶冷凝器全部冷凝成液体,冷凝液靠位差流入立式回流罐。由于进料压力达0.78 MPa,温度为65℃,所以进塔后会产生部分闪蒸,使塔压上升。缓慢调整塔釜加热量FIC-3,以每分钟0.5℃提升灵敏板温度直到78℃。同时注意确保塔釜液位LIC-1和回流罐液位LIC-2不超限。当塔底C4含量AI-2低于1.5%且LIC-2达到50%左右时,手动调节LIC-1的输出,当液位调至50%时投自动。微调各调节器给定值,使精馏塔达到设计工况。

1.工艺流程

如图2-16所示,来自脱丙烷塔的釜液,经进料手操阀V1和进料流量控制器FIC-1,从脱丁烷塔(DA-405)的第21块塔板进入(全塔共有40块板)。在提馏段第32块塔板处设有灵敏板温度检测及塔温调节器TIC-3(主调节器),与塔釜加热蒸汽流量调节器FIC-3(副调节器)构成串级控制。

塔釜液位由LIC-1控制。釜液一部分经LIC-1调节阀作为产品采出,采出流量由FI-4显示。一部分经再沸器(EA-405A/B)的管程汽化为蒸汽后返回塔底使轻组分上升。再沸器用低压蒸汽加热,釜温由TI-4指示。设置两台再沸器的目的是釜液可能含烯烃容易聚合而造成堵管。万一发生此种情况,便于切换。再沸器A的加热蒸汽来自FIC-3所控制的0.35MPa低压蒸汽,通过入口阀V3进入壳程,凝液由阀V4排放。再沸器B的加热蒸汽亦来自FIC-3所控制的0.35MPa低压蒸汽,入口阀为V8,排凝阀为V9。塔釜设排放手操阀V24,当塔釜液位超高但釜底液不合格时供排放用(排放液回收)。塔顶和塔底分别设有取压阀V6和V7,引压至差压指示仪PDI-3,及时反映本塔的阻力降。此外塔顶的压力调节器PRC-2和塔底的压力指示仪PI-4也能反映塔压降。

图2-16 精馏系统流程图

塔顶的上升蒸汽出口温度由TI-2指示,经塔顶冷凝器(EA-406)全部冷凝成液体,冷凝液靠位差流入立式回流罐(FA-405)。冷凝器以冷却水为制冷剂,冷却水流量由FI-6表示,受控于PRC-2的调节阀,进入EA-406的壳程,经阀V23排出。回流罐液位由LIC-2控制。其中一部分液体经阀V13进入主回流泵GA-405A,电机开关为G5A。泵出口阀为V12。回流泵输出的物料通过流量调节器FIC-2的控制进入塔顶。备用回流泵的入口阀为V15,出口阀为V14,泵电机开关是G5B。另一部分作为产品经过入口阀V16,用主泵GA-406A送下道工序处理。主泵电机开关为G6A,出口阀为V17。塔顶采出备用泵GA-406B的入口阀为V18,电机开关为G6B,泵出口阀为V19。塔顶采出泵输出的物料由回流罐液位调节器LIC-2控制,以维持回流罐的液位。回流罐底设排放手操阀V25,用于当液位超高但产品不合格不允许采出时排放用(排放液回收)。手操阀VC4是C4的充压阀,系统开车时塔压低会导致在进料的前段时间内,入口部分因进料大量闪蒸而过冷,局部过冷会损坏塔设备。进料前用C4充压可防止闪蒸。

2.开车步骤

(1)将各阀门关闭。各调节器置手动,且输出为零。

(2)确保具备开车条件:开“N2”开关,表示氮气置换合格;开“GY”开关,表示公用工程具备;开“YB”开关,表示仪表投用。

(3)开C4的充压阀VC4,待塔压PRC-2达0.31MPa以上时,关VC4。

(4)开再沸器EA-405A的加热蒸汽入口阀V3和出口阀V4。

(5)开冷凝器EA-406的冷却水出口阀V23。

(6)开差压阀V6和V7。

(7)开进料前阀V1。手动操作FIC-1的输出约20%(进料量应大于100kmol/h),进料经过一段时间后,在提馏段各塔板流动和建立持液量的时间延迟后,塔釜液位LIC-1上升。由于进料压力达0.78 MPa,温度为65℃,所以进塔后会产生部分闪蒸,使塔压上升。

(8)通过手动PRC-2输出(冷却水量),控制塔顶压力在0.35MPa左右,投自动。

(9)当塔釜液位上升达60%左右时,暂停进料。手动开启加热蒸汽量FIC-3的输出约20%,使塔釜物料温度上升,直到沸腾。塔釜温度低于108℃的阶段为潜热段,此时塔顶温度上升较慢,回流罐液位也无明显上升。

(10)当塔釜温度高于108℃后,塔顶温度及回流罐液位明显上升。当回流罐液位上升至10%左右,开GA-405A泵的进口阀V13,启动泵G5A(GA-405A),然后开启泵出口阀V12。手动FIC-2的输出大于50%,进行全回流。回流量应大于300 kmol/h。

(11)调整塔温,进行分离质量控制。此时塔灵敏板温度TIC-3大约为69~72℃左右。缓慢调整塔釜加热量FIC-3,以每分钟0.5℃提升灵敏板温度直到78℃(实际需数小时)。缓慢提升温度的目的是使物料在各塔板上充分进行汽液平衡,使轻组分向塔顶升华,使重组分向塔釜沉降。TIC-3的给定值设为78℃,当温度升至78℃时将灵敏板温度控制TIC-3投自动(主调节器),将FIC-3投自动(副调节器),然后两调节器投串级。同时观察塔顶C5含量AI-1和塔底C4含量AI-2,合格后即可采出。同时注意确保塔釜液位LIC-1和回流罐液位LIC-2不超限。(当塔顶AI-1不合格且LIC-2大于80%时应及时开启阀门V25排放。同理,当塔釜AI-2不合格且LIC-1大于80%时应及时开启阀门V24排放。)

(12)此刻塔顶及塔釜液位通常在50%以下,重开进料前阀V1,手动操作FIC-1的输出。可逐渐提升进料量,由于塔压及塔温都处于自动控制状态,塔釜加热量和塔顶冷却量会随进料增加而自动跟踪提升。最终进料流量达到370 kmol/h时将FIC-1投自动。

(13)手动FIC-2的输出,将回流量提升至350 kmol/h左右,投自动。

(14)塔顶采出:提升进料量的同时,应监视回流罐液位。当塔顶C5含量AI-1低于0.5%且LIC-2达到50%左右时,先开启V16阀,开动泵G6A(GA406A),再开启泵出口阀V17。手动调节LIC-2的输出,当液位调至50%时投自动。

(15)塔底采出:提升进料量的同时,应监视塔釜液位。当塔底C4含量AI-2低于1.5%且LIC-2达到50%左右时,手动调节LIC-1的输出,当液位调至50%时投自动。

(16)将塔顶压力调节器PRC-2和PIC-1投超驰(用投串级代替)。

(17)微调各调节器给定值,使精馏塔达到设计工况。

3.停车步骤

(1)将塔压控制在0.35MPa,并保持自动。

(2)手动FIC-1,关闭进料前阀V1。

(3)将TIC-3与FIC-3串级。手动减小FIC-3的输出(约关至25%),同时加大塔顶和塔釜采出。

(4)当釜液降至5%,停止塔底采出。

(5)当回流罐液位降至20%时,停回流,停再沸器加热,停塔顶采出。

(6)关闭GA-405A出口阀,停GA-405A,关闭进口阀;关闭GA-406A出口阀,停GA-406,关闭进口阀。(www.xing528.com)

(7)将回流罐液体从底部泄出,将釜液泄出。

(8)手动开大PIC-1输出泄压,手动关PRC-2。

(9)关闭再沸器进、出口阀,关闭冷却水出口阀,关闭压差阀。

(10)待压力泄压至0.0,停车完毕。

4.事故设置及排除

(1)停冷却水

事故现象:冷却水流量为0.0 kmol/h(FI-6)。塔压升高。塔顶温度上升。

处理方法:塔顶放火炬保压,停进料,关闭加热蒸汽。关闭塔顶采出和釜液排出。在此基础上进行完全停车操作。

(2)停加热蒸汽

事故现象:蒸汽断开,即加热蒸汽流量为0.0 kmol/h(FIC-3的输入)。塔釜温度降低(TI-4)。灵敏板温度降低(TIC-3)。塔釜产品和塔顶产品不合格,压差、温差减小。

处理方法:关闭进料,停止塔顶采出。压力高时排放火炬,釜液排出。在此基础上进行完全停车。

(3)无进料

事故现象:进料量为0.0 kmol/h(FIC-2的输入)。

处理方法:紧急停车。

(4)停电(停动力电)

事故现象:由于GA-405A/B、GA-406A/B停转。回流量为0.0(FIC-2)。塔顶采出量为0.0(FI-5)。

处理方法:关闭进料阀,停塔顶采出,排放火炬维持塔压及回流罐液位。在以上基础上进行停车操作。

(5)无回流量

事故现象:回流量逐步降为0.0(FIC-2),回流泵坏。

处理方法:开启备用泵GA-405B及相关阀门,关闭泵GA-405A及相关阀门。

5.思考题

(1)简述二元精馏塔的主要设备部件。

(2)写出精馏塔正常工况的工艺条件。

(3)精馏塔开车前必须做好哪些准备工作?

(4)精馏塔进料前用C4将塔升压有何作用?

(5)精馏塔开车时如何判断塔釜物料开始沸腾?随着全塔分离度提高,塔釜沸点会如何变化?

(6)回流比如何计算?什么是全回流?说明全回流在开车中的作用。

(7)为什么回流罐液位低于10%时不得开启全回流?

(8)回流量过大会导致什么现象?

(9)什么是灵敏板?该板的温度有何特点?

(10)为什么精馏塔开车时灵敏板温度从70℃左右上升至78℃时必须缓慢提升?如何提升温度既准确又方便?

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