книги из ГПНТБ / Караваев М.М. Промышленный синтез метанола

Г Л А В А V

ПУСК И ЭКСПЛУАТАЦИЯ АГРЕГАТОВ СИНТЕЗА И РЕКТИФИКАЦИИ

После завершения строительных, монтажных или ремонтных работ агрегаты подготавливают к пуску. Подготовка включает ряд последовательных операций, тщательное выполнение которых обеспечит нормальную эксплуатацию системы. Это проверка пра­ вильности монтажа, пневмо- и гидроиспытания, продувка и про­ мывка линий и аппаратов, ревизия арматуры и автоматического управления, пробный пуск компрессоров и насосов, загрузка п восстановление катализатора. Если катализатор предварительно восстанавливают вне колонны, то его только разогревают, и пред-, пусковой период значительно сокращается.

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

В период подготовительных работ проверяют знания обслужи­ вающего персонала технологического регламента, инструкций по, технике безопасности и по рабочим местам. Работников отделений синтеза и ректификации метанола-сырца обеспечивают противо­ газами марок А и М, необходимым инструментом и средствами индивидуальной защиты. Цеховые и заводские лаборатории укомплектовывают приборами, реактивами, методическими инст­ рукциями и графиком аналитического контроля качества газовых и жидкостных потоков производства метанола. Кроме того, служ­ ба электриков КИП и автоматики проверяет правильность и качество монтажа электрических схем, схем контрольно-измери­ тельных приборов и автоматизации (опрессовывают импульсные линии).

В производственных помещениях проверяют работоспособность приточной и вытяжной вентиляции, систем автоматического регу­ лирования, блокировок и КИП на газовых потоках и воде при пробном пуске агрегатов. Выполняют работы по защите оборудо­ вания и коммуникаций от коррозии, по монтажу обогревающих паровых спутников и изоляции оборудования и трубопроводов. Для гибкого и оперативного управления производственным про­ цессом все отделения производства метанола — подготовка исход­ ного газа, компримирование, синтез и ректификация — снабжены телефонной связью между собой, а также с другими цехами за-

89

ЭКСПЛУАТАЦИЯ АГРЕГАТОВ СИНТЕЗА И РЕКТИФИКАЦИИ

После опрессовки агрегата исходным газом давление снижаютдо 160 кгс/см2, и агрегат готовят к разогреву и восстановлению, катализатора. В качестве газов-восстановителей используют ис­ ходный конвертированный газ, циркуляционный газ, водород или азото-водородную смесь. Способы и режимы восстаіновления ка­ тализаторов описаны на стр. 18, здесь отмечаются лишь неко­ торые технологические особенности процесса восстановления.

Разогрев и восстановление катализатора состоят из следующих основных этапов:

1.Сушка катализатора, т. е, удаление влаги при нагревании, катализатора горячим циркуляционным газом.

2.Восстановление катализатора по основной реакции:

2Сг03 + ЗН2 ^=4: Сг20 3 + ЗН20 + Q

3. Разогрев катализатора до температуры синтеза, и перевод колонны на исходный газ и автотермичный режим.

Необходимо особенно внимательно следить за началом'второ­ го и третьего этапов, так как реакции восстановления и синтеза— зкзотермичные. Поэтому возможно резкое повышение температу­ ры в колонне и термическое отравление (спекание) катализатора. Важным условием процесса восстановления является плавность, повышения температуры в зоне катализатора.

К агрегату синтеза подключают циркуляционный компрессор и устанавливают циркуляцию газа. При этом проверяют работу агрегата по перепаду давления, правильность показаний и работу расходомеров по основному ходу и по холодным байпасам. При объемной скорости циркуляционного газа 1000-^2500 ч_1 включа­ ют электроподогреватель, вмонтированный в колонну. Поднимают температуру в слое катализатора, снижая расход газа по основ­ ному ходу и увеличивая нагрузку на электроподогреватель, не допуская перегрева спирали выше 650 °С.

бенно опасным является момент восстановления при 190—220 °С, когда возможны резкие колебания температуры. Скорость подъема температуры от 220 до 300 °С составляет примерно 10—12 °С в 1 ч. С увеличением температуры постепенно повышают давление в си­ стеме до 300 кгс/см2 подачей исходного газа. Температуру регули­ руют, изменяя расход газа по основному ходу, по холодному бай­ пасу или изменяя нагрузку на электроподогреватель. Постепенно колонну выводят на автотермичный режим и электроподогрева­ тель отключают.

Процесс контролируют по количеству сливаемого конденсата и его плотности. Если слив конденсата превышает 20 л/ч, подъем температуру прекращают до установления прежней величины сли­ ва конденсата. В конце восстановления плотность конденсата

9t

При пуске колонны обезэфнривання в куб ее закачивают мета­ нол-сырец, в испаритель подают пар, а в конденсатор и холо­ дильник кубового остатка — воду. С увеличением подачи метано­ ла-сырца в колонну соответственно увеличивается расход пара в испаритель. До подачи метанола-сырца в колонну в него вводят щелочь. При повышении уровня метанола в кубе колонны отбира­ ют обезэфиренный метанол, а с верха колонны — диметнловый эфир.

Аналогичным образом осуществляют пуск колонны предвари­ тельной и основной ректификации. Различие состоит в качестве подаваемого сырья в питательные секции колонн и в температур­ ном режиме их работы. В куб колонны закачивают метанол, в ис­ паритель подают греющий пар, а в конденсатор и холодильник кубового остатка — воду. При появлении уровня в сборнике ди­ стиллята насосом подают флегму на орошение колонн. Количество подаваемой флегмы регулируют расходом пара в испаритель. Ис­ ходный метанол, поступающий в колонны, подогревают в тепло­ обменнике за счет тепла парового конденсата. При установившем­ ся режиме работы из куба колонны предварительной ректифика­ ции отбирают метанол (для дальнейшей очистки), а с верха колон­ ны основной ректификации — метанол-ректификат, который пере­ дают на склад.

ОСТАНОВКА АГРЕГАТОВ

В зависимости от цели остановки различают нормальную (пла­ новую), аварийную и остановку на ремонт с охлаждением ката­ лизатора.

Нормальную остановку агрегатов синтеза проводят по графику планово-предупредительного ремонта. При этом закрывают венти­ ли иа линиях подачи исходного газа и постоянной продувки. По­ дачу циркуляционного газа продолжают. Включают электроподо­ греватель колонны, давление в агрегате (за счет переработки во­ дорода и окислов углерода) снижается до 150 кгс/см2. Выделение метанола прекращается; электроподогреватель отключают. Оста­ навливают трубоциркуляцпонные компрессоры. Метанол-сырец из сепараторов полностью вытесняется в сборник. Давление в цикле снижают до атмосферного, причем скорость снижения давления должна быть не выше 150 кгс/см2 в 1 ч. После охлаждения катали­ затора до 50—60 °С его выгружают.

в цехе, сильными пропусками газа на коллекторах и трубопрово­ дах и интенсивным ростом температуры (вспышка) в слое катали­ затора.

При аварийной остановке необходимо остановить газовые ком­ прессоры, закрыть вентиль на линии подачи исходного газа в агре-

93

гат, снизить давление сначала до 150 кгс/см2, затем до атмосфер­ ного, не допуская резких колебаний температуры в зоне катализа­ тора.

В случае протекания реакции метанирования к непрекращаю­ щемся росте температур в насадке необходимо увеличить расход газа по холодным байпасам, немедленно прекратить подачу ис­ ходного газа и создать максимальную циркуляцию газа в системе. При дальнейшем росте температуры вследствие реакции метани­ рования агрегат аварийно останавливают, давление снижают до , атмосферного.

Остановка агрегата синтеза на ремонт с охлаждением катали­ затора проводится аналогично нормальной остановке. При этом катализатор охлаждают плавно, без резких колебаний температу­ ры по высоте слоя. После снижения давления до 60 кгс/см2 сепа­ ратор продувают азотом до полного удаления метанола-сырца.

и аварийной продувки. Затем устанавливают заглушки на линии подачи исходного газа н других коллекторах, соединяющих агрегат со смежными системами. Систему продувают азотом до содержа­ ния горючих веществ не более 0,5 объемн. % (в пересчете на во­ дород). Агрегат синтеза подготовлен к ремонту и устранению не-« поладок.

Остановку агрегатов отделения ректификации проводят по та­ кому же принципу: прекращают подачу сырья в колонну, пара в испаритель, воды в холодильники и флегмы на орошение; затем® прекращают отбор боковых фракций и метанола; закрывают все вентили на трубопроводах и аппаратуре.

При прекращении подачи в отделение электроэнергии, пара, оборотной воды или воздуха для контрольно-измерительных при­ боров агрегаты необходимо аварийно остановить согласно инструк­ ции «Аварийная остановка агрегатов».

При возникновении пожара немедленно вызвать пожарную ко­ манду, остановить вытяжную и приточную вентиляции, аварийно остановить отделение и приступить к тушению пожара силами сме­ ны отделения. Прекратить доступ метанола и его фракций к оча­ гу пожара.

При разрыве трубопроводов или аппаратов, при выявлении^ сильной течи в аппаратах или фланцевых соединениях следует*- немедленно прекратить производство ремонтных и огневых работ, отключить поврежденные участки коммуникаций от системы. При невозможности отключения аварийно остановить агрегат, а прщ необходимости и все отделение. При аварийной остановке агрега-' ты отключают от сырьевых потоков, закрывают задвижки с элек­ троприводом, а все регуляторы переводят на ручное управление. Далее проводят те же операции, что и при нормальной остановке.

94

РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ

Изменяя параметры процесса можно добиться стабиль­ ного и оптимального режима синтеза. В производстве метанола регулируют: давление, расход, температуру, концентрацию ве­ ществ и уровень в аппаратах.

Отделение компримирования. В газовых компрессорах контро-

.лируют температуру и давление по ступеням сжатия газа, темпе­ ратуру подшипников и электродвигателя. При нарушении в снаб­ жении электроэнергией, при повышении температуры электродви­ гателя, подшипников или падении давления смазочного масла компрессор автоматически останавливают. Непосредственно у компрессоров устанавливают щиты, по которым контролируют давление и температуру. Вентили для переключения потоков газа между ступенями и коллекторами всасывающего и нагнетатель­ ного патрубков устанавливают непосредственно у щита.

Отделение синтеза. Исходный газ при 300—320 кгс/см2 из от­ деления компримирования поступает в отделение синтеза метано­ ла. Автоматическое регулирование перепада давления на цирку­ ляционных компрессорах осуществляется перепуском части газа

поддержания определенного давления в сборнике метанола на нем устанавливают регулятор давления.

Для случая неисправного автоматического регулятора преду­ смотрена система дистанционного управления клапанами и вен­ тилями с электроприводом из центрального пульта управления и с местных щитов управления. Дистанционное управление преду­ смотрено пневматическими клапанами на линии подачи газа в ко­ лонну по основному ходу, по холодному байпасу, на линии исход­ ного газа в масляный фильтр турбоциркуляционного компрессора. Вентили с электроприводом установлены на байпасной линии вы­ вода жидкого метанола из сборника, на всасывающей и нагнета­ тельной ' линиях турбоциркуляционных компрессоров, а также на линиях продувок агрегата синтеза.

Отделение дистилляции метанола-сырца. Регулирование тех­ нологического режима агрегатов сводится к поддержанию теплового'и материального балансов колонн ректификации при задан­ ных температурах и расходах метанольных потоков (рис. 36).

Для агрегатов обезэфиривания предусматривается регулирорание следующих параметров: подачи метанола-сырца в колонну, температуры верха 'колонны изменением расхода жидкого диметилового эфира, уровня в колонне выводом обезэфиренного мета­ нола, температуры низа колонны изменением расхода пара в ис­ парители, уровня в сборнике дистиллята подачей флегмы в колон­ ну, давления в линии сброса инертных компонентов в атмосферу и в сеть топливного газа. Предусматривается дистанционное управ­ ление бтсекателем на линии подачи метанола-сырца в колонну.

95

Возможные нарушения технологического режима, их причины и способы устранения

из