一种利用氮气与抽空法结合的变压吸附脱碳装置开车前置换方法

摘要

本发明涉及一种变压吸附装置安装或检修完成后开车前置换方法，经过压缩空气吹扫管道与试漏试压合格后，塔内全为空气，第一步，打开吸附塔程控阀、均压设备程控阀，抽真空至压力≤‑0.07MPa，关闭全部程控阀；第二步，通过设置在吸附塔顶部出口总管上的氮气管道从吸附塔出口总管通过开启全部出口程控阀送入氮气至压力0.005MPa，从原料气进口设立的放空管放空置换流出气，放空气量为容器总容量的10％～20％，停止送氮气，关闭氮气阀门，原料气进口总管气体中的氧气含量达到～2.5％，重复以上两步氧气含量达到～0.2％，再次重复以上两步氧气含量达到～0.04％，根据所需氧气浓度确定重复次数。

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，是一种有效利用惰性气体，降低气体消耗的方法。

背景技术

1、对于工作压力0.3MPa以上的化工装置，一般的置换方法是在原料气进口总管处设立氮气置换管道，使氮气0.3MPa下通入装置，流过全部设备后放空的方法赶走空气中的氧气，这个方法切实可行并且被几乎所有的化工厂使用。该方法应用于进出口直通的设备安全有效而且节省氮气。也有在产品气出口总管设立氮气置换管道，使氮气0.3MPa下通入装置，流过全部设备，从进口处设立放空管道的方法赶走空气中的氧气，这两种方法的道理完全相同。

2、对于变压吸附装置而言，上述方法有很大的缺陷是因为变压吸附装置的管道错综复杂，没有简单的直流通道，管道与设备死角多，通常难以完成盲肠结构的置换。为了更好的置换，必须在几乎全部总管与设备上设立置换放空口来确保置换无死角，泄漏点自然增加，管理难度加大，操作也不方便。对于4个以下的吸附塔，由于均压管道少，设备少，直接的流通置换也是可行的，但是对于目前吸附塔多达10个以上，甚至有40个吸附塔同时工作的装置，置换方法使用常规的流通置换难度异常的大，对于18塔，每塔30立方，均压管道5根的吸附装置，氮气流量1000标方/小时，置换时间一般都在12小时以上。设立置换放空点一般都在10个以上，置换取样点对应设置为10个以上。每个点取样均合格才能保证置换合格。

3、氮气置换所用的氮气标方数基本上是容器总容积的5倍或以上，才能把装置氧气浓度降低到0.2％。

发明内容

装置安装或检修完成后开车前置换方法，本发明其特征在于，经过吹扫管道与试漏试压合格，塔内全为空气，第一步，把所有吸附塔在底部设立的全部抽空程控阀打开，打开任意一台吸附塔除放空阀外的全部程控阀，打开吸附塔顶部的全部出口程控阀，打开全部均压设备相连的程控阀，由此可以保证装置除真空泵出口、逆放气出口的全部设备互相连通。

抽空全部吸附塔与均压设备压力到-0.07MPa及更高真空，停止抽空，关闭全部抽空程控阀。这个过程把设备内的氧气总量降低到30％以下，把原来初始氧气分压由0.021MPa降低到0.006MPa及以下。但是氧气在设备中的浓度没有降低，仍然约为21％。

第二步，通过设置在吸附塔顶部出口总管上的氮气管道从吸附塔出口总管通过开启的全部出口程控阀送入氮气到压力为0.005MPa，打开置换出口阀，放空置换出口气，置换气放空量为总设备容量的10％～20％即可，这个过程，把氧气的浓度由原来的约21％降低到了～2.5％。停止送氮气，关闭氮气阀门，从原料气进口总管分析取样口取样，分析气体中的氧气含量达到～2.5％。

重复第一步与第二步，从原料气进口总管分析取样口取样，分析气体中的氧气含量达到～0.2％。

按照需要氧气的浓度来确定重复次数，按照规定一般为0.2％以下氧气合格。所需要的氮气总量仅为全部容器容量的2.5倍，置换合格所需时间大约为流通置换时间的30％。

再次重复第一步与第二步，从原料气进口总管分析取样口取样，分析气体中的氧气含量应该为～0.04％。

对于特殊要求的装置，氧气若要求更低，需要增加抽空与升压置换次数。

具体实施方式

实施例1：18塔变压吸附脱碳装置安装或检修完成后开车前置换，经过压缩空气吹扫管道(初始安装有装填吸附剂)与试漏试压合格后，塔内全为空气，第一步，把所有吸附塔在底部设立的全部抽空程控阀打开，打开任意一台吸附塔除放空阀外的全部程控阀，打开吸附塔顶部的全部出口程控阀，打开全部均压设备相连的程控阀，抽空全部吸附塔与均压设备压力到-0.070MPa，停止抽空，关闭全部抽空程控阀；第二步，通过设置在吸附塔顶部出口总管上的氮气管道从吸附塔出口总管通过开启的全部出口程控阀送入氮气到压力为0.005MPa，从原料气进口设立的放空管放空置换流出气，放空气量为容器总容量的20％，停止送氮气，关闭氮气阀门，从原料气进口总管分析取样口取样，分析气体中的氧气含量达到～2.5％，重复第一步与第二步，从原料气进口总管分析取样口取样，分析气体中的氧气含量达到～0.2％，按照规定一般为0.2％以下氧气合格。

实施例2：21塔变压吸附脱碳装置安装或检修完成后开车前置换，经过压缩空气吹扫管道(初始安装有装填吸附剂)与试漏试压合格后，塔内全为空气，第一步，把所有吸附塔在底部设立的全部抽空程控阀打开，打开任意一台吸附塔除放空阀外的全部程控阀，打开吸附塔顶部的全部出口程控阀，打开全部均压设备相连的程控阀，抽空全部吸附塔与均压设备压力到-0.075MPa，停止抽空，关闭全部抽空程控阀；第二步，通过设置在吸附塔顶部出口总管上的氮气管道从吸附塔出口总管通过开启的全部出口程控阀送入氮气到压力为0.005MPa，从原料气进口设立的放空管放空置换流出气，放空气量为容器总容量的15％，停止送氮气，关闭氮气阀门，从原料气进口总管分析取样口取样，分析气体中的氧气含量达到～2.5％，重复第一步与第二步，从原料气进口总管分析取样口取样，分析气体中的氧气含量达到～0.2％，按照规定一般为0.2％以下氧气合格。

实施例3：16塔变压吸附脱碳装置安装或检修完成后开车前置换，经过压缩空气吹扫管道(初始安装有装填吸附剂)与试漏试压合格后，塔内全为空气，第一步，把所有吸附塔在底部设立的全部抽空程控阀打开，打开任意一台吸附塔除放空阀外的全部程控阀，打开吸附塔顶部的全部出口程控阀，打开全部均压设备相连的程控阀，抽空全部吸附塔与均压设备压力到-0.08MPa，停止抽空，关闭全部抽空程控阀；第二步，通过设置在吸附塔顶部出口总管上的氮气管道从吸附塔出口总管通过开启的全部出口程控阀送入氮气到压力为0.005MPa，从原料气进口设立的放空管放空置换流出气，放空气量为容器总容量的11％，停止送氮气，关闭氮气阀门，从原料气进口总管分析取样口取样，分析气体中的氧气含量达到～2.5％，重复第一步与第二步，从原料气进口总管分析取样口取样，分析气体中的氧气含量达到～0.2％，按照规定一般为0.2％以下氧气合格。