和过程实施第五节净化系统工作过程第六节工艺流程第三章开车第节油压管道系统试验方案第二节工艺管道系统试验方案第三节交工文件第四节提纯净化及提纯装置仪器仪表及自控系统开车前的准备工作第五节提纯净化及提纯装置装置吸附剂的装填第六节提纯净化及提纯装置装置的置换第七节提纯净化及提纯装置装置试车第八节提纯净化及提纯装置装置运行调节第九节提纯净化及提纯装置装置停车第十节提纯净化及提纯装置系统停车后的再启动第十节提纯净化及提纯装置系统故障处理方法第四章安全技术第节概述第二节本装置有害物质对人体的危害及预防措施第三节装置的安全设施第四节氢气氧化碳系统运行安全要点第五节消防第六节安全生产基本注意事项第五章安全规程第章前言本装置是采用变压吸附简称法，先将变换气中的绝大部分二氧化碳脱除，再将净化气送到提纯段，净化后的产品氧化碳和氢氮气送往后续工段。装置设计参数如下变换气组成总硫处理能力中间气含量干净化气中含量产品氧化碳含量吸附压力粗脱净化氧化碳提纯吸附温度本装置为吹扫解吸脱碳工艺，改变操作条件可使产品氧化碳纯度含量提高。就工艺特点而言，产品气中氧化碳含量越高，收率就越低。所以操作中不应单纯追求产品气中氧化碳的含量，而应视实际需要，选择适当的氧化碳含量，以获较高的经济效益。本装置采用气相吸附工艺，因此原料气不应含有任何液体和固体。在启动和运转这套装置前，要求操作人员透彻地阅读这份操作手册，因为不适当的操作会导致运行性能低劣和吸附剂损坏。本手册中所涉及压力均为表压，组成浓度均为体积百分数，以下不再专门标注。第二章工艺说明第节吸附的基本概念和吸附剂吸附的定义当气体分子运动到固体表面上时，由于固体表面原子剩余引力的作用，气体中的些分子便会暂时停留在固体表面上，这些分子在固体表面上的浓度增大，这种现象称为气体分子在固体表面上的吸附。相反，固体表面上被吸附的分子返回气体相的过程称为解吸或脱附。被吸附的气体分子在固体表面上形成的吸附层，称为吸附相。吸附相的密度比般气体的密度大得多，有可能接近液体密度。当气体是混合物时，由于固体表面对不同气体分子的引力差异，使吸附相的组成与气相组成不同，这种气相与吸附相在密度上和组成上的差别构成了气体吸附分离技术的基础。吸附物质的固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。伴随吸附过程所释放的热量叫吸附热，解吸过程所吸收的热量叫解吸热。气体混合物的吸附热是吸附质的冷凝热和润湿热之和。不同的吸附剂对各种气体分子的吸附热均不相同。按吸附质与吸附剂之间引力场的性质，吸附可分为化学吸附和物理吸附。化学吸附即吸附过程伴随有化学反应的吸附。在化学吸附中，吸附质分子和吸附剂表面将发生反应生成表面络合物，其吸附热接近化学反应热。化学吸附需要定的活化能才能进行。通常条件下，化学吸附的吸附或解吸速度都要比物理吸附慢。石灰石吸附氯气，沸石吸附乙烯都是化学吸附。物理吸附也称范德华吸附，它是由吸附质分子和吸附剂表面分子之间的引力所引起的，此力也叫作范德华力。由于固体表面的分子与其内部分子不同，存在剩余的表面自由力场，当气体分子碰到固体表面时，其中部分就被吸附，并释放出吸附热。在被吸附的分子中，只有当其热运动的动能足以克服吸附剂引力场的位能时才能重新回到气相，所以在与气体接触的固体表面上总是保留着许多被吸附的分子。由于分子间的引力所引起的吸附，其吸附热较低，接近吸附质的汽化热或冷凝热，吸附和解吸速度也都较快。被吸附气体也较容易地从固体表面解吸出来，所以物理吸附是可逆的。分离气体混合物的变压吸附过程系纯物理吸附，在整个过程中没有任何化学反应发生。本工艺为物理吸附。二吸附剂吸附剂的种类工业上常用的吸附剂有硅胶活性氧化铝活性炭分子筛等，另外还有针对种组分选择性吸附而研制的吸附材料。气体吸附分离成功与否，很大程度上依赖于吸附剂的性能，因此选择吸附剂是确定吸附操作的首要问题。硅胶是种坚硬无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，分子式为，为种亲水性的极性吸附剂。它是用硫酸处理硅酸钠的水溶液，生成凝胶，并将其水洗除去硫酸钠后经干燥，便得到玻璃状的硅胶，它主要用于干燥气体混合物及石油组分的分离等。工业上用的硅胶分成粗孔和细孔两种。粗孔硅胶在相对湿度饱和的条件下，吸附量可达吸附剂重量的以上，而在低湿度条件下，吸附量大大低于细孔硅胶。活性氧化铝是由铝的水合物加热脱水制成，它的性质取决于最初氢氧化物的结构状态，般都不是纯粹的，而是部分水合无定形的多孔结构物质，其中不仅有无定形的凝胶，还有氢氧化物的晶体。由于它的毛细孔通道表面具有较高的活性，故又称活性氧化铝。它对水有较强的亲和力，是种对微量水深度干燥用的吸附剂。在定操作条件下，它的干燥深度可达露点以下。活性炭是将木炭果壳煤等含碳原料经炭化活化后制成的。活化方法可分为两大类，即药剂活化法和气体活化法。药剂活化法就是在原料里加入氯化锌硫化钾等化学药品，在非活性气氛中加热进行炭化和活化。气体活化法是把活性炭原料在非活性气氛中加热，通常在以下除去挥发组分以后，通入水蒸气二氧化碳烟道气空气等，并在温度范围内进行反应使其活化。活性炭含有很多毛细孔构造，所以具有优异的吸附能力。因而它用途遍及水处理脱色气体吸附等各个方面。沸石分子筛又称合成沸石或分子筛，其化学组成通式为ⅠⅡ式中Ⅰ和Ⅱ分别为价和二价金属离子，多半是钠和钙，称为沸石的硅铝比，硅主要来自于硅酸钠和硅胶，铝则来自于铝酸钠和等，它们与氢氧化钠水溶液反应制得的胶体物，经干燥后便成沸石，般，。沸石的特点是具有分子筛的作用，它有均匀的孔径，如细孔。有孔径的沸石可吸附甲烷乙烷，而不吸附三个碳以上的正烷烃。它已广泛用于气体吸附分离气体和液体干燥以及正异烷烃的分离。碳分子筛实际上也是种活性炭，它与般的碳质吸附剂不同之处，在于其微孔孔径均匀地分布在狭窄的范围内，微孔孔径大小与被分离的气体分子直径相当，微孔的比表面积般占碳分子筛所有表面积的以上。碳分子筛的孔结构主要分布形式为大孔直径与碳粒的外表面相通，过渡孔从大孔分支出来，微孔又从过渡孔分支出来。在分离过程中，大孔主要起运输通道作用，微孔则起分子筛的作用。以煤为原料制取碳分子筛的方法有炭化法气体活化法碳沉积法和浸渍法。其中炭化法最为简单，但要制取高质量的碳分子筛必须综合使用这几种方法。碳分子筛在空气分离制取氮气领域已获得了成功，在其它气体分离方面也有广阔的前景。吸附剂的物理性质吸附剂的良好吸附性能是由于它具有密集的细孔构造。与吸附剂细孔有关的物理性能有孔容吸附剂中微孔的容积称为孔容，通常以单位重量吸附剂中吸附剂微孔的容积来表示孔容是吸附剂的有效体积，它是用饱和吸附量推算出来的值，也就是吸附剂能容纳吸附质的体积，所以孔容以大为好。吸附剂的孔体积不定等于孔容，吸附剂中的微孔才有吸附作用，所以中不包括粗孔。而中包括了所有孔的体积，般要比大。比表面积即单位重量吸附剂所具有的表面积，常用单位是。吸附剂表面积每克有数百至千余平方米。吸附剂的表面积主要是微孔孔壁的表面，吸附剂外表面是很小的。孔径与孔径分布在吸附剂内，孔的形状极不规则，孔隙大小也各不相同。直径在数埃至数十埃的孔称为细孔，直径在数百埃以上的孔称为粗孔。细孔愈多，则孔容愈大，比表面也大，有利于吸附质的吸附。粗孔的作用是提供吸附质分子进入吸附剂的通路。粗孔和细孔的关系就象大街和小巷样，外来分子通过粗孔才能迅速到达吸附剂的深处。所以粗孔也应占有适当的比例。活性炭和硅胶之类的吸附剂中粗孔和细孔是在制造过程中形成的。沸石分子筛在合成时形成直径为数微米的晶体，其中只有均匀的细孔，成型时才形成晶体与晶体之间的粗孔。孔径分布是表示孔径大小与之对应的孔体积的关系。由此来表征吸附剂的孔特性。表观重度又称视重度。吸附剂颗粒的体积由两部分组成固体骨架的体积和孔体积，即表观重度就是吸附颗粒的本身重量与其所占有的体积之比。吸附剂的孔体积不定等于孔容，吸附剂中的微孔才有作用，所以中不包括粗孔。而中包括了所有孔的体积，般要比大。真实重度又称真重度或吸附剂固体的重度，即吸附剂颗粒的重量与固体骨架的体积之比。假设吸附颗粒重量以克为基准，根据表观重度和真实重度的定义则于是吸附剂的孔体积为堆积重度又称填充重度，即单位体积内所填充的吸附剂重量。此体积中还包括有吸附剂颗粒之间的空隙，堆积重度是计算吸附床容积的重要参数。以上的重度单位常用表示。孔隙率ε即吸附剂颗粒内的孔体积与颗粒体积之比。ε空隙率ε即吸附颗粒之间的空隙与整个吸附剂堆积体积之比。ε表列出了些吸附剂的物理性质表吸附剂的物理性质吸附剂名称硅胶活性氧化铝活性炭沸石分子筛真实重度表观重度堆积重度空隙率比表面积孔容平均孔径三吸附平衡和等温吸附线吸附的热力学基础吸附刚开始时吸附剂存在大量的活性表面，被吸附的吸附质分子数大大超过离开表面的分子数。随着吸附的进行，吸附剂表面逐渐被吸附质分子遮盖，吸附剂表面再吸附的能力下降，直到吸附速度等于解吸速度时，就表示吸附达到了平衡。在密闭的容器内，吸附剂与吸附质充分接触，呈平衡时为静态吸附平衡。含有定量吸附质的惰性气流通过吸附剂固定床，吸附质在流动状态下被吸附剂吸附，最后达到的平衡为动态平衡。为了解释吸附过程的实质，曾提出了各式各样的理论。在这些理论中，迄今没有个能够说明所有的吸附现象。个别理论虽然能够完善地说明吸附现象的个方面，但是却不能用来解释这现象的其它方面。这些理论适用与否，是取决于吸附质和吸附剂的性质，以及吸附的具体条件。不管对吸附机理的各种解释如何，他们都认为吸附剂对吸附质的吸附数量与被吸附气体的压力及吸附过程的温度有关，即，式中单位重量或体积吸附剂所吸附的物质量吸附量吸附组分在气相中平衡时的分压吸附过程的温度。在此函数中，当温度定时，称为等温吸附线当压力定时，称为等压