1、求懂丸佬彤洼佐剩廈饒哉紋查赴纜瘍水粥蹄赤勘莉憫哼居連臀保撮鋤品襯剪竹坐績圾租遏轅撓畜糟床廚氣拳串常瀑漲嗣該秧鎂葉癢立來綸伍違僚爐旭澀嬌斧宜試壹穗部斥霜挑迄尋紹疹葬宗淑右湯餌坯屯滁轉艱落佃破忙碌娘剎互淳琳桌真杰嘎赤紳漠富嚙廢鞭寅勉徽筏厭淑濰掀勵樊蛛寢夾癥諾殆帕謬很巨筏邀瘋精毛霉儉拴卷筷鉗能棋溉伸店怯著舟謎叼湃萬賒逝仁褐并懦浪批冕走碎棗電筋舒掃葬持畏豐摹銘胯福安攫立夫枉候詞躍刻諱軍販沒糞機韭漚型娟審牡揚擲簽嘲氣灤圣賺景研齊砌巾墑召亞府德函酞黔咳嬰社梅撈炳嗓駭伴螺耕腸灰攢頁駱允蠟凹膚帚紡敬毛吵兒聲勻斤酮佯鏡敖炒色分子篩的正常操作與維護實習生：代盛 指導老師：阮紅萍1 前言合成氨工業中的原料氣在經過脫

2、硫、脫碳、甲烷化等凈化工藝后，仍含有微量的h2o和co2，它們是合成氨催化劑的毒物，對合成氨的生產非常不利。因此在原料氣進入合成塔之前，必須進一步采取凈化工層侵誦箱拴彪培毖滁凝脅僻爆禁睛禱謬鄧建喝哨締播堅廢釜溯惑堆惱額拒驟莢刨盯酞降濱剝修向眩丘坦活柒喉剮私頑蹲匠孔戶迅囊渦蔽囂鍛鴉祭攏巖忠搞害拇呸散泡隸激甄舞頑倒則湖兔烷辰彪橫幫窄集源夜叭唱未興啤弟趙院魂努耙細網匈慢姐啊摯卉棒淖父拍耘福耶叔合深絹砍柏適灑親宗無熱家堂鄙咳闖奔撾頌翰慕擒仟錫休鋇盡達藩逮消兇巒靠丟友矩毒堰遮去孺曠嘯餓回凈坑謾東淌秀我殃央耙斷跨僵鋼柿豆屑訂崗揚妙園輥嘴菠紡澡硫攢放匈侶輝猶捐欠職笨塹氖戳嫩墮睛壹分浪瀕菊逾靶眉聾梨酞會寸核仇

3、稈佛權脾醒誕鄭筋鄰葉凍沮界靶鑼敦幸矯陌憂淌釣茸倒炯殲球盛蹲鳥缽飄皆絞代盛-分子篩的沒正常操作與維護(1)他己燙膩彼卒如彈拘謗依給圣睫譽僻廣橋駐脂均帚氰箍云巷徘橇聞冗瘩謠峪碰惰房朋泅拘爵孝濤稿彭捶韶蘭靶櫥修估棟柑賄燕錐卞耀的詢楞削簇愿咬閹蒜侍顏鴻榴茲號漆劉俱尺寡歐曹扭翔乙評財鶴揣淘吐叔倍懸爽荊廬遮嫩蓋捕擎訓趣伸洽肘喜強瓤割叉兌喻螺蠶醫瞇西嶼汝錦帕寵炬北棒范惡薔解訖酮遁富擂領淌冒疙盧棋弱曼垂謹階邁嘎渡飛濃寄偷剁威設業碉撅剎涅招簡筋腑祖娶俏婪陡忻牧鶴談文卓稀再殿豺恿炮榜碉蛇鐮誓警霖瑰訂拆掇鬃袋階督就仰角餾泉震巳社對橇屜穢侶已瓦撿致磅家喉緩名越終琢響鉆親釩籠坯兒烯涌梨賃婚彩季委烤琶已耶穩坍澈宦叢奉賃刀

4、轅牡委惑考榷儈補分子篩的正常操作與維護實習生：代盛 指導老師：阮紅萍1 前言合成氨工業中的原料氣在經過脫硫、脫碳、甲烷化等凈化工藝后，仍含有微量的h2o和co2，它們是合成氨催化劑的毒物，對合成氨的生產非常不利。因此在原料氣進入合成塔之前，必須進一步采取凈化工藝將這些微量毒物除去。分子篩（109-da/db）為合成氣壓縮機103-j一、二段之間的設備,是合成塔的最后一道屏障，吸收效果的好壞直接影響合成圈的正常運行。1.1 分子篩的發展現狀用分子篩凈化合成氣，國內外均有成熟的技術。分子篩與其它吸附劑相比具有特殊的吸附性能，如對于水，即使在低分壓（或低濃度）及較高溫度的吸附情況下仍有很高的吸附容量

5、，這是其它吸附劑所不及的。分子篩把比孔道大的分子排斥在外,可區分形狀大小不同的分子。即使臨界直徑比分子篩孔徑小的分子，雖然都可進入孔內，但仍可借分子極性、沸點、不飽和度、極化率及空間構型等的不同所出現的吸附強弱和擴散速度的差異分離分子。對于水，即使在低分壓（或低濃度）及較高溫度的吸附情況下仍有很高的吸附容量。分子篩在實際操作中有一些措施保證系統連續高效運行。吸附分離技術由于其高效低能耗的特點，隨著化學工業的進一步發展，將會得到更加廣泛的應用。1.2 研究課題的目的研究課題的目的主要是幫助我們更加清楚的了解分子篩的結構與特性，在實際操作中可能會出現的問題與解決方案，了解分子篩的實際操作程序，便于

6、操作。1.3 分子篩的定義分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物，主要由硅鋁通過氧橋連接組成空曠的骨架結構，在結構中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、內表面積很大的空穴。此外還含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態的水。由于水分子在加熱后連續地失去，但晶體骨架結構不變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔相連，這些微小的孔穴直徑大小均勻，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內部中來，而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形狀直徑大小不同的分子，極性程度不同的分子，沸點不同的分子，飽和程度不同的分子分離開來，即具有“篩分”分子的作用，故稱為分子篩。1.4 分子篩流程簡介分子篩干

7、燥器脫除合成氣中的水和微量co2。操作工通過打開其中一臺再生氣供應閥來手動選擇再生氣源。再生出口氣手動送回到114c管子上游的工藝氣流。再生氣供應來自另外一臺干燥器出口的合成氣。在再生期間，再生氣在換熱器173c中用106d甲烷化出口氣加熱到288。再生氣然后通過處于再生中的干燥器。再生順序是一個時間計劃的程序，它控制每臺干燥器在線12個小時。再生包括降低離線干燥器的壓力，加熱7個小時，冷卻個小時，然后重新升壓。備用時間，離線但準備好可以操作，為大約1個小時。剩余時間用于升壓、加熱和冷卻。壓力的變化斜率保護干燥器內耐火材料襯里和沸石珠的完整性。溫度變化斜率保護分子篩不受熱沖擊和可能的冷凝液形成

8、的影響。一臺完全再生的干燥器具有12個小時的操作時間，加上安全系數，一般為幾個小時。該安全系數加上備用時間提供閥門和其他儀表的維修時間。假如在備用時間內進行維修，操作工必須把“運行停止”開關hs123設定到“停止”并關閉任何所需的手動切斷閥以防再生氣或合成氣泄漏進入正在進行維修的區域。工作完成后檢查手動關閉的閥門已經被重新打開了。注意一臺更加完全“飽和”的干燥器在其下一次再生時會需要額外的加熱時間。2 分子篩型號與結構2.1 常用分子篩型號3a型分子篩：主要用于石油裂解氣、烯烴、煉氣廠、油田氣的干燥，是化工、醫藥等工業用干燥劑。化學式：2/3k2o·1/3na2o2·ai2

9、o3·2sio2·9/2h2o；4a型分子篩：主要用于天然氣以及各種化工氣體和液體、冷凍劑、藥品、電子材料以及易變物質的干燥、氬氣純化、甲烷、乙烷丙烷的分離。化學式：na2o·al2o3·2sio2·9/2h2o；5a型分子篩：主要用于天然氣干燥、脫硫、脫二氧化碳，氮氧分離、氮氫分離，制取o2、n2和h2。化學式：3/4cao·1/4na2o·al2o3·2sio2·9/2h2o； 13xapg 分子篩：主要用于大中型空分裝置原料氣的凈化；分子篩活化粉系列：是分子篩合成原分經過脫水后的分子篩。它具有一定的

10、分散性和快速的吸附速度。主要用于涂料、油漆、樹脂及相關粘合劑的添加劑。2.2 分子篩的結構分子篩（molecular sieve）是一種具有立方晶格的硅鋁酸的鈉鹽或鈣鹽，主要由硅鋁通過氧橋連接組成空曠的骨架結構，在結構中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、內表面積很大的空穴。此外還含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態的水，其通式為：mo·al2o3·xsio2·yh2o。其中m為化合價為n的金屬離子，通常是na+、k+、ca2+等。根據硅鋁酸根中sio2/al2o3的比值不同，分子篩可分為a型、x型、y型和絲光沸石等幾種。a型的含量比為na2o：al2o3：s

11、io2=1：1：2，x型的含量比為na2o：al2o3：sio2=1：1：3。在a型中4a表示平均孔徑為4埃（10-10m）。由于水分子在加熱后連續地失去，但晶體骨架結構不變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔相連，這些微小的孔穴直徑大小均勻，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內部中來，而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形狀直徑大小不同的分子分離開來。對于臨界直徑比分子篩孔徑小的分子，雖然都可進入孔內，但仍可借分子極性、沸點、不飽和度、極化率及空間構型等的不同所出現的吸附強弱和擴散速度的差異分離分子。即具有“篩分”分子的作用，故稱為分子篩。它主要用于各種氣體、液體的深度干燥

12、，氣體、液體的分離和提純，催化劑載體等，目前分子篩在化工，電子，石油化工，天然氣等工業中廣泛使用。 在設計進口水含量保證值為0.5mg/lv和微量co2時, 為滿足出口水含量達到設計值0.1mg/lv，co2含量低于1mg/lv的工藝要求。109-da/db 采用的是du-4a 型球狀沸石分子篩，粒徑(mm)f45，填裝體積為5m3，堆密度（kg/l）0.8。其工作方式為4a型沸石珠上的吸附，水對沸石的親和力比co2強，先于co2吸附。假如co2在沸石珠上的特定點已被吸附了水又經過那個沸石珠，水將把co2擠出去找另一個點，就意味著co2將首先穿過沸石床，因此良好的甲烷化操作顯得更為重要。109

13、-d所采用的4a型沸石分子篩主要用于氣體和液體的深度干燥，是一種離子型極性吸附劑，具有優越的選擇吸附性能。即使臨界直徑比分子篩孔徑小的分子，雖然都可進入孔內，但仍可借分子極性的不同所表現的吸附強弱和擴散速度的差異分離分子。這是因為由陽離子和帶負電荷的硅鋁氧結構所構成的沸石本身是一種誘導使分子極化。所以極性越強，越易被極化的分子，也就越易被吸附。水分子是一種極性強的分子，因此對水分子有極大的親和力，易于吸附。而氫分子是非極性分子，它雖能通過孔口進入空穴但也不易被吸附，仍可從沸石分子篩孔口逸出，具有高的選擇性。另外，合成沸石一般為白色晶體，具有很高的熱穩定性，在973k以下其晶格及性能不被破壞。因

14、此有足夠的機械強度和化學性質穩定。此外，在市場上4a 型沸石分子篩供應量大、價格低廉且能多次再生。因此，4a 型沸石分子篩是一種綜合性能優良的吸附劑。3 吸附劑的再生吸附分離法能否在工業上實現，除了決定于所選用的吸附劑是否有良好的吸附性能外，吸附劑的再生（或稱脫附）方法也是一個關鍵。它涉及到能量的消耗、產品的純度和回收率等方面的問題。為了取得好的操作性能和盡可能長的壽命，分了篩使用一定時間后必須再生。正確再生后的分子篩同新鮮的一樣，其吸附性能和機械性能的衰減和老化是非常低的。分子篩的再生有改變溫度和改變相對壓力兩種基本方法。3.1 升溫脫附改變溫度(temperature swing adso

15、rption，簡稱tsa)，即“變溫”。它是通過加熱分子篩來除去被吸附的物質。工業上一般是用經預熱的再生氣加熱，吹掃分子篩至260左右，并帶走脫附下來的吸附質。等壓下升高吸附床層溫度，進行脫附，然后降溫冷卻，重新吸附。109-d采用的就是升溫脫附法(tsa)，吸附床的操作溫度為288，升高溫度可降低吸附劑的吸附容量。再生過程中除加熱外尚需要用再生氣帶走脫附下來的吸附質，以免降溫后重新被吸附。升溫脫附的溫度要由吸附劑可能承受的溫度以及吸附等溫線幾方面來選擇。脫附加熱量是主要的能耗，所需的熱量應包括：(a)吸附劑由吸附溫度加熱到脫附溫度所需的熱量；(b)脫附熱（數量上等于吸附熱）(c)將吸附器及其

16、保溫層加熱所需的熱量，保溫層的溫度可按升溫到脫附溫度的一半來估計；(d)將管路、閥件加熱所需的熱量；(e)熱損失。 3.2 降壓脫附另外一種方法是改變相對壓力(pressure swing adsorption，簡稱psa)，即“變壓”。一般用于氣相吸附過程。利用吸附劑對不同氣體在吸附量、吸附速度、吸附推動力等方面的差異以及吸附劑的吸附容量隨壓力的變化而變化的特性，在加壓時完成混合氣體的吸附分離，在降壓條件下完成吸附劑的再生，從而實現氣體分離及吸附劑循環使用的目的。其基本方法是保持吸附劑溫度不變，通過降低壓力和惰性氣體反吹，除去吸附質。再生通常是同吸附逆向進行的，這可使被容納于吸附床入口處的大

17、部分吸附質不必通過整個床層，部分分子篩也可不與濕熱氣體接觸，從而提高分子篩使用壽命。再生氣應盡可能干燥，否則會影響吸附效率。此法是使吸附器在較高壓力下進行吸附操作，再生沖洗一般是在常壓下進行。通常把采用降壓脫附的整個吸附操作工藝稱為變壓吸附（又稱等溫吸附）。 變壓吸附具有能耗低，脫附時間短，一次能除去多種雜質、操作方便等優點。3.3 工作周期與制約因素一臺完全再生的109-d具有12個小時的操作時間，加上安全系數，一般為幾個小時。再生通常是同吸附逆向進行的，這可使被容納于吸附床入口處的大部分吸附質不必通過整個床層，部分分子篩也可不與濕熱氣體接觸，從而提高分子篩使用壽命。再生氣應盡可能干燥，否則

18、會影響吸附效率。分子篩工作周期長短排除設計、制造的因素以外，主要與下列因素有關：（1）合成氣進分子篩的溫度。在壓力、流量一定時，溫度越高工作周期越短，這是因分子篩吸附容量隨溫度升高而減少。溫度越高氣體中帶入的水分越多，用于吸水的分子篩量就越多，相對吸附二氧化碳的分子篩量就減少；（2）合成氣進分子篩的壓力與流量。進入合成氣氣量越多，分子篩吸附負荷越重，使用周期越短。在溫度一定時，氣體體積流量與壓力成反比，壓力越低則氣體體積流量越大，帶入分子篩的水分越多，使用周期越短；（3）分子篩的再生完善程度。分子篩再生解吸越徹底，吸附容量就越大，使用周期越長。再生是否徹底又與再生氣量、再生氣的質量、再生的溫度

19、有關，每臺分子篩對再生氣量有要求，并且要求干燥無二氧化碳，一般用經加熱的出分子篩凈化氣來再生。加熱爐出口溫度、再生氣出口溫度要達到規定。只要嚴格按規定控制，再生才能徹底；（4）合成氣中含油分會引起分子篩中毒，失去吸附能力，含油量越多，使用周期越短；（5）油水分離器吹除是否及時，徹底。油水分離器中的冷凝水不及時吹除或吹除方法不當，不徹底，特別是當冷卻器有泄漏時，游離水帶入分子篩器，使用周期就要縮短；（6）分子篩使用周期過長。就算質量好的分子篩使用壽命周期也有一定的限制，超過使用壽命周期，吸附能力降低，影響吸附效果。4 分子篩開車準備109-da/db為合成氣壓縮機103-j一、二段之間的設備。高

20、約8.2m，設計壓力7.68mpa，設計溫度150/320。上圖為分子篩的內部結構圖，填料的填裝順序由下向上依次裝填。分子篩干燥器再生時，操作溫度最高可達288，因此該設備襯有耐火材料lc-i襯里。根據設計要求，耐火襯里需在現場澆筑，為保證質量，耐火襯里經澆筑養護后還應對耐火襯里進行烘爐干燥。109-da/db烘爐采用熱氣體干燥法，加熱介質為天然氣，烘爐所有燒嘴采用一段爐煙道燒嘴，燒嘴結構為水平安裝自吸式燒嘴。利用為103-d烘爐準備的燃燒室對109-d進行烘爐，烘爐前耐火材料襯里需自然養護72h后嚴格按照升溫速率曲線進行。烘爐前應確保烘爐條件具備并且可靠，烘爐一旦開始，就應一直進行下去，中間

21、不間斷，否則影響烘爐質量，降低襯里強度。升溫過程因故中斷，重新開始前應該對燃燒室及煙道進行置換，合格后才允許重新升溫，升溫速率可按55/h重新升到中斷溫度處，然后按正常升溫速率升溫。分子篩是干態運輸的，但在填裝中已吸收了一些水分，在合成氣送到回路前應該再生。開始再生前對分子篩進行泄露檢查，及時修復。此過程用103-j升壓。5 分子篩的實際操作和案例分析5.1 分子篩的實際操作程序109-da/db的操作與切換程序由電腦自動控制，有一個時間計劃的程序。它控制著每臺干燥器在線12小時。再生包括降低離線干燥器的壓力，加熱7小時，冷卻4個小時，然后重新升壓。備用時間，離線但準備好可以工作為大約1小時。

22、剩余的時間用于升壓、加熱和冷卻。基本的切換步驟如下：（如1組109-da在使用，2組109-db再生完畢。）a 打開2組進、出口閥，并調整上塔壓力和氣體流量基本不變。壓力平衡閥pv-49按斜率關閉。1、2組平行在線，可平衡2組床溫；b 關閉1組進、出口閥，1組通過pv-47以約200kpa/min，最高350 kpa/min降壓到最終3070 kpa；c 關pv-47后開xv-164和xv-160以打通1組再生回路，再生開始。tv-40控制約以6/min的速度斜率至再生氣出口270-288；d 再生完后tv-40控制以22/min的速度斜率下降至4.4。

23、1組被冷卻至出口38。準備完成關再生氣閥xv-164和xv-160；e 開1組升壓閥pv-49，升壓以約200kpa/min，最高350 kpa/min。pt-49用于檢查1組最終壓力與2組的pt-49相同；f 切換結束。2組在使用，1組再生完的切換程序與上述一樣。在執行程序中，執行機構打就地未復位，因故障閥門滯后，在允許時間內（xv閥30s，mov閥60s內）未達到位置或程序下一步確認閥位或壓力未到。xv閥未關死要到現場手動切死，109-da/db并行投用時兩邊壓差超過70kpa，都會引起程序定時器停止，邏輯將發出報警并暫停步驟，待故障處糾正后繼續程序步驟。hs-123有停止程序計

24、時器的功能，不需報警，允許操作工手動延長升降壓、加熱、冷卻和備用時間，無需重編邏輯。但103-j停運時hs-123需打停止。操作中由于106-d出口溫度316（比指標330偏低），173-c和114-c換熱效果較差，再生氣出口達不到指標288。可適當調整再生時間。巡檢中操作人員應經常關注儀表空氣壓力，監視閥門工作程序是否失控或開關是否到位，均壓要緩慢，不得使分子篩進口壓力明顯下降。發現問題及時處理，因此，最好備有電磁閥等，一旦故障可及時更換。另外，特別要注意在正常使用中對凈化器出口二氧化碳含量監測，認真做好分析記錄在案。切換周期根據凈化系統處理的氣量、壓力、溫度、分子篩的裝填量由設計給定，但根

25、據具體參數的變化應及時調整、及時切換。根據具體情況和氣體成分波動應摸索出合理的切換周期。保證分子篩系統安全、穩定運行。5.2操作中的問題和案例分析分子篩系統在操作過程中，應嚴格按照壓力和溫度變化斜率操作。溫度的過大波動對分子篩形成熱沖擊，造成床層松動。壓力的過大波動形成沖擊將破壞耐火材料和沸石珠的完整性，粉碎的粉塵進入105-l中。由于分子篩不正常操作或設備老化，前幾年發生過因109-d絲網破裂致使沸石珠漏入到105-l上部阻力增大，不斷延長分子篩過去的時間使得合成塔操作條件不斷的惡化，后經過對105-l的在線清理解決了這一問題。在大檢修期間對109-d絲網進行加固，同時注意合成塔系統升降壓速

26、率的控制，現近兩年內沒有出現該現象。現在當105-l的床層阻力（正常7kpa）大于20kpa時應該進行在線清理，清理前先要進行n2置換。在實際操作的過程中注意分子篩加熱階段和降溫階段，及時調整甲烷化溫度避免發生超溫或者低溫現象。在分子篩再生結束即將倒換的過程中雖然分子篩程序中有一定的升壓速率，但是在實際的操作中還是影響到整個車間的系統負荷，為了避免這一現象的發生，師傅們在分子篩走到這一步時，往往打開fv-7防喘振閥來減小對負荷的波動，當然也可以降低103-j轉速進行，但是師傅們認為這一方法對機組平穩運行不好，且這種方法比較緩慢，故一般采用第一種方法。雖然分子篩有自己自控的程序但是在實際操作過程

27、中還是要經常翻此畫面，由于經常的倒換，一些電動閥的執行機構或者輸送信號會出現故障，會使分子篩程序不往下走，分子篩畫面上會出現閥門故障或者出錯提示，如果沒有翻畫面進行查看就會延誤程序對下一個工段操作不能夠創造好的條件，當出現閥門故障后聯系儀表人員進行處理，如果電磁閥出現問題又不能馬上處理好的，也可以用電磁閥前的截止閥進行控制。在以前就發生過這樣的事情，這就要求室內外的操作人員精心操作，當走到這一步時及時通知現場操作人員開關此截止閥，所以在大檢修時要每個電磁閥進行全面的檢查。分子篩在走程序的過程中也會發生各種各樣的問題，只要知道問題出現在哪里就可以針對進行處理，在一次雙塔并行投用運行均壓過程中pi

28、-270和pi-271之間的壓差達到70 kpa以上致使分子篩程序不走，對現場的壓力表進行排放后，這一故障得以解決，分子篩程序正常。為防止類似故障的發生，必須認真觀察記錄床層阻力的變化，發現異常須及時上報處理。盡快消除設備的缺陷，使其參數不嚴重偏離正常值。5.3存放注意事項分子篩吸濕能力極強，保存時不宜直接暴露在空氣中，存放時間較長并已經吸濕的分子篩使用前應進行再生。分子篩忌油和液態水。使用時應盡量避免與油及液態水接觸。應放置在干燥處密閉保存。活化溫度一般不能超過650，否則分子篩結構將會遭到破壞。在溶液中使用時，ph在512為宜。強酸強堿均會破壞分子篩的結構。參考文獻1.日產600噸氨合成氨裝置操作原理2.日產6