CO2回收装置试车方案.docx
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CO2回收装置试车方案
*****公司合成氨二部
CO2回收装置
试车方案
编写：
校审：
审核：
****公司
二〇一二年二月二十九日
第一章：
装置简介
1.CO2回收装置工艺流程简述
温度为110～130℃左右的烟道气自转化炉烟囱由管道输送至分体式换热器（4201-EA1）进入烟气洗涤塔（4201-C1），烟道气在洗涤塔（4201-C1）内经水洗，除尘降温至≤40℃，洗涤水循环使用。
经洗涤冷却后的烟道气由洗涤塔（4201-C1）上部通过管道进入引风机（4201-B1）；由引风机（4201-B1）升压至8.7KPa，沿管道输送至吸收塔（4201-C2）下部，与自上而下的一乙醇胺（MEA）水溶液在塔内填料表面发生传质传热，CO2气体被MEA溶液吸收，集于吸收塔（4201-C2）下部，吸收CO2气体后的达到平衡MEA溶液称为富液，未被吸收的气体在吸收塔（4201-C2）上部经洗涤液洗涤，除沫后，由放空管道直接排入大气中。
富液自塔底经富液泵（4201-P3）加压至0.65MPa输送至再生气冷凝器（4201-E5）进行热量交换，富液加热至66℃进入冷凝液换热器（4201-E9），出（4201-E9）被加热至68℃的富液，然后进入贫/富液换热器（4201-E4）加热至98℃左右，由再生塔（4201-C3）上部喷淋入塔。
在再生塔（4201-C3）内，溶液中RNH3HCO3受热分解释放出CO2，CO2随同大量的水蒸汽及少量的MEA蒸汽由塔顶排出，温度约为95℃，压力约为0.03MPa（表压）进入再生气冷凝器（4201-E5）与富液泵（4201-P3）送来的富液进行热量交换，大量的水蒸汽被冷凝，气体温度降至约78℃。
冷凝液与气体一同进入CO2水冷却器（4201-E6）与循环水换热，再生气冷却至≤40℃，然后去CO2水分离器（4201-S1）。
在分离器内，气体夹带的冷凝液被分离器（4201-S1）分离后，CO2气体经管道输送至CO２压缩机（4201-K1），CO２分离器（4201-S1）冷凝水经工艺冷凝液泵（4201-P5）重新送入系统循环使用。
经压缩机（4201-K1）加压至0.2Mpa的CO２送至干燥器（4201-R1），经分子筛干燥后送出界区去尿素装置；干燥器的再生由2.1MPa的过热蒸汽（350℃）提供热源，其整个工作过程（吸附、再生、冷吹步骤）由计算机编程自动控制。
再生塔（4201-C3）底部设置两个再沸器，再沸器（4201-E7）采用0.47MPa低压蒸汽加热，以保证塔底温度在103~110℃。
蒸汽凝液经冷凝液换热器（4201-E9）降温并回收热量后流入蒸汽冷凝液槽（4201-V2），经蒸汽冷凝液泵（4201-P6）送出界区回收。
由再生塔（4201-C3）下部引出的贫液经贫/富液换热器（4201-E4）换热后，贫液温度由110℃降至80℃，然后由贫液泵（4201-P4）加压至0.65MPa（表）后，进入贫液冷却器（4201-E3）进一步降温至≤40℃，经溶液过滤器（4201-F2）和机械过滤器（4201-F1）过滤后，进入CO2吸收塔（4201-C2）上部喷淋入塔内。
为了保持系统中溶液的清洁，同时除去热稳定性盐类，定期自再生塔（4201-C3）下部引出一定量的溶液进入溶液回收加热器（4201-E12），添加适量的Na2CO3，并补入一定量的0.7MPa（表）过热蒸汽（220℃）及脱盐水。
在加热器内溶液被加热至160～170℃进行蒸发，蒸发后的气体进入再生塔（4201-C3）下部回收利用。
2.主要原料供应
CO2回收装置所需的烟道气来自二合成装置一段转化炉产生的烟道气。
烟道气规格如下：
表1-1烟道气规格表
序号
名称
单位
指标数值
备注
1
N2
%（v）
71.83
2
CO2
%（v）
7.31
O2
%（v）
2.45
Ar
%（v）
0.09
H2O
%（v）
18.32
合计
100.00
第二章：
工艺管道试压方案
1、工程概述及编制依据
2、管道试压前应具备的条件
3、试压前的准备工作
4、管道液压试验
5、试压步骤及合格标准
6、系统试验时应注意的事项
7、管道系统在试车过程一并做泄漏性试验
8、试压方案
9、管道系统的清洗、吹扫
10、安全技术措施
11、施工机具及材料
12、劳动力安排
1.工程概况及编制依据
1.1工程概述
本装置规模为处理烟道气回收10000Nm3/hCO2，同时压缩并干燥。
本装置由回收、压缩、干燥三部分组成。
烟道气脱碳采用IST-aMEA溶液作为吸附剂，通过其溶剂本身碱性对CO2酸性气体进行吸收，吸收后的溶液经过再生脱出CO2后循环使用。
再生的CO2通过压缩、干燥，合格后送出界区。
本装置是*****公司公司化肥装置利用焦炉气替代天然气项目中的一部分，本项目建成后，可使当地丰富的焦炉气得到综合利用，减少天然气的使用，缓解天然气供应紧张的局面。
从本地区和焦化产业来考虑，又是促进其向良性发展迈向循环经济方向的重要示范。
本项目的建设不仅实现了化害为利，而且还开创了区域化循环经济的先河，较好地实践了经济、环境、社会三位一体的可持续发展。
本方案为甲醇工程主装置区工艺管道试压冲洗方案。
1.2编制依据：
1.2.1由北京中化化工研究总院出具的全套施工蓝图。
1.2.2《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97。
2.管道试压前应具备的条件
2.1所有同管道有关的焊接、安装工作已全部结束。
2.2管道上的支、吊架已全部按图施工完毕，为正式支、吊架；所有临时支撑已全部拆除。
2.3管道的无损检测、等检验项目已全部结束，且已出具合格报告。
2.4开工锅炉、空氮站、压缩机系统、循环水系统已试车完毕，具备送气、送水条件。
3.试压前的准备工作
3.1管系统上的安全阀用盲板隔离或用假件相连，所有仪表用一次性部件已由仪表专业配合封闭完，调节阀由仪表专业确认已能自由开闭。
3.2试验用的压力表已经检验，并在周检期内，其精度不低于1.5级，表的满刻度值应为被测最大压力的1.5～2倍，且压力表不得少于2块。
3.3待试管道系统与无关系统之间已用盲板或系统上原有阀门隔开。
3.4所有焊缝及待检部位均未涂漆和绝热。
3.5试压所用的水源、电源、气源已具备。
3.6.2旧管道的评检资料。
3.6.3新增管道组成件的检验或试验记录。
3.6.5设计修改及材料代用文件。
3.7弹簧支、吊架在管系统试验前全部卡死，且应逐个进行检查。
3.8试验方案已经过批准，并已进行了技术交底。
4.管道液压试验
4.1试验介质
4.1.1不锈钢管道试验介质为脱盐水（由脱盐水工序提供），水中的氯离子含量不得大于25PPM。
4.1.2其余管道试验介质为洁净水（饮用水、循环水、消防水均可）。
4.2系统注水及排水
4.2.1各试压系统的最高点必须有排气阀，注水时排气阀必须完全打开，待水注至最高点即排气阀处有水流出时方可关闭，管系统有U形弯的地方宜在U形弯的高点处设置放空阀，以便排净空气，不能设置放空阀时应采取其它措施如提高注水压力和流量以便挤出空气。
4.2.2试压系统的低点应有排污阀，在充注水过程中宜间断排水，以便排出因注水冲刷沉积在低处的杂物，系统注满水后不再排放，待试压结束后由排污阀处排出试验用水，污水及试验用水全部排至地沟内。
4.3试验压力及部分系统的确定
4.3.1液压强度试验压力原则上为设计压力的1.5倍，严密性试验为设计压力，但对部分特殊系统的试验压力参见附系统图上的规定。
4.3.2对位差较大的管道系统，试验压力以最高点的压力为准，但最低点的压力不得超过管道组成件的承受力。
4.3.3本装置的管路系统均带设备一起试压，试验压力的取定以管道系统试验压力Ps和设备试验压力中的低者取定。
4.3.4对于循环水系统，待循环水试车完成，供出合格循环水后，各工序循环水系统做通水试验。
4.3.5仪表空气、氮气系统随空氮站系统试验时一并进行。
4.3.7对于中低压系统可分段进行试验。
4.3.8管道试验压力见管道试验流程图。
5.试压步骤及合格标准：
5.1按试压流程图核查，检查盲板、临时短管的加装是否完成，排水系统是否畅通，排气阀是否打开、支、吊架及临时加固措施是否齐全完整。
5.2进行系统注水，其间应进行排污及排气操作。
5.3封闭管道系统，用试压泵缓慢加压，其间应对试压系统进行巡查。
发现异常应立即停止升压，并进行降压处理。
5.4压力升至试验压力，稳压10分钟，以压力不降，无异常变形为强度试验合格。
5.5降压至设计压力，停压30分钟，以压力不降，无渗漏为严密性试验合格，检查部位重点是阀门填料函，法兰连接处，放空排气及放水阀等。
6.系统试验时应注意的事项
6.1管系统上的假件、盲板处必须挂牌、编号，做好记录，并有专人负责，待系统试验完成后，逐个进行拆除、更换，核对记录。
6.2系统水压试验时，环境温度不得低于5℃。
6.3管系统的最高点和最低点（即试压泵）上各装1块压力表。
6.4试验所需临时管道，假件必须与正式管道的规格、材质一样，如须焊接时，焊接工艺与正式管道焊接时一样。
6.5液压试验应缓慢升压。
6.6当试压过程中发现泄漏时，不得带压修理。
应将压力降至常压，消除缺陷后重新进行试验。
6.7对于普通介质的低压管道，在不影响试验继续的情况下，也可先用记号笔圈住泄漏部位，经各方认可后，待试验完成后再行补焊，且不须重新试验。
7.管道系统，在液压试压完成后，在试车过程一并做泄漏性试验。
7.1泄漏性试验介质为试车介质。
7.2泄漏性试验压力应为系统设计压力。
7.3泄漏性试验应重点检验阀门填料函、法兰和螺纹连接处、放空阀、排气阀、排水阀等。
7.4用刷肥皂水的方法进行检验，以无泄漏为合格。
8、试压方案
本工程项目拟采用根据流体介质分系统进行试压的方案，对设计压力等级差异较大的系统进行分段试压。
本工程项目管路系统分为工艺液体系统、工艺气体系统、循环水系统、仪表空气系统、氮气系统、脱盐水系统、低压蒸汽系统、过热蒸汽系统、干燥系统、CO2压缩系统。
8.1工艺液体系统
本系统是指含MEA的工艺液体，包括CO2吸收工艺液体系统、CO2再生工艺液体系统、吸收塔洗涤液系统及洗涤塔循环洗涤水系统。
8.1.1CO2吸收工艺液体系统
该系统从吸收塔富液出口d开始，经富液泵（P3A／B）、再生气冷凝器（E5A／B）、冷凝液换热器（E9）、贫富液换热器（E4A／B）,至再生塔富液入口a结束。
吸收工艺液体系统管道设计参数表
序号
管线描述LineDescription
设计参数DesignParameter
管线号
物料名称
相态
操作OPERATING
设计DESIGN
试验TESTING
Phase
压力Press.
温度Temp.
压力Press.
温度Temp.
压力Press.
试验方式
No.
LineNo.
Fluid
（S/L/V/G）
（MPa.G）
（℃）
（MPa.G）
（℃）
（MPa.G）
Method.
1
PL-20101
工艺液体
L
0.03
53
0.72
83
1.08
液压
2
PL-20102
工艺液体
L
0.03
53
0.72
83
1.08
液压
3
PL-20103
工艺液体
L
0.6
53
0.72
83
1.08
液压
4
PL-20104
工艺液体
L
0.6
53
0.72
83
1.08
液压
5
PL-20105
工艺液体
L
0.6
53
0.72
83
1.08
液压
6
PL-20106
工艺液体
L
0.6
66
0.72
96
1.08
液压
7
PL-20107
工艺液体
L
0.6
66
0.72
96
1.08
液压
8
PL-20108
工艺液体
L
0.6
66
0.72
96
1.08
液压
9
PL-20109
工艺液体
L
0.6
68
0.72
98
1.08
液压
10
PL-20110
工艺液体
L
0.6
68
0.72
98
1.08
液压
11
PL-20111
工艺液体
L
0.5
98
0.60
128
0.90
液压
12
PL-20112
工艺液体
L
0.5
98
0.60
128
0.90
液压
相较本系统管道及设备，设计压力较低的是再生气冷凝器（E5A／B），按再生气冷凝器（E5A／B）水压试验压力，即7.5kg／cm2进行系统强度试压，按设计压力6kg／cm2进行严密性试压。
8.1.2CO2再生工艺液体系统
该系统从再生塔贫液出口f开始，经贫富液换热器（E4A／B）、贫液泵（P3A／B）、贫液冷却器（E3）、溶液过滤器（F2）、机械过滤器（F1）,至吸收塔贫液入口c结束。
CO2再生工艺液体系统管道设计参数表
序号
管线描述LineDescription
设计参数DesignParameter
管线号
物料名称
相态
操作OPERATING
设计DESIGN
试验TESTING
Phase
压力Press.
温度Temp.
压力Press.
温度Temp.
压力Press.
试验方式
No.
LineNo.
Fluid
（S/L/V/G）
（MPa.G）
（℃）
（MPa.G）
（℃）
（MPa.G）
Method.
1
PL-20113
工艺液体
L
0.05
110
0.72
140
1.08
液压
2
PL-20114
工艺液体
L
0.05
110
0.72
140
1.08
液压
3
PL-20115
工艺液体
L
0.05
80
0.72
110
1.08
液压
4
PL-20116
工艺液体
L
0.05
80
0.72
110
1.08
液压
5
PL-20117
工艺液体
L
0.05
80
0.72
110
1.08
液压
6
PL-20118
工艺液体
L
0.65
80
0.78
110
1.17
液压
7
PL-20119
工艺液体
L
0.65
80
0.78
110
1.17
液压
8
PL-20120
工艺液体
L
0.6
40
0.72
70
1.08
液压
9
PL-20121
工艺液体
L
0.6
40
0.72
70
1.08
液压
10
PL-20122
工艺液体
L
0.6
40
0.72
70
1.08
液压
相较本系统管道及设备，设计压力较低的贫液冷却器（E3），按贫液冷却器（E3）水压试验压力，即7.5kg／cm2进行系统强度试压，按设计压力6kg／cm2进行严密性试压。
8.1.3吸收塔洗涤液系统
该系统从吸收塔洗涤液出口i开始，经洗涤液储槽（V1）、洗涤液泵（P2A／B）、洗涤液冷却器（E2），至吸收塔洗涤液入口f结束。
由于洗涤液储槽（V1）为常压容器，须用盲板隔离，待本装置进行水联动时再进行盛水试验。
吸收塔洗涤液系统管道设计参数表
序号
管线描述LineDescription
设计参数DesignParameter
管线号
物料名称
相态
操作OPERATING
设计DESIGN
试验TESTING
Phase
压力Press.
温度Temp.
压力Press.
温度Temp.
压力Press.
试验方式
No.
LineNo.
Fluid
（S/L/V/G）
（MPa.G）
（℃）
（MPa.G）
（℃）
（MPa.G）
Method.
1
PL-20123
工艺液体
L
常压
50
0.54
80
0.81
液压
2
PL-20124
工艺液体
L
常压
50
0.54
80
0.81
液压
3
PL-20125
工艺液体
L
常压
50
0.54
80
0.81
液压
4
PL-20126
工艺液体
L
常压
50
0.54
80
0.81
液压
5
PL-20127
工艺液体
L
0.45
50
0.54
80
0.81
液压
6
PL-20128
工艺液体
L
0.45
50
0.54
80
0.81
液压
7
PL-20129
工艺液体
L
0.45
40
0.54
70
0.81
液压
依据洗涤液泵出口管至吸收塔洗涤液入口管设计压力0.54Mpa（E2设计压力为1Mpa），按1.5倍，即8.1kg／cm2水压进行系统强度试压，按设计压力5.4kg／cm2水压进行严密性试压。
8.1.4洗涤塔循环热水系统
该系统从洗涤塔洗涤液出口d开始，经循环热水泵、洗涤水换热器（E8），至洗涤塔洗涤液入口c结束。
洗涤塔循环洗涤水系统管道设计参数表
序号
管线描述LineDescription
设计参数DesignParameter
管线号
物料名称
相态
操作OPERATING
设计DESIGN
试验TESTING
Phase
压力Press.
温度Temp.
压力Press.
温度Temp.
压力Press.
试验方式
No.
LineNo.
Fluid
（S/L/V/G）
（MPa.G）
（℃）
（MPa.G）
（℃）
（MPa.G）
Method.
1
HWR-20101
循环热水
L
0.03
50
0.54
80
0.81
液压
2
HWR-20102
循环热水
L
0.03
50
0.54
80
0.81
液压
3
HWR-20103
循环热水
L
0.45
50
0.54
80
0.81
液压
4
HWR-20104
循环热水
L
0.45
50
0.54
80
0.81
液压
5
HWR-20105
循环热水
L
0.45
40
0.54
70
0.81
液压
洗涤水换热器（E8）管程设计压力和水压试验压力分别为0.55Mpa和0.69Mpa，故按水压试验压力0.69Mpa进行系统强度试压，按设计压力0.55Mpa进行严密性试压。
8.2工艺气体系统
本系统是指从再生塔塔顶CO2气出口b出来的CO2气体，经再生气冷凝器（E5）壳程、CO2冷却器（E6）壳程、CO2分离器（S1），至压缩机一级进气缓冲罐结束。
工艺气体系统管道设计参数表
序号
管线描述LineDescription
设计参数DesignParameter
管线号
物料名称
相态
操作OPERATING
设计DESIGN
试验TESTING
Phase
压力Press.
温度Temp.
压力Press.
温度Temp.
压力Press.
试验方式
No.
LineNo.
Fluid
（S/L/V/G）
（MPa.G）
（℃）
（MPa.G）
（℃）
（MPa.G）
Method.
1
CO2-20101
二氧化碳气体
G
0.023
95
0.24
125
0.36
液压
2
CO2-20102
二氧化碳气体
G
0.023
95
0.24
125
0.36
液压
3
CO2-20103
二氧化碳气体
G
0.022
78
0.24
108
0.36
液压
4
CO2-20104
二氧化碳气体
G
0.022
78
0.24
108
0.36
液压
5
CO2-20105
二氧化碳气体
G
0.021
40
0.24
70
0.36
液压
6
CO2-20106
二氧化碳气体
G
0.021
40
0.24
70
0.36
液压
再生气冷凝器（E5）壳程、CO2冷却器（E6）壳程、CO2分离器（S1）设备设计压力分别为0.1、0.06、0.1Mpa，水压试验压力分别为0.13、0.1、0.125Mpa，故采用0.1Mpa的水压进行系统强度试压，按设计压力0.06Mpa进行严密性试压。
8.3循环水系统
本系统由洗涤水换热器（E8）循环冷却系统、CO2冷却器（E6）循环水冷却系统、洗涤液冷却器（E2）循环水冷却系统及再生气冷却器循环冷却系统组成。
8.3.1洗涤水换热器（E8）循环冷却系统
洗涤水换热器（E8）壳程设计压力为0.5MPa，水压试验压力为0.63Mpa，故按6.3kg／cm2进行系统强度试压，按设计压力5kg／cm2进行严密性试压。
8.3.2CO2冷却器（E6）循环水冷却系统
CO2冷却器（E6）管程设计压力及水压试验压力分别为0.7Mpa和0.88Mpa，故按水压试验压力0.88Mpa进行系统强度试压，按设计压力0.7Mpa进行严密性试压。
8.3.3洗涤液冷却器（E2）循环水冷却系统
洗涤液冷却器（E2）设计压力及水压试验压力分别为1.0Mpa和1.25Mpa故按水压试验压力1.25Mpa进行系统强度试压，按设计压力1.0Mpa进行严密性试压。
8.3.4再生气冷却器循环冷却系统
再生气冷却器壳程设计压力为0.5Mpa，故用0.63Mpa的水压对再生气冷却器循环冷却系统进行系统强度试压，用0.5Mpa的水压对再生气冷却器循环冷却系统进行严密性试压。
8.4仪表空气管道系统
仪表空气管道设计压力为0.84Mpa，故用1.26Mpa的水压对仪表空气管道系统进行系统强度试压，用0.84Mpa水压对仪表空气管道系统进行严密性试压
8.5氮气管道系统
氮气管道设计压力为0.84Mpa，故用1.26Mpa的水压对氮气管道系统进行系统强度试压，用0.84Mpa水压对氮气管道系统进行严密性试压。
8.6脱盐水系统
脱盐水管道设计压力为0.72Mpa，用1.08Mpa的水压对脱盐水管路系统进行系统强度试压，用0.72Mpa水压对脱盐水管道系统进行严密性试压。
8.7低压蒸汽系统
低压蒸汽系统管道设计参数表
序号
管线描述LineDescription
设计参数DesignParameter
管线号
物料名称
相态
操作OPERATING
设计DESIGN
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