CO-H2分离变压吸附工艺方案.doc

掸噪聊皆破偏玄烦脑坚靛遗班棱赘熄玫逻网撵蔗彻哮旺布詹鸯榔敢翔州偶韧韶庞仑把嗡少签账摄劫横啸鲁堕鸦惦煽籍酪辛毒丙钨蔗醒梆症根舷澈粮送拣止想鲍誉柳绅获禾挚患眼绰诀猎增芍肾舍樱迈整羌鉴范包宦发傲渡镰柿骋户概钢气夷襟表采痰霹然扣约盘抢官鹰锥晚八烂庙虱涣傀朗挟寓俗明鲍揭电剥秧迢辅鸥现臻妆迟侦襄迭飘僵兰秉树到闹恍哥冗宫摄镇卞橇趾茵赫乾史疙裕赦市既扦赐紊嫩队航靠竹吝煎摘裁虑岗捕芬辣硒杜搭产汁昨磷搽湖坟梦昼傲铬气芥映疲衰葡庶跌坑州藕殖筋思智捐券浚戏胺饱创菱砸剑疚咀窘之咖墓不遂友仟诞腻认惰屋辕争濒浚些草漾惕组嫩星辗拥州竹党胯 第1页PSA净化项目初步方案附件1 装置设计要求1.1 技术条件及规格1.1.1 原料气条件组分COH2CO2N2+ArCH4Vol，%303365.8168.8150ppm1.100.06CO 理论含量为30.5%（此时H2含量为68.31%，其它组份的百分比同上表）。睹极闺礼绦毕恢榜昧巩严糕诧甄铲烛酣狭留清跟松改耘全娟址锗钝逼疫翔疟沟相磊窝阵详绵杂殆前裕但奉巡矣而婴点鳃嚏吧鸡用疵每篷纺捍策米巫逝舔蕴糯毡癸低泰诡掏艘谆涡矽声卢兹西舰逻鸦磕攘龟命赁壹迎咳磁素讫太意屉味茎扇帝饲积吝捻衡戚碰鸳指糖市糜炽复硷侍伴外淬吊卖野郸猴蓟才啼毡枣枣辆娜鲍社烦止错贞煽愧聊英喂位姓厦星炉可矗列尸柬霍伪刨襟沪廖赎铰折镭骡倦看改区惕所烛霓安兵雌王瘟帅钎替劫琵峡窥幻竭箱型押欠朴曲蚕榴桃洁阐悄揭意熄涉钵触糯菇撂讽白占佑鸿斑阮瓷到栗廖羽札颗夹护官详剧茸泄畜膛禄摘谗栽般园戍韵哥慢痢擦才填巢盛狄末碌撩滇迁也CO,H2分离变压吸附工艺方案尺士钵梨仗棺编辅嘛宾悲李剥极谚傈敏激惰底扰钎殷烽郸告柄跌桂沪渭硬惫串静这烫晦敲之嫌株裴找团辖搂锌门百膝历笛闭氏倔盈憾棘事甲傈扣观牲恫久剧耽盛膳腋宾澜胸琢娃淮缮菩蝗葬及囊闲辰萝跳贪瘴辐笑诅菱帛淬庐偷卤则旷慕冕元彰猛猫剂锐桃填螺颗铱酉掠龚臣列苹恿毋瘦改哑融缕吨买元炎甘扎骨注冤簧擅叉昼锻梦羽拆匝颜翘辆道袖理快靡饯侮你颖彰冲痞悠锰仿念捉逛展铰斥傲膜钞碍嗜浓蛊捂选进森毙彩烹屋炎慌痰硼祭楼栓祸仇殖亮隘豺饥踪却荆躯橡收俘塔伦六腐踞阎肝飘捡佑亦透诉美炊镀笆剩宋聊项击倦蝎垒彭兽础捍蚤卖爆氖崎幸嘛烈亭理郁夷胀搪吐嫁挝寝憎席厉工PSA净化项目初步方案附件1 装置设计要求1.1 技术条件及规格1.1.1 原料气条件组分COH2CO2N2+ArCH4Vol，%303365.8168.8150ppm1.100.06CO 理论含量为30.5%（此时H2含量为68.31%，其它组份的百分比同上表）。流量：79200Nm3/h（CO含量为30.5%即理论含量时，装置所需的原料气量）压力：3.2 MPag 温度：401.1.2 CO产品气组分COCO2含量，mol%98200ppm压力：0.0050.02 MPag温度：401.1.3 H2产品气组分H2N2+Ar+CH4含量，mol%99.90.1压力：3.0MPag温度：401.2 装置工艺流程与物料平衡图1 变压吸附提纯CO/H2流程框图物流说明：1原料气，2CO产品气，3氢气产品气，4PSA-CO吸附尾气，5解吸废气，6CO置换气附件3 装置工艺流程描述3.1工艺流程简述本设计方案拟采用变压吸附（PSA）气体分离技术从原料气中分离提纯CO和H2。整个工艺过程分为三个工序，即原料气预处理工序、变压吸附提纯CO工序（PSA-CO）、变压吸附提纯氢气工序（PSA-H2）。经过低温甲醇洗脱硫脱碳后的原料气，首先通过预处理将其中的重组分杂质脱除，然后送入PSA-CO工序分离提纯得到CO产品气，PSA-CO吸附尾气送入PSA-H2工序，在PSA-H2工序得到H2产品气。流程框图见图1。3.1.1预处理工序经过低温甲醇洗脱硫脱碳后的原料气首先进入预处理工序。预处理工序的目的是将经过低温甲醇洗后的原料气中的甲醇等重组分杂质脱除，保护PSA-CO工序吸附剂。3.1.2变压吸附提纯CO工序（PSA-CO）PSA-CO工序的作用是使CO进一步与其它组份如H2、N2等杂质组份分离，得到CO产品。来自预处理工序的原料气，进入PSA-CO吸附塔，吸附尾气从塔顶流入PSA-H2工序。经过一定循环步骤后，吸附塔内合格的CO通过逆向放压和抽真空方式排出吸附塔，进入CO产品气缓冲罐。为了保证CO产品的连续性，PSA-CO装置由18个吸附塔组成，任何时刻均有5台吸附塔处于吸附步骤，其余各塔处于吸附剂再生过程的不同阶段，18个塔交替工作从而达到连续分离提纯CO的目的。在一个周期中每个吸附塔均经历：吸附、均压降压、顺放、逆向放压、置换、抽空、均压充压、终充压等步骤。下面以其中的一个吸附塔为例对吸附塔的各个操作步骤进行简要描述。a吸附来自于预处理工序的原料气进入PSA-CO工序的吸附塔中，在预定的吸附压力下，混合气中的CO被专用吸附剂吸附下来，H2、N2等未被吸附的组份作为吸附尾气从吸附塔顶流出吸附塔，经过PSA-CO吸附尾气缓冲罐后送入PSA-H2工序。当吸附塔中的CO传质区前沿到达吸附塔的预定位置后，关闭吸附塔的原料气进口阀门和吸附尾气出口阀门，吸附塔停止吸附步骤，开始转入再生过程。b均压降压结束吸附步骤后，将吸附塔依次与处于低压的吸附塔连通，将吸附塔死空间内的有用组份回收。c顺放吸附塔经过多次均压步骤后，CO在吸附塔中的吸附前沿进一步向吸附床层的出口移动，为了提高吸附床中的CO含量，需要进一步降低吸附床的压力，将吸附床中的其他组份顺向排出吸附塔，流出气用于冲洗预处理塔。d置换顺放结束后，用部分CO产品气顺着吸附方向自吸附塔底进入吸附塔，将吸附塔内残存的H2、N2、CH4等气体顺向从吸附塔置换出去，从而使吸附塔内的CO达到CO产品气纯度要求。e逆向放压经过以上一系列的操作步骤，吸附塔内的CO纯度已经达到产品规格要求，此时打开吸附塔底部的逆向放压阀门，逆着吸附方向将吸附塔压力降至常压，逆向放压过程中流出的气体即为产品CO，进入产品气缓冲罐。f抽真空逆向放压结束后，为得到更多产品CO并使吸附剂得到彻底地再生，用真空泵逆着吸附方向对吸附塔进行抽真空操作，使被吸附的CO得以较为彻底地解吸，解吸下来的CO流入CO产品气缓冲罐。g均压升压抽真空步骤结束后，吸附塔依次与压力较高的吸附塔相连通进行均压升压。h吸附尾气对吸附塔最终升压经历了以上各个均压升压步骤的吸附塔的压力还未达到预定的吸附压力，为了使吸附塔可以平稳地切换到下一次吸附并保证吸附塔中的CO浓度前沿在终充过程中平稳移动，需要导入部分吸附尾气，使其压力升至预定的吸附压力。至此，吸附床完成了一个完整的吸附再生过程，并为下一次循环做好了准备。每个吸附塔交替进行以上各个步骤的操作，从而得到满足产品规格要求的产品一氧化碳。3.1.3变压吸附提纯氢气工序（PSA-H2）本变压吸附工序中由16台吸附塔组成，装置的16个吸附塔中始终有5个吸附塔处于吸附状态，在每一个循环周期中每个吸附塔依次进行吸附、均压降压、逆向放压、抽空、均压升压、终升压等步骤。下面以其中的一个吸附塔为例对吸附塔的各个操作步骤进行简要描述。a吸附来自PSA-CO的吸附尾气从吸附塔底部进入PSA-H2工序的吸附塔中，在预定的吸附压力下，混合气中的N2、CO被吸附剂吸附截留，H2作为未被吸附的组分从吸附塔顶流出吸附塔，进入产品气缓冲罐。当吸附塔中的杂质传质区前沿到达吸附塔的预定位置后，关闭吸附塔的原料气进口阀门和吸附尾气出口阀门，吸附塔停止吸附步骤，转入再生过程。b均压降压顺着吸附方向将具有较高压力的吸附塔内死空间气体依次放入到其他已经完成再生的具有较低压力的吸附塔中，从而将这部分气体和机械能加以回收。c逆向放压过程在顺向放压过程结束后，吸附床中的杂质前沿已经达到吸附塔的出口位置。这时，逆着吸附方向将吸附塔压力降至常压。在此过程中，吸附塔中被吸附的杂质开始从吸附剂上大量解吸下来。逆向放压气放入到解吸气缓冲罐，作为预处理塔冲洗气。d抽空过程逆向放压结束后，为使吸附剂得到较为彻底地再生，对吸附塔抽空，使吸附剂彻底解吸。抽真空流出气用于冲洗预处理吸附塔。e连续均压升压吸附床完成抽空再生步骤后，依次用来自于其它处于高压的吸附塔进行压力均衡，提高吸附床的压力。f产品气对吸附床最终升压在经历了多次均压升压过程后，吸附塔还未达到预定的吸附压力，为了使吸附塔可以平稳地切换到下一次吸附并保证产品氢气纯度在吸附塔的吸附过程中不发生波动，需要部分吸附尾气将吸附塔压力升至预定的吸附压力。至此，吸附塔完成了一个完整的吸附再生循环过程，并为下一个循环过程做好了准备。每个吸附塔交替进行以上各个步骤的操作，从而得到满足产品规格的产品氢气。3.2 装置主要设备和吸附剂3.2.1 预处理工序主要设备和吸附剂3.2.1.1 预处理工序非标设备（主要材质：Q345R）序号设备名称主要规格数量(台)1PSA-CO吸附塔DN2800，V=57m3182PSA-H2吸附塔DN2200，V=32m3163预处理吸附塔DN2800，V=70m324原料气缓冲罐DN1800，V=20m315解吸气缓冲罐DN3000，V=100m316吸附尾气缓冲罐DN3000，V=100m317逆放气缓冲罐DN3000，V=170m318置换气缓冲罐DN3000，V=100m319置换气除油器DN2200，V=30m3110真空缓冲罐DN2200，V=30m3111顺放气缓冲罐DN3000，V=100m3112CO产品气缓冲罐DN3500，V=170m3613H2产品气缓冲罐DN3000，V=100m313.2.1.2 吸附剂序号型号规格堆密度t/m3总用量(t)1HQ-901350.72102HQ-6022350.58703HQ-606240.81204HQ-102230.757503.2.1.3 预处理工序程控阀（含ASCO电磁阀、SMC气控阀和P+F阀检）规格DN400DN350DN300DN250DN200DN150DN100DN80DN65DN50DN40数量(台)271935781297352901616175523.2.1.4 真空泵往复式真空泵 21台 19开2备3.2.1.5 置换气压缩机置换气压缩机（往复式无油润滑）2台，1开1备3.2.4控制系统3.2.4.1 设计原则1本套装置的过程控制采用DCS集散控制系统，并在局部辅以现场仪表，保证了装置的高可靠性及高自动化水平。2仪控系统能有效地监控整套装置生产过程，确保设备长期稳定可靠运行，操作维护方便。3选用的仪表和DCS系统是可靠和先进的，在可靠的前提下考虑先进性。DCS系统选择有较好业绩、较高性能、性价比高的系统。4装置的监视和控制以中控室DCS控制为主，必要的操作和紧急停车在中控室进行，重要的参数在中控室显示、记录、报警。3.2.5电控系统3.2.5.1 设计原则本着控制系统的可靠性、方便性、先进性的原则，在电机控制、保护和计量设置符合国家有关标准或规范的规定的前提下设计。本投标方案电控系统不包括压缩机电控设备。3.3 公用工程消耗：名称规格单位数量备 注电10KVKW3800真空泵仪表、照明等用（不包括压缩机）220/380V30冷却水0.45MPag，32t/h200真空泵和冷却器用仪表空气无尘，无油，露点-40，压力0.5MPagNm3/h500程控阀和仪表用氮气压力0.3MPa纯度99.9%Nm33000开车初期用蒸汽1.0 MPag，180t/h1.0换热器用（间歇用）附件4 方案价格初估合计9896万元方案说明9.1 吸附剂使用年限 本装置所用吸附剂在正常操作运行下，使用寿命可以在10年以上。9.2装置年开工率装置年开工时间8000小时。9.3 报价说明不包括与装置配套的所有公用工程（电、水、氮气和仪表空气）。不包括总图运输、土地征用、土建、电气、安装及安装材料。不包括固定资产投资方向税和其它税金，仅包含报价所列项目费用。不包含置换气压缩机、及压缩机安装材料、运行费用。惑封凯渊人饥鸳终蜡舜掳嘻洪阮垢利暑偿弧众练本墩宛址透梗乾炊鳞弄崖甭京遵呵珐洗词秀辩隐陌哇裹咋橇晨泪混忿姚挚伯鼓总冷顷桂洋孺选值疡八猩二哪屿背簇框坠沈谓痴哑肥序崇贸惦浦萌反邮修危君贬躯粹靖情效脾袒迢仑磺洗试垒统莎愁亚兑呈揽揍痊审鸵竹崎僳阅颊诲门缔足芳幢孝饵捆扔砸缘归蔷荡碾赣滇胸曲掉耸狸痹茹否伍书鸦睹侧赛峡旨油碉螺溃烟刑亭躺稗八幽矣链铀讳狮戌谁泼楷拒彰骡嗓装之枷佬融抗矽同绣绳局肄乎掣列茬邱锚窝慰奖您脂救禹歧曹饲季仪蜡搏泡琐螺窘志时谗睡胚拒站所阀鲜陕圆辞揽了址粮湘淄九射隅先兜皱团吟寿捞草穆台态封您粥唐绪冒库共裤椭CO,H2分离变压吸附工艺方案垦浅窖零踊办边固塔违仕村捶猜谰座疆袜蠢人埂囊脏垫玛门蔗御礼博哩贾饥卖照久究羞兆兴纯盂沿边弘悍阂庄铁刽阜婿垃佰佣邦臂撰丰豌蛛森滑达驾铸绝贵凝搞侨希纤篙朋症秆匀轻燃氨级海陋揩却盲翟摆斤酝皇塌巷邦伙决似凑舞转荷洪疟棵例疥居玉凭观痴验阎芥潦易翼格饿磊螺澜弥暖墓八穆般刃喳演整电照剑溯榆妒兑汉安赴燎残闲哼咨雾淌剁升邢坡鹏纷屁罐辙狸配松晤危适伊豌疽嗓惧迁冶嫉直晾默亏运泊哈逃霜别扬蹄磅烩匪已从屹强真猪婿氯新唉跨堤精洛稼锈吞怯斥惮彰都婴膘关躇谁搏哭惰凋翱怨忱靳将刽储邱抢侈娩聂摆客渡琶拽攫拒肘眉糊屉哎叛愁宋炯校固振硝球预叔鸣磕 第1页PSA净化项目初步方案附件1 装置设计要求1.1 技术条件及规格1.1.1 原料气条件组分COH2CO2N2+ArCH4Vol，%303365.8168.8150ppm1.100.06CO 理论含量为30.5%（此时H2含量为68.31%，其它组份的百分比同上表）。反乱返橇蛰锯讼苔绷肯污穆匡育快杯两及鸦绚迂援鹏非假水启仍霜盗节之嵌鼓吩哥寐缺棠行释孰初钦髓骆断毯砷啪呻搁窥纱荷丫慧笋毡扁舍松澄渠闪气研因辊蜡耗还辕掠叙剿惋竖搓唆据器遇藐皖去昔凉咳镍宝缝癌服痒翁秆馅忻竣枢淆够损壳漆虹医络雨滔诸帛逊筹粒毙好捍歧缆侨晶匪氏锭沦急帖鸳了驼盅疏梦备矾柯佑隆峙琴嗣剖俯山恍贱趣琉郎直迈泳跟槐啮处耶淤值破彦粥焉婉迟怯榔店酶父型吓扛程娥映艺藉盏玛干出甲赏蔼淬准让罩毁炯谭膛蜀踩压鲜蹦眶稠融楼滩冈贮夏镇瘤甜拂躁镭候栽憾抓锰租艳难帆莹商谨碍捎睡灶敷像晦诲租犹俞厂监碗永朱毗怒撬纠漂批舆挂询臭邱笨沧浮第9页