成都华西工业气体有限公司H制氮技术协议.doc

山东洪达化工有限公司 HX-2000/99.8型PSA-N2装置设计与主体供货技术附件

山东洪达化工有限公司
HX-2000/99.8型 PSA-N2装置设计与供货

合同技术附件

甲方：山东洪达化工有限公司
乙方：成都华西工业气体有限公司
2009年04月05日

目 录

附件一： 装置设计要求
附件二： 设计基础条件
附件三： 工艺说明
附件四： 乙方供货范围及规格性能要求
附件五： 甲方供货范围及规格性能要求
附件六： 控制仪表系统说明
附件七： 乙方对装置性能指标的保证
附件八： 设计分工及图纸资料的交付
附件九： 工程服务内容
附件十： 工程合同工期
附件十一：环境保护与安全卫生
附件十二：合同装置的考核、验收
附件十三 ： 其它

附件一： 装置设计要求
1. 合同装置性能定义
1)、产品气量： 2000Nm3/h
2)、氮气出口浓度： ≥99.8%
3）、氮气出口压力： ≥0.7MPa(G)
4)、出口温度： ≤40℃
5）、电机供电电压： 10KV
6)、年开车时间： ≥8000小时
注：现用的压力、气量、气体成分、温度等参数不能作为最终的设计依据，以最后设计院提供的最终参数为准。
2. 装置设计规模
公称产氮能力： 2x1000Nm3/h(以空气为原料)
装置操作弹性： 50～110%
操作时数： 年开工时间大于8000小时
3. 原料空气条件
介质： 空气
压缩空气压力： 0.85MPa（G）
压缩空气露点： ≤-2℃
油含量： ≤0.003mg/Nm3
压缩空气流量： 6600Nm3/h
4. 装置产品气量、规格
产品氮气
产品氮流量 ≥2x1000Nm3/h（以空气为原料）
产品氮气纯度 ≥99.8%（除氧外的组分）
O2≤0.2%
产品气压力 ≥0.7MPa（G）
附件二：设计基础条件
1. 原料气条件
原料： 压缩空气
压缩空气压力： 0.85MPa.G
压缩空气露点： ≤-4℃
油含量： ≤0.003mg/Nm3
压缩空气流量： 6600Nm3/h
2. 公用工程边界条件
2.1 供水
循环水 压力0.35～0.5MPa(g)
上水温度≤30℃、回水温度≤45℃
2.2 供风
仪表空气 压力≥0.6MPa(g)
露点：＜-40℃
2.3 供电
频率 50Hz AC±3%
电压 10KV AC±10%
380V AC±10%（三相）
220V AC±10%（单相）
2.5.甲方提供装置界区总图、当地环境条件参数。
2.6.甲方提供满足乙方设计要求的地质勘探资料。

附件三、工艺说明
3.1、PSA制氮工艺流程简述
PSA提纯氮气流程：
原料空气经过螺杆式压缩机增压至0.85MPa(G),经粗过滤、冷冻式干燥机、三级精过滤后进入两塔组成的PSA流程。当原料气流过吸附剂床层时，首先在吸附塔底部进行脱水，再进入吸附塔内部，其中的O2被制氮专用吸附剂快速地选择吸附，从而得到99.8%的氮气自吸附塔顶流出，进入氮气缓冲罐，并通过流量计送出PSA用户使用系统。当一台吸附塔处于吸附阶段时，另一台吸附塔则处于再生过程，两塔交替进行吸附，达到连续提纯分离空气制氮的目的。
完成吸附步骤的吸附剂须再生，吸附工艺才有意义，制氮专用吸附剂的再生过程包括均压降、逆放、冲洗、均压升和产品气加压的过程。
a. 均压降过程
这是在吸附过程结束后，开启均压阀，顺着吸附方向将塔内的较高压力的氮气放入另一台已完成再生的较低压力吸附塔的过程，这一过程不仅是降压过程，更是回收床层死空间氮气的过程，以保证氮气的充分回收。
b. 逆放过程
在均压降结束、吸附前沿已达到床层出口后，开启逆放程控阀KV3，逆着吸附方向将吸附塔压力降至接近常压，此时因吸附剂四周杂质分压降低，使被吸附的杂质（氧气）开始从吸附剂中大量解吸出来，但吸附剂解吸再生只能保证杂质在常压时的一种吸附平衡，为使吸附剂解吸再生完全，须进一步降低杂质分压，本技术方案采用产品氮气冲洗置换达到进一步降低杂质分压的目的。
c. 冲洗过程
在逆放过程中，为使吸附剂得到彻底的再生，用另一吸附塔顶端的很少一部分产品氮气通过程控阀门和特别设计的限流冲洗孔板逆着吸附方向冲洗吸附床层，更进一步降低杂质组分的分压，使吸附剂再生完全。吸附塔的逆放和冲洗过程为同时进行，即随吸附塔的压力降低，产品氮气在其压差的作用下自动通过和限流冲洗孔板对该吸附塔进行冲洗。
至此，吸附剂的再生已完成，为保证吸附剂平稳地进行到正常工作压力，进行吸附，同时也为了提高装置氮气回收率，本工艺过程还包括如下两步骤：
d. 均压升压过程
在冲洗再生过程完成后，此时另一台吸附塔刚完成吸附步骤，开启均压程控阀KV5，用刚完成吸附的吸附塔较高压力氮气对该吸附塔进行升压，这一过程与均压降压过程相对应，不仅是升压过程，而且也是回收其它塔的床层死空间氮气的过程。
e.升压过程
在均压升压过程完成后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，用产品氮气从产品氮气缓冲罐流入吸附塔，同时，压缩空气从吸附塔底部流入吸附塔，将吸附塔压力升至吸附压力。
经这一过程后吸附塔便完成了一个完整的“吸附-再生”循环，又为下一次吸附做好了准备。
2个吸附塔交替进行以上的吸附、再生操作(始终有1个吸附塔处于吸附状态)即可实现原料气的连续分离与提纯。
3.2 主要操作条件表
序号
步序
操作压力(G)
温度
1
吸附 （A）
0.80MPa.G
常温
2
均压降压（ED）
0.80MPa→0.4MPa
常温
3
逆放（D）
0.4MPa→0.02MPa
常温
4
冲洗（PP）
0.02MPa
常温
5
均压升压（ER）
0.02MPa→0.4MPa
常温
6
产品气升压 （FR）
0.4MPa→0.8MPa
常温
3.3、公用工程消耗
序号
项 目
规格要求
单 位
消耗指标 (轴功率)
使用情况
备 注
1
电
220V 50HZ
KWh/h
1
连续
照明、仪表用

10KV 5OHZ
KWh/h
315x2
连续
螺杆式空压机用

380V 50HZ
KWh/h
5x2
连续
冷冻式干燥机
2
仪表风
压力：0.6MPa
Nm3/h
100
连续
调节阀为气动
3
压缩空气
压力：0.85MPa
Nm3/h
6600
连续

3.4装置流程框图：
解吸气
空气

氮气去用户

2xPSA-N2系统
氮气缓冲罐
2-压缩机
2-干燥

附件四：乙方供货范围及规格性能要求
4.1、吸附剂规格及数量：
序号
名 称
规 格
用量（吨）
用途
1
碳分子筛
F1.2 柱状 黑色
17
吸附O2
2
A-AS吸附剂
F3-5 球状 白色
1
吸附H20
3
椰壳垫

6张

4.2、程控阀门
型号: HXJF150/□-12N
压力等级: 150磅（2.5Mpa）
阀门型式: 高性能程控阀
密封等级: ANSI Ⅵ级
密封面寿命: 大于200万次
密封圈材质: ASTM 316SS(复合圈)
连接方式: 法兰连接(法兰标准ANSI B16.5)
制造标准: ANSI标准
操作方式: 程序控制
驱动方式: 气体驱动
驱动电压: DC24V
阀门寿命: 20年
全行程时间: 最快小于1秒(阀门开启速度可调节)
制造商：成都华西工业气体有限公司
规格、数量、价格：
序号
规 格
数量(台)
备注
1
DN150
8

气动
2
DN100
6
3
DN80
6
随机提供维修手册和备件清单。
4.3、备品备件
程控阀密封件：按实际用量10%提供。
4.4、运输：上述由乙方供货的设备交货地点为甲方施工现场,即：山东省郓城县煤炭化工园区山东洪达化工有限公司施工现场，所发生的运输费和保险费由乙方承担。

附件五： 甲方供货范围及规格性能要求
（一）、动力设备：
1） 螺杆式空气压缩机 2台
规格型号： BLT-450W-8.5
流量： 48.2 m3/min
入口压力： ≥100 KPa(A)
出口压力： 0.85MPa
制造商：上海宝勒特压缩机有限公司或同等质量产品
2）冷冻式干燥机 2台
规格型号： DS5-040NW
干燥气量： 55 m3/min
露 点： -40℃
制造商：杭州嘉美净化设备有限公司或同等质量产品
(二)、过滤器：
序号
名称
规格
数量
备注
1
前置过滤器
PF0720
2台

2
精密过滤器
MF0720
2台

3
前置过滤器
PF0720
2台

4
活性碳微油雾过滤器
AK0720
2台

制造商：西安超滤净化工程有限公司或同等质量产品
（三）、非标设备
序号
名称
规格
数量
备注
1
空气缓冲罐
Φ1400x3500x12
2台

2
制氮吸附塔
Φ1600x4200x24
2台

3
氮气缓冲罐
Φ2000x7000x12
2台

4
消音器
Φ350、Φ250
4台

注：非标设计最终以乙方提供的非标施工设计图为准。
（四）、自控、仪表供货范围
序号
名称
规格
数量
备注
一
自动控制系统

二
现场仪器仪表

2.1
智能压力变送器
EJA-430A
9台
川仪恒河公司
2.2
流量计
孔板
2套
四川仪表
2.3
调节阀

1台
无锡工装、川仪产或等同
2.4
阀门定位器

1套
同上
2.5
在线微氧气分析仪
HT1630A
2台
四川康达（中日合资）
2.6
阀位传感器
3040
23只
成都华西
2.7
液动电池阀

23台
榆次液压件厂
2.8
现场仪表

全套
四川仪表厂
自动控制甲方采用DCS控制系统，乙方提供设计施工设计图和详细的现场仪表采购清单（甲方根据自己的使用经验提供品牌）。
（五）、本装置全部的工程施工
5.1、乙方提供装置的配管施工图设计，甲方负责装置所有设备的现场安装及安装材料的采购；
5.2、甲方负责装置界区内的工艺管道的防腐保温及材料；
5.3、乙方提供本装置项目的土建施工图，甲方负责本装置界区内所有土建的施工建设，包括：设备基础（含基础及地坪中的预埋穿线管）、厂房、循环水系统、地沟、电缆沟、厂区内地坪、围栏；
5.4、甲方负责装置所需的照明及所有公用工程的建设；
5.5、甲方负责除本合同明确规定由乙方供货范围外的所有设备及材料的采购与施工；
5.6、甲方负责按乙方提供的电器施工图进行制作采购。
附件六： 控制仪表系统说明
6.1 概述
根据变压吸附的工艺特点，本装置的控制系统设计和软件设计将在满足工艺要求的前提下，既考虑技术的先进性、操作的简便性和直观性，又特别注意运行的可靠性和稳定性，并兼顾价格因素。
全套控制软件包将充分体现变压吸附的技术特点，不仅能实现系统的实时控制、优化操作，而且能完全保证装置的长期、稳定、安全运行。
6.2 控制功能
6.2.1 顺序控制
本装置的全部程控开关阀和控制调节阀，按照工艺给定的条件进行顺序控制和模拟调节，使装置正常工作。这要求顺序控制和模拟控制能有机的结合起来，进行复杂控制。并且对于多种切塔和恢复的控制，能实现多种不同的控制程序。
所有的程控开关阀均带阀位检测、显示和报警功能。
6.2.2 程控调节
这是由开关信号和模拟信号组合运行的复杂控制，分三个步骤：首先是顺序开关信号启动，然后进入自适应随动控制，最后由顺序开关信号关断或开启。
该功能用于保证各关键压力变换能和理想曲线基本完全吻合。从而保证了变压吸附工况的稳定和优化。
6.2.3 参数优化控制
依据原料气量的变化和产品纯度的变化自动地计算出最佳吸附循环时间，优化装置的运行状况，使装置在保证产品质量的前提下，还可以自动地获得最高的产品回收率、获得最佳的经济运行效益。
6.2.4 联锁控制
包括工艺参数联动调节，工艺参数安全联锁，产品质量联锁控制等。
6.2.5动力设备监控
包括螺杆空气压缩机、冷感机等各种动力设备的流程显示、关键参数的监控、动力设备故障的报警和动作联锁。
6.2.6管理功能
可以进行完善直观的工艺流程监控与动态显示，如故障自诊断，历史趋势，事故状态和各种操作记录及打印报表。
可以和工厂管理网络或INTERTNET联网，可将装置运行参数和数据上传至管理计算机用于工厂管理、调度和数字统计；也可以通过INTERTNET为用户提供远程技术支持。
显示与操作画面：
总貌图、工艺流程详图
报警画面、调节回路棒图
参数设定、参数优化
阀门状态、阀门操作
动力设备监控、历史趋势（压力、流量、温度、液位、纯度等）
实时趋势（压力、流量、温度、液位、纯度等）
打印：班报表、日报表、月报表、随机打印、故障记录打印
6.2.7 故障诊断功能
本控制系统可根据压力、阀位检测、产品纯度、温度、流量等参数自动对工艺或设备故障进行自动诊断、报警和联锁处理。同时对控制系统自身的主要故障：如CPU故障、通讯故障也可进行自自诊断，并提出故障警告和安全处理。
6.3 控制设备选型
考虑到目前国内外大型化工厂自动控制系统的发展现状，兼顾到全厂控制系统的整体配置，本设计按用户要求采用DCS集中控制，以便对装置进行集中监视、操作、管理以及对工艺过程进行有效的控制，从而保证装置长周期、安全、平稳生产，达到降低成本、增加效益的目的。
附件七： 乙方对装置性能指标的保证
7.1 技术保证
产品氮流量 ≥2x1000Nm3/h（以空气为原料）
产品氮气纯度 ≥99.8%（除氧外的组分）
O2≤0.2%(V%)
产品氮气压力 ≥0.7MPa（G）
7.2 装置寿命指标
① 吸附塔等静止设备设计寿命15年
② 程控阀门正常使用寿命15年（主密封件寿命保证2年）
③ 吸附剂设计正常使用寿命大于10年。
7.3 售后技术服务
装置售后保质期一年，保质期内免费进行技术服务及维修，所供产品实行三包（包退、包换、包修）。长期优惠提供备品备件和技术服务。
附件八： 设计分工及图纸资料的交付
8.1 设计分工
8.1.1 乙方负责装置界区内全部专业的施工图设计
8.1.2乙方负责装置的编程和组态工作。
8.1.3甲方负责地质勘探与外围公用工程设计。
8.2 设计进度及资料交付
8.2.1甲方在合同生效后1周内应向乙方提供：场地地形、场地平面标高和基准坐标、总平面布置图、地质资料。
8.2.2乙方应向甲方提供的所有资料内容如下：
1) 工艺专业
A. 工艺说明
B. PFD、PID图
C. 管线表
D. 设备一览表（包括所有静设备和动设备）
E. 设备计算汇总表
F. 安全阀计算汇总表
G. 公用工程消耗
2) 自控专业
A. 仪表规格表
B. 程控阀门规格书
C. 调节阀设计条件表
D. 节流装置及调节阀计算书
E. 报警联锁设定值表
F. 联锁逻辑图
G. 所有端子排接线图
H. 顺序控制逻辑图
I. 仪表索引表（控制回路说明）
3) 给排水专业
用水条件表
公用工程配管图
4) 设备专业
A. 全套设备施工图
B. 设备平台施工图
5) 电气专业
A.用电条件表
B.电气控制说明
C.电气原理图
D.电气接线图
E.照明要求说明
6) 配管专业
A. PSA界区内的工艺管道平面布置图
B. 设备平面布置图
C. 管口方位图
D. 液压泵站安装图
E. 其他相关配管设计图
7) 土建专业
A.控制室土建图
B.全套设备基础图
C.程控管阀架土建图
8.3乙方向甲方提供的设计资料工期如下：
A、合同生效后15天内提供工艺流程图、一周内提供平面布置图，提供界区内的公用工程参数。；
B、合同生效后45天内提供土建、电器、仪表图；
C、合同生效后60天内提供上述全套图纸；
D、合同生效后75天内提供操作手册（工艺、自控专业）、基础设计、施工图设计相应技术规程等全部资料；
E、以上资料1式8份，均需盖有设计资质章；
F、装置建设完成后乙方向甲方提供一套可安装的组态软件光盘。
8.4 甲方负责的设计范围与图纸交付
8.4.1甲方负责的设计范围
A、甲方负责界区接点外公用工程（水、电、蒸汽、气）的设计；
B、甲方负责装置界区内地质勘探资料、装置周边建筑物总貌图设计；
C、甲方负责装置界区外环行通道、消防通道的设计和建设；
8.4.2甲方向乙方提供的资料和时间
A、合同生效10日内，甲方向乙方提供装置现场的地质勘探资料、装置周边建筑物总貌图一式三份或电子版资料；
以上未尽事宜双方协商解决。
8.5设计规范和标准
执行中石化总公司规定的设计规范和相应的国家标准。
附件九： 工程服务内容
9.1 乙方工程服务内容
1）按工作进度要求，准时向甲方提供设计施工图资料；
2）乙方负责按合同规定的供货范围组织采购、生产并按时供货；
3）乙方在施工期间派技术人员到现场进行技术指导，解决有关技术问题；
4）乙方负责提供吸附剂装填方案并指导吸附剂装填工作；
5）负责完成装置项目的相关控制软件的编制、控制系统组态和现场调试工作；
6）乙方须按进度为甲方的操作、维护人员进行现场的操作培训；
7）乙方负责装置首次开车调试与投运；
8）本装置保质期为壹年，保质期为自装置投产验收之日起壹年或设备到现场之日起18个月（以时间先到为准）；
9）乙方保质期过后长期提供优惠的技术服务和控制软件的升级；
9.2 甲方工程服务内容
1）甲方负责本合同规定除乙方应完成的内容外的所有工程施工内容；
2）甲方负责本装置试车时所需的油料、水、电、气；
3）甲方负责本装置的特种设备使用取证及安全评估工作、环评工作。

附件十： 工程合同工期
10.1、本工程装置合同设备交货期为：自合同生效之日起共计5个月。
10.2、合同生效日定义：即甲、乙双方授权代表在商务合同上签字盖章后，甲方按合同要求支付给乙方本合同装置预付款之日；
10.3、若因甲方原因不能按合同规定向乙方支付预付款和进度款时，本装置项目工期顺延；
10.4、本装置进度计划表（PSA-N2装置总工期7个月）：
序号
时间（月）
项目

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
一
PSA-N2装置

1.1
基础设计

1.2
工程设计

1.3
土建施工

1.4
设备制造及运输

1.5
装置安装工程

1.6
试车及装置验收

1.7
乙方监护运行

（装置调试验收合格后乙方承诺再继续监护运行15天）

附件十一：环境保护与安全卫生
11.1 环境保护
11.1.1 装置正常生产时无废气、废水、废渣排放。
11.1.2 装置废弃吸附剂为无毒、无害固体，每20年排一次，可掩埋处理。
11.1.3 噪声
装置噪声主要是来源于程控阀开关以及废气放空。废气放空时装置有消声器，其噪声低于85分贝。程控阀在均压、逆放、抽真空过程中产生的噪声小于85分贝，符合有关噪声技术规定的要求。
11.2 安全卫生
11.2.1 由于装置生产过程中接触的介质均属易爆气体，工艺设备采取露天布置。
11.2.2 装置的设备、建筑物、 构筑物的布置均遵守《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-92）、中国防爆标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）。装置系统物料为变换气和氢气，防火危险性为甲（B）类，爆炸危险场均在2区内。
11.2.3 装置设有多处安全阀，确保装置安全。
11.2.4 装置不正常生产时排出的气体排放总管集中排放。
11.2.5 装置设计除按有关规定外，还充分考虑了当地风压，地震烈度及场地土质因素。
11.2.6 装置内各部分均设有固定的消防设备。
11.2.7 为提高防火安全的可靠性和自救能力，在装置操作区设有手提式干粉灭器。消防水管网及消防设施设备在装置边界线外，供消防用。
11.2.8 当出现意外事故时，变压吸附装置控制系统的故障保护系统会自动使装置处于安全状态。

附件十二：合同装置的考核、验收
12.1 合同装置安装、开车、性能测试和操作由甲方在乙方指导下进行。
12.2 装置的考核及标定由甲乙双方组成考核小组共同进行。
12.3 合同装置开车后，双方协商确定性能考核测试时间和方案，负荷可在30～110% 之内由双方商定。
12.4 性能测试72小时达到附件7.1的保证值，双方认可签字，合同装置正式被接收。
12.5 第一次性能测试不合格时，可允许协商确定第二次测试，最多允许三次，最迟不能超过开车后30天或由双方协商确定。
12.6 由于乙方原因造成考核中断，乙方必须进行整改，费用由乙方负责；由于甲方原因造成考核中断，甲方须进行整改，费用由甲方负责。
未尽适事宜由双方协商解决。

附件十三 其它
13.1 本合同技术附件一式陆份，甲乙双方各执叁份，与“商务合同”具有同等法律效力。
13.2 其它未尽事宜，甲、乙双方协商解决。

甲 方：山东洪达化工有限公司 乙 方：成都华西工业气体有限公司
联系人：陈胜军（13869752878） 联系人：王华金(013980614656)
地 址：山东省郓城县随官屯镇尹庄工业园 地 址：成都市高新西区西源大道1号
邮 编：274702 邮 编：610031
电 话：0530-6866678 电 话：028-87684682 87701001
传 真：0530-6437111 传 真：028-87684683
甲方代表签字： 乙方代表签字：

时间：2009年04月05日 时间：2009年04月05日

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