2022年PSA工艺说明.docx

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1、目录1 介绍22 工艺资料32.1 本装置的目的32.2 工艺说明33 工艺设计的技术说明43.1 工况的定义43.2 装置才能43.2.1 才能43.2.2 氢气产品43.2.3 尾气的组分和条件：53.3 给料的技术说明：64 具体的设计考虑74.1 吸附器的数量74.2 机械设计74.2.1 吸附器74.2.2 尾气塔74.2.3 尾气系统的过压爱护84.2.4 氢气过滤器84.3 故障自动切换削减吸附器的数量84.4 火炬背压94.5 才能掌握9学习文档 仅供参考4.6 开车要求94.7 变压吸附 PSA 装置的牢靠性94.8 管线连接105 现场条件及其公用工程105.1 现场资料1

2、05.2 环境条件105.3 公用工程105.3.1电能116 工艺保证116.1 装置才能116.2 产品质量116.3 氢气回收116.4 尾气压力116.5 吸附剂的使用年限116.6 开工率11变压吸附 PSA 1 介绍本技术说明规定了变压吸附 PSA 装置的设计，制造以及供货要求，该装置将作为日产 5000 公吨甲醇装置的一个部分， 地点位于中国内蒙古的锡林郭勒； 本装置的业主是大唐国际电力；本甲醇装置就是包括有煤气化、低温甲醇洗气体净化以及生产汽油用的 MTP 工艺联合总厂中的一部分；在甲醇合成回路开头运转的时候，本变压吸附PSA装置应当可以在 60% 和110% 之间的负荷进行操

3、作；2 工艺资料 本装置的目的本变压吸附 PSA装置生产的氢气来和低温甲醇洗的合成气进行混合，从而得到较为抱负的用于甲醇合成的气体组分；少量的氢气将用于聚丙烯工艺，但是要确定所需氢气的纯度；来自甲醇合成回路的吹扫气将作为本变压吸附 PSA装置的给料气；该吹扫气来自甲醇别离器不在厂家的范畴内，在此粗甲醇水 + 甲醇从气体中别离出来；来自变压吸附 PSA装置的尾气，进入到燃料管网，作为其他单元的燃料或 MTP 装置中的燃油加热器烧嘴的燃料；因此，需要有一个恒定的尾气流量和抱负的 Wobbe 指数；把尾气和其它的气体一起送到燃料气压缩机的入口不在厂家的范畴内，在此把尾气压缩到燃料气总管所需要的压力；

4、在甲醇装置和变压吸附 PSA装置正常开车和停产期间，该尾气送到火炬进行燃烧；每隔几年当新奇的甲醇催化剂必需进行复原，来自PSA的氢气将作为复原剂；在这种情形下，没有吹扫气，而低温甲醇洗合成气将作为PSA的给料；2.2工艺说明在吸附和再生替换周期，本变压吸附PSA装置应当采纳多层吸附剂的床层系统进行操作，从而供应连续和恒定的产品和尾气流量；原就上，该周期包括以下 这些工艺步骤：.吸附；.减压；.最终的再生；.再加压；本变压吸附 PSA装置的正常操作应当是完全自动化的；吸附器的数量参见 4.1 章节以及周期的具体情形应当由厂家来确定；3 工艺设计的技术说明3.1 工况的定义在本变压吸附 PSA装置

5、的设计中，应当考虑以下的这些工况：工况说明备注1SOR运转开头23.2装置才能EOR运转终止才能依据SOR和EOR3.3 章节原料的技术说明以及在产品技术说明章节中给出的最大氢气需求量，本变压吸附 PSA装置的设计才能为 100% ；本装置应当可以在工况 1 和工况 2的条件下 100% 的进行操作，也可以在工况 1的条件下在 60% 和110% 负荷之间进行操作；氢气产品氢气产品需求和条件：工况 1工况2流量：kmol/h5606302界区温度：C4040界区压力：MPa g3.23.2需要的氢气纯度：氢气H2 ：mol % 99.9氮气N2+ 氩Ar ：mol % 0.1总的碳氢化合物：w

6、t ppm 1水H2O ：mol ppm 2一氧化碳 CO+ 二氧化碳 CO2 ：mol ppm 1所给出的纯度是由聚丙烯工艺确定的，而不是由甲醇合成确定的；尾气的组分和条件：工况1工况2流量：kmol/h界区温度： C界区压力： 1 MPa g 0.3 0.31) 尾气掌握阀的下游； 没有的数据将由厂家供应；工况1工况2氢气H2 ：mol%氮气N2 ：mol%氩Ar ：mol%甲烷CH4 ： mol% 二氧化碳 CO2 ： mol% 一氧化碳 CO ： mol% 没有的数据将由厂家供应；厂家应当把尾气质量、流量和压力的波动掌握在最小的范畴内；尾气混合槽要有足够的尺寸是特别重要的； Wobbe

7、 指数的变化不应当超过 +/- 3%；3.3 给料的技术说明：工况1工况2流量1 ：kmol/h10571158界区温度： C40 40界区压力： MPa g6.907.24组分：二氧化碳 CO2 ：mol%3.713.79一氧化碳 CO ： mol%3.305.62氢气H2 ：mol%75.5375.20甲醇CH3OH ： mol%0.590.56水H2Omol%0.010.01氩Ar ：mol%0.960.85氮气N2 ：mol%15.7313.81甲烷 CH4 mol%0.170.15C3 ：mol ppm4545C4 ：mol ppm6868C5+ ：mol ppm56561) 本估算

8、是基于氢气的回收率至少在 70% ，这将由厂家进行确认；4 具体的设计考虑4.1 吸附器的数量吸附器的数量应当由厂家进行挑选， 但是其数量不得少于六个； 吸附器安装的数量和可以得到的氢气才能以及吸附器在使用中的削减数量应当以 6.6 章节中的开工率为基础；厂家应当指出氢气才能以及吸附器在操作中的削减数量；4.2 机械设计吸附器吸附器的机械设计条件是：设计压力 1 ：MPa g最小高于操作压力的 10% ； 设计温度 1 ：C 80腐蚀余度：mm3.01) 将由厂家来确定；吹扫气到变压吸附 PSA装置管线的过压爱护将由其它方做；机械设计必需考虑周期循环负荷；尾气塔尾气塔的机械设计条件是：本设计应

9、当是全真空的2 ；设计温度 1 ： C 最低 80腐蚀余度：mm3.01) 将由厂家来确定；2) 燃料气压缩机位于尾气掌握阀的下游；尾气系统的过压爱护厂家应当考虑在正常的吹扫气或者合成气给料条件下吸附器的阀门显现故障， 并且应当在其界区范畴内为本尾气系统安装实行过压爱护措施；本压力安全阀的设计应当考虑到变压吸附PSA装置吹扫气体的最大流量， 这将在具体工程设计阶段供应；到变压吸附 PSA装置的最大吹扫或转化气：kmol/h 待定到变压吸附 PSA装置的最大压力：MPa g待定氢气过滤器应当包括一台氢气过滤器；仍要一台带有单个节流阀和一个旁路的过滤器；作为设计基础，考虑的过滤粒度应当大于5m ；

10、厂家应当指出在通常情形下和氢气产品一起出来的颗粒的预期粒度；作为产品，氢气送到透平压缩机的入口，这样一个过滤器的形式和别离效率最终都要和压缩机的制造厂家一起协商确定；4.3 故障自动切换削减吸附器的数量本掌握系统应当能够发觉故障，并且可以通过削减吸附器的数量最少一个自动切换对某种操作模式进行切换；氢气产品的流量不应随着使用中吸附器数量的削减而发生变化；但是，在这种情形下，产品的杂质水平可能会超过其保证值；厂家应当指出在这些情形下预期的杂质水平；在操作中吸附器数量的削减对氢回收、给料、产品流量和组分以及对循环周期的影响；.吸附；.减压；.最终的再生；.再- 加压；应当由厂家来确定；在操作中自动切

11、换到削减的吸附器的数量期间，应当指出尾气中压力、流量和Wobbe 指数的波动情形 通过运算或者测量得到证明的 ；火炬背压火炬系统将有一个最大的背压为0.15 MPa 表压；4.5 才能掌握应当供应依据装置负荷进行的自动循环周期时间掌握/ 优化；4.6 开车要求在开车之前吸附器的加压将采纳人工的形式进行；在首次加压后，开车将自动进行；本变压吸附 PSA装置的开车不得影响其上游的装置，例如：过量的流量会引起某个系统的压力下降，这在开车期间必需予以防止；4.7 变压吸附 PSA 装置的牢靠性本设计应当考虑到变压吸附PSA装置是甲醇装置中的一个关键部分，因而必需到达一个较高的、连续的并且没有故障的性能

12、；变压吸附 PSA装置设计的开工率至少应当保持在99.0% ；该值不包括主要的停车以及外部的干扰影响；4.8 管线连接主要的进出物料在交接点的初步管线尺寸为：到变压吸附 PSA装置的给料气：6介质符号 : GP来自变压吸附 PSA装置的纯洁氢气：4介质符号 : H来自变压吸附 PSA装置的尾气：16 介质符号 : GFA氮气吹扫：厂家供应介质符号 : NL外表空气：厂家供应介质符号 : VI安全阀拍发：厂家供应介质符号 : BF 1变压吸附 PSA吸附器的管道和隔离阀的设计应当让每个吸附器都可以隔离起来，在隔离阀内可挑选的方案：对一对吸附器进行隔离，假如本系统的设计答应的话对掌握阀进行修理；这

13、对生产流量以及杂质水平的影响应当是有限的；对于吸附器容器的隔离可挑选的方案：容器组的隔离，应当采纳某个单个的节流阀和带双圈的盲板，假设有适当的吹扫程序对此带双圈的盲板进行调整；要给厂家供应相关的管道等级，并且应当在变压吸附PSA的设计中应当遵守这些规定；5 现场条件及其公用工程5.1 现场资料本装置位于中国内蒙古的锡林郭勒，大约在海平面1270 米以上；环境条件参见设计基础中的资料，文件编号 no I697180103002；公用工程参见设计基础中的资料，文件编号 no I697180103002；电能参见设计基础中的资料，文件编号no I6971801036 工艺保证变压吸附 PSA装置的厂

14、家应当向选购方供应以下各项工艺性能保证值以3.3 章节中的原料组分为基础：装置才能对章节中给出的工况 1和工况 2 供应100% 的才能；产品质量氢气的纯度和章节中提出的纯度一样；氢气回收在设计条件的氢气回收：最小 70% ；尾气压力在变压吸附 PSA装置界区的尾气压力 : 最小0.3 MPa g 对全部工况 ； 答应的最大压力波动 : 最大 +/- 50 mbar 在恒定流量条件下 ；答应的最大 Wobbe 指数波动：最大 +/- 3.0% 对全部工况 ； 给出的尾气压力参见尾气掌握阀的出口；吸附剂的使用年限吸附剂最低的使用年限 : 由厂家供应保证；6.6开工率开工率: 最低为 99.0%该数据不包括主要的停车 / 检修或者外部的干扰影响； 装置在 95% 负荷以上进行操作，氢气的才能才考虑为开工；