焦炉煤气提氢技术方案.doc

亚联高科 焦炉煤气提氢技术协议焦炉煤气提氢5000Nm3/h装置 技 术 方 案 买方： 卖方：四川亚联高科技股份有限公司 一、总 则1、概述有限公司为满足生产的需要，拟上一套5000Nm3/h焦炉煤气变压吸附制取氢气装置。本章所载内容必须满足买方的要求。卖方提供的合同设备（焦炉煤气氢气制取装置）应满足技术先进、安全可靠、运行稳定、维修方便的要求。卖方应对焦炉煤气氢气制取装置的整体技术性能向买方负责。焦炉煤气氢气制取装置应能够在安全、可靠、长周期条件下运行，高产低耗，满足改变工况及负荷调整的要求。2、装置名称及规模装置名称：焦炉煤气提氢变压吸附制氢装置。装置规模：装置的氢气产量为5000Nm3/h。4、分包范围（详见）上一套5000Nm3/h焦炉煤气变压吸附制取氢气装置。此装置采用界区内部分承包形式包给卖方，卖方承包范围包含工程设计、设备购置（仅吸附剂、程控阀）、人员培训（外出培训费用买方自己承担）、设备制造（卖方提供设计参数图纸，买方采购）、工程安装指导、生产调试指导、装置开车指导，最后通过性能考核交给买方。5、装置的工艺路线界定本装置以焦炉煤气为原料，通过变压吸附分离提纯，生产纯度为99.9%的产品氢气。6、卖方技术人员的派遣为了使合同设备顺利而有序的进行安装和调试，卖方负责派遣合格的技术人员到施工现场进行技术服务。卖方技术人员的实际参加人数、专业、预计到达和离开项目现场的日期，根据现场施工的实际进度，由买卖双方商定。卖方应根据其经验在供货文件中做出技术服务的详细安排，其费用包括在报价中。7、卖方技术人员的服务范围及职责卖方技术人员将代表卖方提供技术服务，在合同设备安装、试车、投料试生产、性能考核及验收、运行操作、维修等方面完成合同规定的卖方应履行的任务和职责。卖方技术人员将详细进行技术交底，详细讲解图纸、工艺流程、操作规程、设备性能及有关注意事项等，解答合同范围内买方提出的技术问题。二、装置指标1、 技术指标1.1装置性能序号名称指标备注1产品氢气纯度99. 9%（V/V）O210ppmCO+CO220ppm露点 -60H2S1ppm2产品氢气压力1.2MPa(G)输送管道压力3产品氢气温度40在正常操作条件下4氢气额定产量5000 Nm3/h在正常操作条件下5装置运行方式连续运行在正常操作条件下6年开工日8000小时在正常操作条件下7操作弹性501201.2副产解吸气压力： 0.01MpaG流量： 6900Nm3/h热值： 4800Kcal/Nm32、装置寿命指标2.1硬件设备类1）吸附塔等静止设备设计寿命15年；2）PSA提氢程控阀门正常使用寿命15年（密封件寿命大于2年）；2.2 三剂填料类寿命指标1）除焦油吸附剂正常使用寿命一年：一年更换一次2）压缩机后除油塔内除油剂设计使用年限为：1年更换一次；3) TSA预处理吸附剂正常使用寿命3年；4) 脱苯工段吸附剂设计正常使用寿命1年；5) PSA提氢工段吸附剂设计正常使用寿命15年；6) 脱氧工段催化剂设计正常使用寿命3年；3. 物料平衡参考：(氢气收率： 80%)料点组份H2O2N2COCH4CO2CmHn合计脱硫及焦油后COGv%52.390.87.6310.223.583.61.8100Nm3/h6260.60595.6911.7851218.92817.81430.2215.111950预处理后气v%52.390.87.6310.223.583.61.8100Nm3/h6260.60595.6911.7851218.92817.81430.2215.111950粗氢气v%99.5827 0.3802 0.0363 0.0002 0.0006 0.0001 0.0000 100Nm3/h5008.48 19.12 1.82 0.01 0.03 0.00 0.00 5029.474PSA解吸气v%18.0929 1.1051 13.1487 17.6126 40.7163 6.2162 3.1081 100Nm3/h1252.12 76.48 909.96 1218.89 2817.78 430.20 215.10 6920.526产品氢气v%99.9627 0.0000 0.0364 0.0002 0.0006 0.0001 0.0000 100Nm3/h5007.98 0.00 1.82 0.01 0.03 0.00 0.00 5009.853说明：以上物料以实际运行为准。4. 公用工程消耗： 4.1 煤气净化系统(脱焦、脱萘、脱硫、脱氨、脱苯)序号项目名称规格单 位装机消耗说 明1电220VKWh1510照明及仪表用电380VKWh500500其它动力设备2仪表空气P:0.4Mpa，Dp-40oCNm3/h5030符合GB4830-84要求3冷却水P:0.4Mpa，t32oCt/h300280冷却水4饱和蒸汽P: 0.5MpaG，t:158oCt/h6.05.5加热器热源5饱和蒸汽P: 1.25MpaG，t:200oCt/h2.52.2加热器热源6置换氮气P:0.5Mpa，N299.5%，O20.5%Nm34000开车初期用数小时4.3 压缩系统序号项目名称规格单 位装机消耗说 明1电220VKWh54照明及仪表用电10KVKWh28502115压缩机2仪表空气P:0.4Mpa，Dp-40oCNm3/h54符合GB4830-84要求3冷却水P:0.4Mpa，t32oCt/h345280冷却水4.4 变压吸附系统序号项目名称规格单 位装机消耗说 明1电220VKWh54照明及仪表用电10KVKWh1350450尾气压缩机2仪表空气P:0.4Mpa，Dp-40oCNm3/h10080符合GB4830-84要求3冷却水P:0.4Mpa，t32oCt/h4040冷却器冷却水150130压缩机冷却水4饱和蒸汽P: 1.25MpaG，t:200oCt/h1.01.0加热器热源5置换氮气P:0.5Mpa，N299.5%，O20.5%Nm34000开车初期用数小时5、装置占地参考：装置总占地约：10070 m(不含气柜)气柜及煤气输送约：二、工艺设计基础2.1 制氢装置原料气需求量：12000Nm3/h原料压力：8Kpa-g (未最终确定)原料温度：常温2.2原料气条件焦炉煤气组成组成H2COCO2O2CH4N2CnHmV52.3910.23.60.823.587.631.8组成H2S萘焦油粉尘氨HCN苯mg/Nm3 300013547506305100三、执行标准和要求执行标准（按最新标准执行）略四、工艺流程简图工艺流程简图如下：1. 装置界区及流程框图气柜除焦器脱硫、脱氨TSA（两次）原料COG一级压缩产品氢气脱氧/干燥PSA提氢二级压缩压缩机PSA提氢装置界区内(气柜在单独区域)解吸气解析气缓冲罐流程框图说明：1）界区界定：上图中虚线包围的部分就是本装置界区，所有能源节点至界区处1米；2）从上面框图可以看出，本装置主要包括三大系统：煤气净化、压缩、变压吸附提氢；3）煤气净化包括：除焦、脱胺、脱苯、脱硫、TSA净化、 压缩系统包括：一级压缩、二级压缩；变压吸附提氢系统包括：PSA提氢、脱氧干燥；五、工艺流程描述1 脱硫、脱氨工序经过脱焦脱萘工序来的不高于30焦炉煤气从塔底进入脱硫塔，与塔顶喷淋的脱硫液逆流接触脱硫。脱硫液经液封槽流入溶液循环槽，在此补充催化剂和氨水后，用溶液循环泵打入再生塔与工艺空气并流接触再生后，自流入脱硫塔循环使用。再生脱硫液产生的硫泡沫经再生塔扩大部分流入硫泡沫槽，用硫泡沫泵打入熔硫釜，产品粗硫磺外销。从脱硫塔出来的煤气进入洗氨塔，经循环氨水及蒸氨废水洗涤脱除氨后送出作为制氢的原料气。洗氨后的富氨水送入蒸氨塔，蒸出的氨汽部分回流，部分经冷凝冷却器进一步冷却后送入脱硫液循环槽作为补充碱源，蒸氨塔底贫液送洗氨塔循环洗涤使用。2 脱焦脱萘工序经吸附塔，将焦油和萘进行脱除。脱焦脱萘工序由两个吸附塔组成，吸附剂使用设计年限为一年。3一级压缩工序脱胺后的原料气进入原料气压缩机，原料气压缩机为螺杆式压缩机。压缩后的原料气压力约为0.5MPa-G，直接进入下一工序。4脱苯工序脱苯工艺采用变温吸附脱苯方案，共由4台脱苯塔、一台加热器、一台电加热器组成。两台为一组，其中脱苯塔一组吸附，一组再生。经压缩后的净化煤气，自塔底进入一组脱苯塔，其中一组处于吸附脱苯状态，一台处于再生状态。当脱苯塔吸附苯等饱和后即转入再生过程。5 TSA预处理工序为保证后续PSA提氢工段的长期连续稳定运行，焦炉煤气中残留的有害杂质（硫化氢、萘等有害杂质）在进入变压吸附工段以前必须予以脱除净化，避免这些有害物质（强吸附质）在变压吸附工段累积在吸附剂上造成吸附剂中毒而吸附效果降低。在压缩机出口进入预处理工序，除去残留的硫化氢、萘等有害杂质。TSA净化装置采用变温吸附的原理除去杂质。变温吸附系统采用2台吸附塔，其中任意时刻总有1台处于吸附步骤，保证连续的脱除杂质，另1台处于再生步骤，实现吸附塔的再生。每个预处理塔在一次循环中均需经历吸附（A）、逆向降压（D）、升温（H）、冷却（L）、升压（R）等五个步骤。6 二级压缩工序经过预处理系统除去萘、焦油、NH3、H2S及其它芳香族化合物，处理后的焦炉煤气经压缩机第二、三级压缩至1.8MPa(G)后进入后续PSA氢提纯系统。7 PSA提氢工段脱除有害杂质（硫化氢、HCN和高烃类物质等）的焦炉煤气进入PSA提氢工段，从吸附塔底进入，塔顶获得产品氢气，塔底解吸出的逆放解吸气用作TSA净化工段作再生气使用。再生气送入尾气气柜经压缩送至燃烧系统。PSA提氢工段采用8-2-3/P（8个吸附塔，2个塔同时吸附，3次均压）的常压解吸的工作方式。每个吸附塔在一次循环中均需经历吸附（A）、一均降（E1D）、二均降（E2D）、三均降（E3D）、顺放（PP）、逆放（D）、冲洗（P）、三均升（E3R）、二均升（E2R）、一均升（E1R）以及终充（FR）等十一个步骤。8 脱氧干燥工段从变压吸附工段获得含有少量氧（0.3%）的粗氢产品气，通过催化反应，氧与氢生成水，混合气中的水分采用变温吸附技术干燥除去。脱氧工艺：由变压吸附工段输出氢气通过脱氧塔，在脱氧塔中通过钯催化剂床层，混合气中的氢和氧反应生成水，又通过冷却器和气液分离器分离除去被冷凝游离水分。干燥采用等压变温吸附，系统由2台干燥器、1台辅助干燥器、1台加热器、1台冷却器、1台气液分离器和3台4通程序控制阀构成。其中1台干燥器任意时刻始终处于吸附（干燥）步骤，另一台干燥器处于再生（加热或冷却）步骤，2台干燥器压力始终相同。再生气取自还未被干燥的氢气，先后经辅助干燥器和加热器除去水分并升温（150 oC）后，用于干燥器的加热再生。冷却干燥器带出的热量用于辅助干燥器的再生。再生气中所含的水分经冷却器和气液分离器排出，其中氢气再返回未被干燥的氢气流中，经干燥后氢气露点-60 oC。六、主要设备配置（以施工图设计为准）1. 主要设备一煤气储存序设备名称工艺参数型号规格材质数量(台)备注1气柜5 KPa-G20000mQ235B1二脱油脱萘序设备名称工艺参数型号规格D材质数量(台)备注1脱油脱萘塔8 KPa-GD2600Q345R2三脱硫、脱氨设备序设备名称工艺参数型号规格D材质数量(台)备注1脱硫塔填料塔D3400Q235-A12再生塔D3000 Q235-A13洗氨塔D2800Q235-A14蒸氨塔D800HT20015脱硫塔液封槽园式贮槽D80016溶液循环槽D550017催化剂贮槽圆柱式D70018事故槽D550019低位槽D2000110硫泡沫槽D3200111废水槽D2000112原料氨水槽D3600Q235-A113循环氨水槽D3600Q235-A114溶液循环泵离心式Q:283m/h 215终冷水泵离心式Q=50m3/h216空气压缩机Q=770m3/h 2再生用17循环氨水泵离心式Q=103m3/h 218循环氨水泵离心式Q=11.5m3/h 319碱泡沫泵离心式Q=5.8m3/h 220低位槽液下泵离心式Q=13.1m3/h 304121终冷水冷却器螺旋板式F120.0Q235-A222蒸氨废水冷却器螺旋板式F40.0Q235-A123蒸氨废水冷却器螺旋板式F20.0Q235-A124废水换热器螺旋板式F10.0Q235-A125氨水加热器螺旋板式F10.0 Q235-A 126氨分缩器螺旋板式F20.0 Q235-A 127冷凝冷却器螺旋板式F20.0 Q235-A 128脱硫液冷却器螺旋板式F5.0 Q235-A 129原料氨水过滤器D1600 Q235-A 230开式凝结水回收装置D1012 Q235-A 1附泵2台31熔硫斧D600304232电动葫芦Q=2t2小计43四脱苯设备序设备名称工艺参数型号规格D材质数量(台)备注1脱苯塔D2500碳钢42加热器D1000碳钢13电热器150KW1小计6五预处理序设备名称工艺参数型号规格D材质数量(台)备注1预处理塔0.5MPaD2500Q345R22加热器0.8/0.2MPaCS/SS1小计3六压缩（待定）序设备名称工艺参数电机功率（KW）过流件材质数量(台)备注1一级螺杆式压缩机Q:250m3/minPo:0.5MPa-gSS12二级往复式压缩机Q:125m3/minPi:0.4MPa-gPo:1.8MPa-g32开1备3尾气压缩机Q:150m3/minPo:0.6MPa-g32开1备七变压吸附及脱氧干燥序设备名称工艺参数型号规格D材质数量(台)备注1除油器1.8MPaD1800Q345R22中间缓冲罐1.8MPaD1500Q345R13吸附塔1.8MPaD1800Q345R84顺放罐1.8MPaD2000Q345R15粗氢气罐1.8MPaD1200Q345R16逆放气罐0.5MPaD3000Q345R17解吸气罐0.2MPaD2500Q345R18脱氧塔1.8MPaD700Q345R19脱氧冷却器1.8/0.4MPaCS110气液分离罐1.8MPaD800Q345R111预干燥塔1.8MPaD900Q345R112干燥塔1.8MPaD1200Q345R213循环氢加热器1.8/0.8MPaCS114循环氢冷却器1.8/0.4MPaCS115产品分液罐1.8MPaD800Q345R116阻火器CS117尾气气柜1干式小计252. 主要吸附剂序型号规格数量(t)备注厂家1ALGA-B01023555.00脱油脱萘塔亚联监制2ALGA-B01033520.40除油器亚联监制3ALGA-C010135142.90脱苯塔亚联监制4ALGA-D010213脱苯塔亚联监制5ALGA-B040113脱苯塔亚联监制6ALGA-C01013561.10预处理塔亚联监制7ALGA-D010213预处理塔亚联监制8ALGA-B010413预处理塔亚联监制5ALGA-C010135172.90PSA吸附塔亚联监制6ALGA-B010113PSA吸附塔亚联监制7ALGA-A010113PSA吸附塔亚联监制8ALGA-F0101131.50脱氧塔亚联监制9ALGA-D0102136.30干燥塔亚联监制10ALGA-A010113干燥塔亚联监制11ALGA-D0102131.30预干燥塔亚联监制12ALGA-A010113预干燥塔亚联监制小 计461.43. 专用程控阀序名称型号驱动方式规格数量（台）备注厂家1电动蝶阀PN2.0 DN200气动耐温型19脱苯塔四川亚联2电动蝶阀PN2.0 DN200气动普通型四川亚联3电动蝶阀PN2.0 DN400气动耐温型四川亚联4电动盲板阀PN2.0 DN300气动耐温型四川亚联4气动蝶阀PN2.0 DN200气动耐温型12预处理四川亚联5气动蝶阀PN2.0 DN350气动耐温型四川亚联1高性能截止阀PN5.0 DN50气动普通型68PSA四川亚联2高性能截止阀PN5.0 DN65气动四川亚联3高性能截止阀PN5.0 DN80气动四川亚联4高性能截止阀PN5.0 DN125气动四川亚联5高性能截止阀PN5.0 DN250气动四川亚联4气动四通球阀PN5.0 DN65气动耐温型3脱氧干燥四川亚联小 计4. 主要现场仪表、电气、分析一现场仪表序名称型号单位数量备 注1压力变送器隔爆台532差压变送器隔爆台132温度变送器隔爆套353孔板流量计含差压变送器台84调节阀台155电磁阀防爆个896阀位检测器本安套897可燃气体探测器套48现场就地仪表套1二控制系统并入全厂DCS甲方负责三电气序名称型号单位数量厂家1照明系统界区内照明套1定点采购2低压配电柜套3定点采购3高压配电柜套6定点采购四分析仪器序名称型号单位数量厂家1在线氢分析仪RD-1400Ex，含预处理系统套1南分2标气氢气、氮气、空气、减压阀套1定点采购3在线CO分析仪套1西门子4在线露点仪套1巴纳5色谱仪套1川仪小计5注：买方购买的设备（非标设备、定型设备、仪表电器等）均由卖方提供最终设计图及技术参数，并推荐厂商，由买方决定厂商。七、卖方负责内容1、卖方负责完成界区内的设计内容平面布置；工艺设计；非标设备设计；定型设备选型；自控仪表设计；电气设计；配管设计；土建设计；界区内照明设计；静电接地网的设计。界区内防雷接地的设计；负责装置的指导安装2、卖方负责界区内的供货范围三剂采购；程序控制阀采购指导三剂的装填；非标设备监制；（明确台数、名称） 指导装置的安装、调试；指导开车。八、买方负责内容 、设备材料1、非标设备制造采购及安装；2、定型设备采购；3、仪表采购及安装； 4、控制系统采购及安装；5、电气采购；6、油漆保温；7、安装材料采购；8、装置的安装9、确定装置的建设位置并提供装置所在界区的总平面布置图。、公用配套1、装置配套公用工程的设计和施工，并负责接到装置界区外1米处。2、界区内的的土建设计和土建施工，静电接地网的施工。3、水道、通风、供电、通讯、热力的设计与施工。4、装置外管的设计和确定装置进出界区管线的走向。5、装置界区内的消防设施施工。6、装置在当地的报建。7、装置各类电缆、桥架、穿线管等材料的供应。8、卖方物资到现场的卸货和保管，卖方派人参加验货清点，卖方进场后交由卖方保管。9、本装置可燃气体泄漏报警设备及可视摄像设备的供应及安装。九、交工资料 卖方向买方提供相关竣工资料一套（买方采购安装的由买方提供）。技术文件应完整、清楚，足够保证现场安装、试运转正常。竣工资料包括所有非标设备竣工图纸、产品说明书、产品合格证、设备质量报告、试运行记录，设备及管道安装资料、记录、检验报告等，压力容器设备必须有当地锅检部门出具的检验合格证。具体如下：序号名称说明数量1非标设备施工图中文12定型设备使用说明书（买方负责）中文13设备出厂合格证（买方负责）中文14出厂产品检测报告（买方负责）中文15装箱单（买方负责）中文16设备维修手册（买方负责）中文17操作及安全手册中文18分析手册中文19安装竣工资料中文1十、装置的考核验收1、装置开车、性能测试和操作由买方在卖方指导下进行。2、装置正常开车后，双方协商确定性能考核时间和方案，考核内容符合（按技术指标、消耗指标内容）技术附件相关条款。3、性能测试连续72小时达到装置指标，双方认可签字，合同装置正式被接收。4、在装置连续运行30天内，由于买方原因不能完成性能测试和考核，合同装置视为自动验收。5、由于卖方提供的技术或设备原因没有达到买方对产品气的要求，可允许协商确定第二次测试，最多允许三次测试，卖方负责对工艺、设备进行整改，保证产品达到技术要求，产生相应界区内的费用由卖方承担。6、在装置验收合格后，甲乙双方签署书面验收报告和安全备忘录，装置移交买方使用后，买方必须严格按照卖方提供的安全规程要求进行安全生产，并承担使用后的一切安全责任。十一、工程进度表建议建设工期如下，可根据用户要求进行适量调整。序号时间（天）项目1530456075901051201351501651801工艺设计2设备设计3土建4仪表电气5土建施工6设备制造、采购、运输7装置安装8装置试车及装置验收装置总建设周期为：6个月；装置设计周