3-创新性说明书

独山子石化年产5800吨甲硫醇项目创新性说明书II南京理工大学N5目录第一章 原料方案及其体系创新11.1 原料方案11.2产品结构方案创新1第二章 清洁生产技术创新22.1 脱除硫的资源化利用技术创新22.2 单产碳排放的减少2第三章 反应技术及分离技术创新33.1 分子筛变温吸附33.1.1变温吸附简介33.1.2变温吸附步骤33.1.3分子筛工艺流程(以三塔分子筛为例)43.1.4分子筛流程以及选型53.2重接触塔工艺103.3PSA变压吸附123.3.1变压吸附的发展123.3.2变压吸附操作原理123.3.3工业化四塔PSA流程133.4Aspen Adsorption模拟PSA变压吸附143.4.1模拟流程图143.4.2变压吸附模拟步骤153.4.3变压吸附模拟结果18第四章 过程节能技术创新204.1热泵精馏技术204.2 热集成创新21第一章 原料方案及其体系创新1.1 原料方案含硫工业废气源主要来源于石油化工、煤化工及火电厂等行业，通过对其组成成分及特性分析，本项目最终选择炼厂气作为含硫工业废气源。炼厂气是由炼油厂生产装置排放出来的废气，目前我国大大小小炼油厂数量为241家，分布在26个省市，炼油能力7.55亿吨/年，据估算每年产生约3800万吨炼厂气，因此本项目具有充足的普适性以及推广价值。表1-1炼厂气废气组成表成分含量(wt/%)成分含量(wt/%)氢气15.9丙烷13.6甲烷21.5乙烷13.6氮气2.7正丁烷、异丁烷18.4硫化氢2.1水0.5CO0.62氧气0.2近年来我国甲醇产能过剩，选择甲醇为原料可以在一定程度上改变国内甲醇供求格局，同时开辟了新的甲醇利用路线。本工艺流程以此实现了硫资源化利用，符合可持续发展战略，实现减排二氧化硫改善雾霾现象的同时为国内甲硫醇行业提供了一条全新的原料方案。1.2产品结构方案创新本项目以脱硫产物H2S及总厂供应的甲醇为原料进行甲硫醇的生产，相较于传统的将H2S直接制成硫磺，实现了硫的无害化处理向资源化利用的转变。为更好的适应市场需求，本项目通过工艺参数的改变可以实现甲硫醇与甲硫醚。本次设计我们将副产的甲硫醚继续送回后续反应工段精制成甲硫醇，实现了产品方案的高选择性和专一性，保证经济效益的最大化。在实际生产过程中，利用本项目设计的工艺流程，可以根据实际市场需求灵活调节甲硫醇及甲硫醚的产量，以实现最佳的产品结构方案。表1-2 本项目主副产品一览表序号产品规格(%)产量(吨/年)备注1甲硫醇99.65848主产品2甲硫醚99.0128副产品3氢气99.9931824副产品4C2、C399.350824副产品第二章 清洁生产技术创新2.1 脱除硫的资源化利用技术创新H2S在能源、化工、医药、农业等方面都是很宝贵的化工行业的原料，合理利用H2S，在现实生产中具有非常重要的意义。目前大多数化工厂对硫化氢脱除后都是直接送入克劳斯装置进行硫回收，然而克劳斯装置产生的硫磺只是对硫资源进行了无害化回收，并未做到资源化脱硫的目的。我国目前生产甲硫醇的企业很少，近年来由于饲料行业的兴起，甲硫醇下游产品蛋氨酸市场逐步扩大，预计到2020年需求量将达到90kt/a。而我国蛋氨酸的产量低，大量依靠进口。此外甲硫醇还可制得丙虫磷、甲硫基丙醇和杀虫剂灭多威等。我国甲硫醇远远不能满足市场需求，其开发和利用的前景十分广阔，效益巨大。而目前我国生产甲硫醇主要采取硫磺加氢制硫化氢再与甲醇反应得甲硫醇的工艺路线。采取含硫废气MDEA脱硫提浓后与甲醇反应制甲硫醇，节省了费用投资，同时实现了硫的资源化利用。最终，本项目选择以甲硫醇作为硫资源化利用的目标产物。硫化氢-甲醇法制甲硫醇工艺潜力较大，近年来在甲硫醇下游产品蛋氨酸需求较多的情况下，甲硫醇市场前景广阔，有利于硫的资源化利用。2.2 单产碳排放的减少本项目在工艺流程中采用MDEA法吸收-解吸工艺，从炼厂气中脱得96%高纯度硫化氢，并与硫化氢甲醇法制备甲硫醇工艺相结合，与传统工艺从废气中将硫化氢脱硫后得硫磺再经加氢反应制备硫化氢相比，大大节省了过程能耗。从原料中与传统工艺降低30%45%，能有效减少单产碳排放。为了进一步节能降耗，本项目在采用热泵技术和热集成技术对原工艺系统进行优化后，公用工程能耗显著降低，有效地减少了每吨产品的碳排放量，具体节能减排情况见表2-1。表2-1 优化后节能减排信息表项目热公用工程/(MW)冷公用工程/(MW)匹配前4.7316.24匹配后1.1412.64物流匹配节能百分率75.90%22.17%能量优化量7.19第三章 反应技术及分离技术创新3.1 分子筛变温吸附3.1.1变温吸附简介变温吸附(Temperature Swing Adsorption，简称TSA)是近十几年在工业上新崛起的气体分离技术，其基本原理是利用混合气体组分在固体吸附材料上吸附特性的差异，吸附能力强的组分被选择性地吸附在吸附剂上，吸附能力弱的组分组分富集在吸附气中排出，并通过周期性压力变换过程是实现气体的分离或提纯以及吸附剂的循环使用。变温吸附分离气体混合物的技术发展快、应用广，其主要特点是：能耗低，工艺适用范围较广；产品纯度高且可灵活调节；工艺流程简单，可实现多种气体的分离；装置自动化程度高，操作方便；装置调节能力强，操作弹性大；投资小，操作费用低，维护简单，检修时间少，开工率高；吸附剂使用周期长，正常操作下吸附剂一般可以使用十年以上；环境效益好，除因原料气的特性外，装置的运行不会造成新的环境污染。3.1.2变温吸附步骤3.1.2.1吸附阶段原料气自吸附塔顶部进入，与分子筛床层自上而下逐步接触，原料气中的水分被分子筛表面吸附，从而实现了原料气水分的有效脱除。原料气通过分子筛吸附脱除水分后，从吸附塔底部排出。进入原料气后续处理单元。单台吸附塔的吸附操作时间一般设定为8h，当操作满8h，必须切换进行再生。3.1.2.2再生阶段常规分子筛变温吸附床层的再生过程包括装置切换、再生、备用3个步骤，而高压原料气分子筛的再生则包括切换、泄压、再生、升压、备用5个步骤。图1为高压天然气脱水装置分子筛床层再生过程温度变化曲线。曲线1表示再生气体(载体)进床层温度，曲线2表示再生过程中流出床的气体温度，曲线3表示原料天然气温度。图3-1 高压天然气脱水装置分子筛床层再生过程温度变化曲线从图中可知，分子筛床层温度从T1升高至T2过程中，吸附的水分开始大量解吸汽化，被再生气携带出分子筛床层。当温度升至T3，水分几乎全部被解吸，再生阶段结束。再生气加热炉停止加热，常温再生气体作为分子筛床层的冷却气，将分子筛床层的温度冷却至T5，切断再生气源。3.1.3分子筛工艺流程(以三塔分子筛为例)3.1.3.1分子筛脱水工艺流程在分子筛脱水ABC三塔冷吹线上都设有阀门1，阀门2。在每个分子筛设置了充压阀、原料气阀、再生气阀、冷吹气阀。三塔分子筛脱水流程如图1-2所示。图3-2 三塔分子筛脱水流程装置图三塔A、B、C顺序操作如下：(1) A塔需要更换分子筛停止使用时，此时工作塔为B、C塔。分子筛脱水工作连续进行，B塔吸附时，C塔完成再生和冷吹过程，B塔吸附8小时，C塔再生5小时，冷吹2.5小时。C塔吸附时，B塔完成再生和冷吹过程，C塔吸附8小时，B塔再生5小时，冷吹2.5小时。(2) B塔需要更换分子筛停止使用时，此时工作塔为A、C塔。分子筛脱水工作连续进行，A塔吸附时，C塔完成再生和冷吹过程，A塔吸附8小时，C塔再生5小时，冷吹2.5小时。C塔吸附时，A塔完成再生和冷吹过程，C塔吸附8小时，A塔再生5小时，冷吹2.5小时。(3) C塔需要更换分子筛停止使用时，此时工作塔为A、B塔。分子筛脱水工作连续进行，A塔吸附时，B塔完成再生和冷吹过程，A塔吸附8小时，B塔再生5小时，冷吹2.5小时。B塔吸附时，A塔完成再生和冷吹过程，B塔吸附8小时，A塔再生5小时，冷吹2.5小时。3.1.4分子筛流程以及选型3.1.4.1本工艺分离工段简介3.1.4.1.1原料组成表3-1原料气组成表vol %成分甲烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷水含量12.83.01.50.60.40.7成分CO氢气氧气硫化氢氮气含量0.178.10.422PPM0.0092.7原料经MDEA脱硫工艺后进入分子筛脱水装置，温度为45，压力为38bar。3.1.4.1.2原料气各类分子直径汇总表3-2 原料气各类分子直径表成分甲烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷水直径/nm0.410.420.440.510.460.40成分CO氢气氧气硫化氢氮气直径/nm0.3760.2890.3460.400.3643.1.4.1.3原料分离工段所需条件原料气经分子筛脱水后进入下一步的分离工段。以防在低温精馏过程中，水达到露点以下导致结成冰晶堵塞管道以及损坏塔设备。3.1.4.1.4脱水方法的比较(1) 三甘醇脱水优缺点 优点：三甘醇溶液易于再生，稳定性高，吸水性强，蒸汽压低且闪蒸损失少。 缺点：受设备限制，三甘醇脱水贫富液换热效果差，增加了再生塔的热负荷，降低了装置的利用率，增加了装置运行成本。且三甘醇脱水装置能量利用率低。在目前工业水平下，很难将原料气中的水份脱至我们需要的浓度。(2) 分子筛脱水优缺点 优点：分子筛脱水是物理过程，操作简单且要求不高，且能够达到我们所需的原料气水份含量要求。 缺点：分子筛脱水装置中要用到吸附剂，需要考虑吸附剂额吸附表面积、活性、容量、热稳定性以及再生性等。同时也存在能量利用低的缺点。(3) 总结综上，由于本工艺脱水的要求很高，且原料气中初始水含量也较低，考虑到这些先决条件，本工艺脱水方案决定采用分子筛脱水。3.1.4.2分子筛流程选择本工艺废气处理规模达8762 Nm3/h，对于这样规模较大的分子筛脱水装置，工业上常采用二塔或者三塔流程。在两塔流程中，一塔进行脱水操作，另一塔进行吸附剂的再生和冷却，然后切换操作。在三塔流程中，根据工艺可以选择，一塔吸附，一塔再生，一塔冷却或者两塔吸附，一塔再生及冷却的切换程序。先将两塔和三塔流程进行操作情况和投资情况的对比，以选出最佳方案。3.1.4.2.1三塔流程分析以工业上常用的一塔吸附，一塔再生，一塔冷却作为三塔流程的操作模式。表3-3 三塔方案时间分配表吸附器08h816h1624h分子筛脱水塔A吸附加热冷却分子筛脱水塔B冷却吸附加热分子筛脱水塔C加热冷却吸附在三塔方案中，加热炉连续工作，并且冷吹再生时间长，期间的加热，冷却功率相对较小。3.1.4.2.2二塔流程分析表3-4 二塔方案时间分配表吸附器08h816h分子筛脱水塔A吸附加热/冷却分子筛脱水塔B加热/冷却吸附由表2可以看出，分子筛两塔脱水装置运行时，始终保持一塔处于吸附状态，另一塔处于再生状态。因此，加热炉操作不连续，点火，停炉频繁，不利于装置的长周期、平稳运行，且会造成一定的热损失。3.1.4.2.3三塔与两塔流程比较两塔较三塔流程流程简单，吸附时间长，能耗大大降低，且减少一座吸附塔，大大节约了设备采购费用，由于设备数量的减少，操作维护费用也将大大降低。同时，由于减少了设备，工艺管线的数量，实际上也相应削减了管线，设备穿孔泄露的风险，提高了安全可靠性。且吸附、再生、冷却过程为密闭过程，对环境污染小。且选用两塔流程仍有扩建空间，由于伴生气气量与丙烷的含量随开采的进行会有一定的变化。若丙烷含量减少，则所需天然气气量增加，可能会击碎分子筛，此时可对现有分子筛装置进行改造，在原来两塔的基础上再增加一台同规模的分子筛干燥塔。将“两塔流程”改为“三塔流程”。同时增加配套的自控系统，以完成扩建。综上所述，本工艺选择两塔流程来作为分子筛脱水的装置。3.1.4.3分子筛的选型分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，主要由硅铝通过氧桥连接组成空旷的骨架结构，在结构中有很多孔径均匀的孔道和排列整齐、内表面积很大的空穴。此外还含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水。由于水分子在加热后连续失去。但晶体骨架结构不变，形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许多直径相同的微孔相连，这些微小的空穴直径大小均匀，能把比孔道大的分子排斥在外，因而能把形状与直径大小不同改的分子以及饱和程度不同的分子分离开来，既具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。3.1.4.3.1分子筛的分类在天然气工业中常用的分子筛型号为：A型、X型和Y型。A型包括钾A(3A)、钠A(4A)、钙A(5A)。(1) 3A分子筛 3A分子筛的化学式为2/3K2O1/3Na2OAl2O32SiO29/2H2O，硅铝比SiO2 /Al2O3=2，有效孔径：约3A主要应用于建筑玻璃行业、气体炼化及石化工业。表3-5 3A分子筛主要技术指标指标单位球状条状规格mm1.6-2.53-54-61.63.2静态水吸附(25RH50%)%wt20.520.520.52020损耗率%wt0.20.20.20.250.25堆积密度g/ml0.680.680.680.640.64抗压强度N2570802560包装含水量(575，3小时)%wt1.51.51.51.51.5该分子筛再生脱除水分时视再生气的压湿度、含水量而定。一般情况下，200350干燥气体在0.30.5kg/cm2，通过分子筛床层34小时，使出口温度为110180，冷却。当再生为脱除有机物时，则用水蒸气代替有机物，然后脱除水分。(2) 4A分子筛4A分子筛的化学式为Na2OAl2O32SiO29/2H2O，硅铝比SiO2 /Al2O3=2，有效孔径约为4A，主要应用于天然气以及各种化工气体和液体、冷冻剂、药品、电子材料以及易变物质的干燥，氩气纯化，甲烷、乙烷、丙烷的分离。表3-6 4A分子筛主要技术指标指标单位球状条状规格mm0.5-1.01.6-2.53-51.63.2静态水吸附(25RH50%)%wt21.521.521.52121损耗率%wt0.20.20.20.250.25堆积密度g/ml0.69-0.750.690.690.640.64抗压强度N 30804070包装含水量(575，3小时)%wt1.51.51.51.51.5该分子筛再生脱除水分时视再生气的压湿度、含水量而定。一般情况下，200350干燥气体在0.30.5kg/cm2，通过分子筛床层34小时，使出口温度为110180，冷却。当再生为脱除有机物时，则用水蒸气代替有机物，然后脱除水分。(3) 5A分子筛 5A分子筛的化学式为3/4CaO1/4Na2OAl2O3.2SiO29/2H2O，硅铝比SiO2 /Al2O3=2，有效孔径约为5A，主要应用于正异构烷烃的分离，氧氮分离，化工，石油天然气，氮分解气体和其他工业气体及液体的干燥和精制。表3-7 5A分子筛主要技术指标指标单位球状条状规格mm1.6-2.53-51.63.2静态水吸附(25RH50%)%wt21212121损耗率%wt0.20.20.250.25堆积密度g/ml0.650.650.650.65抗压强度N28603060包装含水量(575，3小时)%wt1.51.51.51.5该分子筛再生脱除水分时视再生气的压湿度、含水量而定。一般情况下，200350 干燥气体在0.30.5 kg/cm2，通过分子筛床层34小时，使出口温度为110180 ，冷却。当再生为脱除有机物时，则用水蒸气代替有机物，然后脱除水分。3.1.4.3.2A分子筛和4A分子筛的比较在天然气工业和石油化工产业中，常使用3A分子筛和4A分子筛作为分子筛脱水所使用的吸附剂。下面将对这两种分子筛进行比较：(1) 基于4A分子筛设计的系统一般小于基于3A分子筛设计的系统，因为4A分子筛的水处理能力更强。同样体积的4A分子筛会比3A型分子筛的吸水能力强10%，所以，一般情况下，出于经济的考虑，选择4A型分子筛更好。(2) 4A型分子筛需要较少的再生气量，但是其再生温度高于3A型分子筛。(3) 4A型分子筛在吸水的同时会吸收H2S和其他S组分，并能催化COS生成，其催化能力比较强。3A分子筛则基本不吸收原料气中含有的H2O，并且3A分子筛催化生成COS的作用很小。3.1.4.3.3确定本工艺所需的分子筛从水露点的要求来看，无论使用3A还是4A分子筛，其水露点均能满足要求。并且由于吸收塔塔顶气体含S组分极少，因此虽然3A分子筛吸水的能力要略低于4A分子筛，但其再生热负荷和再生气冷却负荷却小于4A分子筛的相应参数。同时3A分子筛孔径更小，能减少烃类组分的损失，因此综上考虑，本工艺的分子筛脱水装置拟采用3A分子筛。表3-8 本工艺3A分子筛具体选用指标位号类型形状规格/mm静态水吸附量/%wt损耗率/%wt堆积密度/g/ml抗压强度/NT0103A/B3A球形3.2210.20.68703.1.4.3.4分子筛脱水的具体计算(以是S0101分子筛)为例(1) 分子筛脱水工艺参数处理量为11889.8 m3/h(40 ，8 bar)；吸附周期T=8h；分子筛有效吸附容量：根据3A分子筛典型吸附量取8 kgH2O/100 kg分子筛(考虑到包装含水量)；按原料气中水分全部脱去考虑，需脱水量为473 kg/h(40 ，8 bar).单塔吸附操作周期为8 h，总共脱水为3784 kg。则操作条件下(40 ，8 bar)气体量11889.8 m3/h。工况下密度为g=2.09 kg/m3。所以气体的质量流量为24822 kg/h；已知b=680 kg/m3。Dp=0.0032 m。即可根据雷督克斯的半经验公式求得吸附塔直径，半经验公式如下：G=(CbgDp)0.5。式中， G-允许的气体质量流速，kg/(m3.s)； C-系数。气体自上向下流动，取0.250.32；自下向上流动，取0.167； b-分子式的堆积密度，kg/m3； g-气体在操作条件下的密度，kg/m3； Dp-分子筛的平均直径(球形)或当量直径(条形)，m。因此G=36000.296802.090.00320.5=4134.32 kg/m2h。吸附塔的截面积：F=24822/4134.32=6.00 m2。直径D=60.5/0.785=0.78，根据GB150-2011固定式压力容器圆整为0.8 m。吸附器高径比计算：原料气饱和水含量mol%为0.007；原料气的摩尔流量为3698.969 kmol/h；操作周期T=8h，总共脱水3784kg；分子筛有效吸附容量取8kgH2O/100kg分子筛，吸附塔需装分子筛，其体积为。床层高，圆整得12m。高径比约为3.2重接触塔工艺目前工业上主要采用甲醇作为吸收剂对反应器出料气进行一级吸收，但是采取这种工艺将导致低温甲醇洗塔塔顶气携带大量甲硫醇直接外输，说明低温甲醇洗塔分离的效果不理想，导致甲硫醇的回收率下降。因此，我们创新性地借鉴油田伴生气分离丙烷工艺中，脱乙烷重接触塔对丙烷的高效回收，采用脱H2S重接触塔，控制甲硫醇的损失，提高甲硫醇的回收率。重接触塔对低温甲醇洗塔塔底混合液中甲硫醇的吸收效果十分可观，甲硫醇的回收效率达到99.9%。图3-1 重接触塔工艺流程3.3PSA变压吸附3.3.1变压吸附的发展变压吸附(PSA)气体分离与提纯技术成为一种生产工艺和独立的单元操作过程，是在20世纪60年代迅速发展起来的。这一技术是由于随着世界能源的短缺，各国和各行业越来越重视低品位资源的开发与利用，以及各国对环境污染的治理要求也越来越高，使得吸附分离技术在钢铁工业、气体工业、电子工业、石油和化学工业中日益受到重视；另一方面，20世纪6年代以来，吸附剂也有了重大的发展，如性能优良的分子筛吸附剂研制成功，活性炭、活性氧化铝和硅胶吸附剂的性能不断改进，以及ZSM特种吸附剂和活性炭纤维的发明，都为连续操作的大型吸附分离工艺奠定了技术基础。由于变压吸附气体分离技术是依靠压力的变化来实现吸附和再生的，因而再生速度快、能耗低，属节能型气体分离技术。并且该工艺过程简单，操作稳定，对于含多种杂质的混合气可将杂质一次脱出得到高纯度产品。因而近30年来发展非常迅速，已广泛运用与含氢气体中氢气的提纯，混合气体中CO、CO2、O2、N2、氩气和烃类的制取，各种气体的无热干燥等。其中变压吸附制取纯氢技术的发展尤其令人瞩目。3.3.2变压吸附操作原理变压吸附的基本原理可用图2-1的等温吸附曲线表示，在不同的温度下，吸附等温曲线的斜率不同，随着温度的升高，吸附等温曲线的斜率减小。当吸附组分的分压维持一定时，温度升高，吸附容量沿垂线AC变化，A点和C点吸附量之差q=qA-qB为组分的脱附量，如此利用体系温度的变化进行吸附和脱附的过程称为变温吸附(TSA)。如果在吸附和脱附过程中床层的温度维持恒定，利用吸附组分的分压，吸附剂的吸附容量相应改变，过程沿等温线T1进行，则在AB线两端吸附量q=qA-qB为每经加压吸附和减压脱附循环的组分分离量。如此利用压力变化进行的分离操作称为变压吸附。如果要使用吸附和脱附过程吸附剂的吸附容量和差值增加，可以同时采用减压和加热的方法进行脱附再生，沿AD线两端的吸附容量差值q=qA-qB，则为联合脱附再生。在实际的变压吸附分离操作中，组分的吸附热都较大，吸附过程是放热反应，随着组分的脱附，变压吸附的工作点从E移向F点，吸附时从F点返回E点，沿着EF线进行，每经加压吸附和减压脱附循环的组分分离量q=qE-qD为实际变压吸附的差值。因此，要使吸附和脱附过程吸附剂的吸附量差值加大，对所选用的吸附剂除对各组分的选择性要大以外，其吸附等温线的斜率的变化也要显著，并尽可能使其压力的变化加大，以增加其吸附量的变化值。为此，可采用升高压力或抽真空的方法操作。一般优惠型吸附等温线的低压端，曲线较为峻峭，所以在真空脱附，或用不吸附组分气体吹扫床层脱附，都可以较大程度地提高变压吸附过程的吸附量。图3-2 等温吸附曲线3.3.3工业化四塔PSA流程3.3.3.1四塔PSA单元循环操作图图3-3四塔PSA分离H2流程图3.3.3.2四塔PSA单元循环操作表表3-9四塔PSA单元循环操作表塔1吸附并流均压并流降压并流均压逆流降压逆流吹扫逆流均压逆流均压逆流升压塔2逆流降压逆流吹扫逆流均压逆流均压逆流升压吸附并流均压并流降压并流均压塔3并流均压并流降压并流均压逆流降压逆流吹扫逆流均压逆流均压逆流升压吸附塔4逆流均压逆流升压吸附并流均压并流降压并流均压逆流降压逆流吹扫逆流均压3.4Aspen Adsorption模拟PSA变压吸附3.4.1模拟流程图图3-4模拟流程图3.4.2变压吸附模拟步骤此模拟分为四个吸附塔，每个吸附塔两个吸附床层，每个吸附塔进行六个循环过程。我们用双塔代替四塔模拟，能简单清晰地观察到出口产品组成的变化。六个循环过程为：(1) 塔1增压，塔2降压(30s)；(2) 塔1吸附，塔2脱附吹扫(40s)；(3) 均压操作(160s)；(4) 塔1降压，塔2增压(30s)；(5) 塔1脱附吹扫，塔2吸附(40s)；(6) 均压操作(160s)。表3-10四塔PSA单元循环操作表时间/s3070230260300460塔1增压吸附均压降压脱附均压塔2降压脱附均压增压吸附均压打开进料阀门VF，打开吸附塔1的原料进口阀门VF1并调节阀门开度为，打开吸附塔1的出口阀门VP1，关闭吸附塔1泄压阀门VW1。关闭吸附塔的原料进口阀门VF2，关闭吹扫阀门VPurge，打开吸附塔2的放压阀门VW2，打开废气阀门VW。经上述操作步骤，使得原料气不断进入吸附塔1，从而使得吸附塔1的压力不断增加，而吸附塔2的气体不断排出，从而压力不断减小。吸附塔1增压，吸附塔2降压30s后，压力达到吸附压力。此时关闭吸附塔1的进料阀门VF1，打开吸附塔1的出口阀门，并设置出口流量，打开吹扫阀门VPurge，并设置阀门开度为。经上述操作步骤，吸附塔1开始吸附，吸附后的产品氢气一部分去产品储罐，一部分经过吹扫阀门VPurge进入吸附塔2对脱附的甲烷气体进行吹扫。吸附塔1吸附，吸附塔2脱附进行40s后，原料气中的甲烷气体基本被吸附剂吸附。关闭吸附塔1的产品出口阀门VP1以及吸附塔2的泄压阀门压阀门。此时吸附塔1与吸附塔2通过吹扫阀门VPurge连接形成密闭空间，从而达到均压效果。均压160s后，打开吸附塔2的原料进口阀门VF2，设置其阀门开度，打开吸附塔1的泄压阀门VW1，设置其阀门开度。经上述操作步骤，使得原料气不断进入吸附塔2，从而使得吸附塔2的压力不断增加，而吸附塔2的气体不断排出，从而压力不断减小。吸附塔2增压，吸附塔1降压30s后，压力达到吸附压力。此时关闭吸附塔2的进料阀门VF2，打开吸附塔2的出口阀门，并设置出口流量为。打开吹扫阀门VPurge，并设置阀门开度为。经上述操作步骤，吸附塔2开始吸附，吸附后的产品氢气一部分去产品储罐，一部分经过吹扫阀门VPurge进入吸附塔1对脱附的甲烷气体进行吹扫。吸附塔2吸附，吸附塔1脱附进行40s后，原料气中的甲烷气体基本被吸附剂吸附。关闭吸附塔2的产品出口阀门VP2以及吸附塔1的泄压阀门VW1。此时吸附塔2与吸附塔1通过吹扫阀门VPurge连接形成密闭空间，从而达到均压效果。上述六个步骤不断循环得到高纯度氢气。3.4.3变压吸附模拟结果图3-5产品组成时间图由图2-4可知，产品氢气组在每次循环后明显增加，在经过1440s后，氢气产量稳定在99.99%，满足工艺要求。图3-6产品流量及组成时间图从图2-5可以看出产品流量也是呈周期性变化，符合增压，吸附均压，降压，脱附吹扫的循环过程，其模拟符合实际生产要求。图3-7床层压力时间图由图2-6可以看出：床层压力随时间呈周期性变化，其周期为460s，压力最大值为10bar，最小为1.013bar。表明床层经历过增压，吸附，压降，脱附，吹扫几个过程，其模拟结果符合实际生产需求。图3-8产