制氢-1200方案

1、四川亚联高科技股份有限公司 Ally high tech. Co.， 装置报价书 1200Nm3/h甲醇裂解制氢装置方案报送单位：江苏南通收 件 人：顾海军联系电话 送：电子邮件四川亚联高科技股份有限公司联 系 人：黄志鸿联系电话 址：中国四川成都市高新区高朋大道五号博士创业圆B座4F电 话真子邮件：Hzh6212网址：日 期：2013年6月 第一部分 技术方案一、技术指标及运行要求1.1 氢气技术指标：名称指标备注氢气额定产量1200 Nm3/h 操作弹性：5

2、0110%气体质量要求CO0.4%产品氢气压力1.5MPa(G) 变压吸附提纯后输出压力 产品氢气温度40装置运行方式年开工日8000小时，连续运行1.2 主要原料要求名称指标备注甲醇符合GB338-92，工业一级，纯度99.5%，氯离子1ppm无特殊异臭气味、无色透明的液体，无可见杂质。具体指标参照国标脱盐水氯离子3 ppm ，pH=7电导率20S/cm90以下稳定,对碳钢,不锈钢无腐蚀作用1.3 消耗指标：名称消耗指标备注甲醇0.540.58 kg/Nm3_H2符合GB338-92，工业一级脱盐水0.350.45 kg/Nm3_H2氯离子3mg/l，电导率20S/cm煤0.230.28 k

3、g/Nm3_H2煤的热值5000kcal/kg耗电0.080.10kWh/ Nm3_H2220V/380V.AC吸附剂使用寿命10年保证正常操作条件下催化剂使用寿命23年保证正常操作条件下1.4公用工程序号项目规格单位消耗量备注1电装机用量380V，220VKw163177含照明装置耗电380V，220VKw93100含照明2氮气N299.8% O20.2% P0.3MPaNm3/次1200系统置换及催化剂还原用N299.5% O20.5% 钢瓶若干系统试漏试压3工厂空气P：0.7MPa（g）若干系统吹扫、试漏试压用4冷却循环水T30 P0.4MPat/h86数量为循环的水量，补充水量约为循环

4、水量的5%5仪表空气符合GB4830-84 ；P：0.7MPaNm3/h806消防用水P：0.5MPa（g）t/h367生活用水适量1. 5环保指标名称指标备注噪音85dB二、工艺方案1、 工艺目的为减少化工生产过程中的能耗、提高产品品质，提高生产效率、降低生产成本和减少环境污染。用先进的甲醇裂解-变压吸附联合工艺制取纯氢技术取代传统的制氢技术。 2、 工艺原理2.1 造气将甲醇与水按一定比例混合、加热汽化并过热，达到一定的温度和压力，在这种条件下混合过热气通过催化剂作用，同时发生催化裂解反应以及一氧化碳变换反应，最终生成氢、二氧化碳及残存的少量一氧化碳等的混合气体。甲醇加水裂解反应是一个多组

5、份，多反应的气固催化复杂反应系统。主要反应为：CH3OHÛCO + 2H2 90.7kJ/molCO + H2OÛCO2 + H2 + 41.2kJ/mol总反应为：CH3OH + H2OÛCO2 + 3H2 49.5kJ/mol综合来看，整个过程为一个吸热过程。反应需要的热量通过导热油的循环来提供。为节约热能，反应后的气体要与原料液换热、冷却、并在净化塔内洗涤，冷凝和洗涤后产生的混合液在净化塔分离（分离出来的液体成分主要是水和甲醇，被送回到原料液罐循环使用），得到组分合格的转化气，满足造气要求。2.2 氢气提纯氢气提纯采用五塔吸附变压吸附技术。变压吸附（PSA）

6、技术是以特定的吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加、低压下吸附量减少的特性，将原料气在一定压力下通过吸附床，相对于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点的氢气不易被吸附而穿过吸附床，达到氢和杂质组分的分离。吸附完成后，吸附剂在减压下解吸被吸附的杂质组分，使吸附剂获得再生，以能再次进行吸附分离杂质。本装置五个吸附塔是交替进行吸附、解吸和吸附准备过程来达到连续生产氢气的。在吸附-解吸的过程中，吸附完毕的塔内仍保留着一部分纯氢，利用这部分纯氢给刚解吸完毕的另外塔分别均压和冲洗，这样做不仅利用了吸附塔内残

7、存的氢气，还减缓了吸附塔的升压速度，也就减缓了吸附塔的金属疲劳速度，同时也减少了对吸附剂固体的冲刷力度。2.3 工艺过程甲醇转化：甲醇与水分别经计量、混合、通过原料液计量泵加压后送入汽化塔汽化过热达到反应所需温度后送入转化器，在固定床催化反应器内同时进行甲醇裂解、一氧化碳变换等反应，最终主要生成H2及CO2的混合气。反应后混合气体经过换热器与原料进行热交换，以减少热量损失，再经冷凝器冷凝和净化塔洗涤，最后送进气液分离缓冲罐分离未反应的甲醇和水，使裂解气中甲醇含量达到造气规定质量要求，完成造气。冷凝分离液和洗涤液为甲醇和水的混合物，全部送回原料液罐回收利用。变压吸附：甲醇裂解气进变压吸附压力：1

8、.6Mpa-g；变压吸附工艺采用5-1-3/V（5个吸附塔，1个塔吸附，3次均压）的真空解吸工作方式，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）、逆放（D）、抽空（V）、三均升（E3R）、二均升（E2R）、一均升（E1R）以及终充（FR）等十个步骤。a. 吸附过程甲醇裂解气自塔底进入吸附塔后，在其中装填的多种吸附剂的依次选择吸附作用下，除氢以外的杂质组分均被一次性吸附下来，得到纯度99.99%的产品氢气，经过调压阀稳压后送出界区。当被吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段某一位置时，关掉该吸附塔的原料气进料阀和产品气出口阀，停

9、止吸附。吸附床开始转入再生过程。b. 均压降压过程这是在吸附过程结束后，顺着吸附方向将塔内的较高压力的氢气放入其它已完成再生的较低压力吸附塔的过程，该过程不仅是降压过程，更是回收床层死空间氢气的过程，本流程共包括了三次的均压降压过程，因而可保证氢气的充分回收。c. 逆放过程在均压降过程结束后，吸附前沿已达到床层出口。这时，逆着吸附方向将吸附塔压力降至接近常压，此时被吸附的杂质开始从吸附剂中大量解吸出来，解吸气直接放空。d.抽空过程逆放结束后，为使吸附剂得到彻底的再生，用真空泵逆着吸附方向冲洗对吸附床层进行抽吸，进一步降低杂质组分的分压，使被吸附的杂质完全解吸，吸附剂得以彻底再生。解吸气直接放空

10、。e. 均压升压过程在抽空再生过程完成后，用来自其它吸附塔的较高压力氢气依次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，而且更是回收其它塔的床层死空间氢气的过程，本流程共包括了连续三次均压升压过程。f. 产品气升压过程在三次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，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用产品氢气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。五个吸附塔在执行程序的安排上相互错开，构成一个闭路循环，以保证原料气连续输入和产品氢气不断输出。3、工艺路线简

11、图 煤 导热油原料甲醇去离子水汽化过热催化反应净化洗涤含氢混合气PSA4、装置技术水平及特点介绍我公司的甲醇裂解制氢装置具有如下技术水平和特点：4.1技术水平：1) 装置设备布置合理，较同类装置减少占地面积1/3。2) 催化剂具有更宽的活性温度范围、更好的专一性、单程转化率更高。减少甲醇循环量，达到节能的目的。3） 采用预还原催化剂，及先进的还原工艺，取消了用罗茨风机还原的旧工艺。从根本上节约了设备投资。4) 特有的U型管汽化过热器，提高气体流动雷诺准数30-50%，重量较同类设备轻1/2左右。5) 独特的分析系统，对系统中需要监控分析的液态和气态的若干个分析指标由一台气相色谱分析仪完成。对C

12、O2、CO、CH4、CH3OH等杂质进行PPm级的检测。6) 装置进料和氢气的计量准确，较同类产品有效，减少脉冲影响显著。7) 废液排放同类装置最少。4.2 装置特点： 1) 装置结构紧密合理，设备的布置合理美观。同类产品中流程最为简洁。2) 装置运行稳定，可全年连续运行不停车。3) 装置具有占地面积小的特点，由于设备布置合理，是国内同类装置中占地面积最小的。4) 自动化水平较同类产品高，由于控制点完善合理，可实现装置现场无人管理。5) 具有热量利用合理的特点。6) 装置能够在50-110%流量下，负荷调节自如、安全稳定运行。7) 装置在正常情况下，可根据需求随开随停。 4.3、控制软件的特点

13、 本装置控制主机按进口日本Omron CJ1系列PLC配上位监控站选型。控制系统配置为1：1的单机对单站结构。配置方案：本装置控制系统采用Omron CJ1 PLC组成的控制系统。在这个系统中，包含一个CPU和带若干I/O模块的一个机架，PLC与上位机通讯采用自由口RS232通讯，满足数据采集和通讯需要，控制系统保证平稳、安全、长期的运行。上位监控与管理系统配置上位监控与管理系统由1个操作员站组成，并兼工程师站，它们包括计算机、显示器、声光报警元件和操作台等部分。操作员站上都能显示装置的全部流程图画面和控制操作参数，利于操作人员进行监控和控制，系统运行可靠、监控、管理先进、操作方便。上位监控站

14、选择美国DELL公司的PIV的计算机。显示器选用高性能的19纯平彩显，它能提供较大的显示窗口和很高的分辨率，使画面显示更加清晰、操作更加准确。在上位机上安装有Citect V5.5或以上版本（完全版）的监控软件和CXP PLC编程软件。仪表维护工程师可在工程师站上方便地进行流程图画面修改、控制组态修改、控制程序修改等操作，修改后的程图画面、控制组态可直接存储，编译后进行运行；修改后的PLC控制程序可通过RS232口下载到CJ1 PLC，对控制系统进行文件或程序更新。Windows Profesional 2000或Windows XP和Citect的分级用户管理可以避免无关人员进入工程师环境，

15、保证系统的安全和完整。PLC控制系统示意图系统配置图如下：I/O站上位控制站RS232三、装置界区甲醇裂解制氢装置的界区如下框图所示(虚线框内为装置界区，把脱盐水和甲醇罐区改为实线)脱盐水系统甲醇罐区系统仪表空气系统冷却水系统用 户 配 置甲醇裂解工段变压吸附工段导热油加热器分析 控制 配电蒸汽系统氮气系统报价界区图名称占地面积备注控制室4.5×6.0 m2非防爆区配电室4.5×3.6 m2非防爆区分析室3.6×3.6 m2非防爆区甲醇裂解区, 变压吸附区10×15 m2防爆区，露天敞开四、车间定员 本装置在设计过程中已充分考虑了尽可能高的自动控制程度及

16、连续操作，按照本报价中的设计整个制氢车间定员如下(还可根据操作人员技术水平及车间管理定员适当减少定员数):本装置人员安排为4班3运转，每班2人，常白班1人，共9人。第二部分 装置供货及设备清单一、装置供货及报价范围供货范围为买方要求的范围即：甲醇裂解装置（含催化剂）、变压吸附系统（含吸附剂、填料）、导热油加热系统、以上装置及系统均含附件及配件(详见Excel清单)。报价范围为与供货范围相对应的，界区内的所有非标设备、定型设备、催化剂、吸附剂、仪器仪表、分析仪、安装材料等全部硬件，及与之对应的技术服务、技术培训、技术支持等相关软件(详见清单)。不包括土建施工以及冷却水、氮气、配电等公用工程。二、

17、装置供货范围装置供货范围为界区图虚框所示，报价范围如下： · 全套装置的所有设备、仪器仪表等所有硬件 · 吸附剂、催化剂、填料(均为一次装填量) · 全套技术及设计 · 现场技术服务 · 人员培训 · 现场指导安装三、主要设备及三剂(以最终设计为准)三、主要设备及三剂(以最终设计为准)序非标设备1200Nm³/h 配置/ 17bar (5-1-3/V, =90%)1转化器1.6Mpa/D1300×6600(2.46m3)/15CrMo12汽化过热器1.6Mpa/D600/D700×7050(78 m2)/

18、0Cr18Ni10Ti13净化塔1.6Mpa/D300/D700×8800/0Cr18Ni914原料液罐常压/D1350×2500(3.6m3)/0Cr18Ni915甲醇高位槽常压/D1400×2900/4.5 m3/Q235-A16汽液分离缓冲罐1.6Mpa/D950×4000(2.5m3)/Q345R17吸附塔1.6Mpa/D1100×6100(4.2m3)/Q345R58氢气缓冲罐1.6Mpa/D1300×4300(4.3m3)/Q345R19真空罐0.2Mpa/D1400×8000(9m3)/Q345R110阻火器D200/CS211定型设备1换热器 螺旋板换热器12冷凝器 板式换热器13原料计量泵大连劳雷/ 2000L/h /18bar/ 5.5kw/柱塞24脱盐水计量泵大连劳雷/ 500L/h /18bar/ 2.2kw/柱塞15真空泵抽气量1200m3/h/37kw/ 不锈钢防腐2定型系统1导热油炉系统燃煤120万kcal/h （装机80kw）12配备两台热油循环泵/100m3/h/30kw13配套导热油 WD320催化剂吸附剂1催化剂KF105 2吸附剂-1ALGA-A01013吸附剂-2ALGA-B01014吸附剂-3ALGA-C01015不锈钢波纹填料4.5-50程序控制阀