河南煤业濮阳PSA-CO装置技术协议-四川天

河南煤业化工集团濮阳年产20万吨乙二醇项目变压吸附提纯CO/H2装置技术协议甲方：河南煤业化工集团有限责任公司乙方：四川天一科技股份有限公司2010年2月河南煤业化工集团濮阳20万吨/年乙二醇项目配套PSA-CO2/CO/H2装置技术协议1/36目录附件1总则……………………………………………………………………………..2附件2装置设计要求………………………………………………………………3附件3装置设计条件………………………………………………………………5附件4装置工艺流程描述………………………………………………………7附件5设计分工及设计文件的交付……………………………………….22附件6性能保证、考核及验收………………………………………….……28附件7技术服务及培训…………………………………………….……….……30附件8供货范围及甲乙双方职责……………………………….……..……31附件9设备交货及建设进度……………………………………….………….34附工艺流程图及平面布置图河南煤业化工集团濮阳20万吨/年乙二醇项目配套PSA-CO2/CO/H2装置技术协议第2页共36页附件1总则河南煤业化工集团有限责任公司（以下简称甲方）和四川天一科技股份有限公司（以下简称乙方）于2010年2月4日在郑州就河南煤业化工集团有限责任公司濮阳20万吨/年乙二醇装置配套工程PSA-CO2/CO/H2装置有关技术提供、设计分工、设备供货、施工安装指导、试车调试、人员培训等相关事宜经甲、乙双方充分交流和协商，达成本技术协议。作为供货合同的一部分，与供货合同具有同等法律效力。1.2本技术协议的签订遵循以下的基本原则：1.2.1乙方负责变压吸附脱除CO2、提纯CO/H2装置的工艺设计和工程设计，并提供装置所需的吸附剂和程控阀门，以及人员培训、指导安装及调试等技术服务。1.2.2乙方完成本项目的设计需与甲方充分协商，经甲方认可。1.2.3关于设计分工的原则：乙方负责PSA-CO2/CO/H2装置范围内的全部工程设计，包括工艺专业（含分析）设计、设备专业设计、土建专业设计、自控和仪表专业设计、电气专业设计、给排水专业设计、总图专业设计、装置界区内的供电、照明和采暖设计、装置界区内消防设施布置图等。装置所需公用工程和消防设计以及通讯由总体院统一设计。河南煤业化工集团濮阳20万吨/年乙二醇项目配套PSA-CO2/CO/H2装置技术协议第3页共36页附件2装置设计要求2.1技术条件及规格2.1.1原料气条件组分COCO2N2ArH2H2SCH3OHCH4组成v%30.43.145.000.0561.24≤0.1ppm0.020.15流量：90000Nm3/h压力：3.2Mpag温度：≤40℃2.1.2CO产品气要求指标名称单位指标数值备注COVol%≥98.0CO2Vol%≤0.02H2Sppm≤0.1产量：22000Nm3/h压力：≥0.02MPag温度：≤40℃2.1.3H2产品气组分：组分H2N2+CH4+ArCO∑组成V%≥99.9≤0.1≤10ppm错误!未指定书签。产量气量：42000Nm3/h压力：≥3.0MPaG温度：≤40℃河南煤业化工集团濮阳20万吨/年乙二醇项目配套PSA-CO2/CO/H2装置技术协议第4页共36页2.2装置工艺流程工艺流程框图点①③⑤⑦间为本装置界区范围2.3物料平衡表物料平衡(干基)表气流名称单位组份合计H2COCO2N2CH4Ar①原料气v%61.2630.403.145.000.150.05100.00Nm3/h55134.027360.02826.04500.0135.0045.0090000②脱碳气v%64.3830.300.0055.150.110.05100.00Nm3/h53480.025171.24.404275.0094.5041.4083066④半产品氢气v%87.365.910.006.580.080.07100.00Nm3/h53346.93611.20.004017.6050.5040.3061066③氢气v%99.90.0010.099100.00Nm3/h41958.00.4241.5842000⑤一氧化碳v%0.6198.000.021.170.200.01100.00Nm3/h133.1021560.04.40257.4044.001.1022000⑦解吸气v%50.1722.3110.8516.160.350.17100.00Nm3/h13042.95799.62821.64201.091.043.926000.0⑥冲洗气v%59.7318.940.0020.850.260.21100.00Nm3/h11388.93610.80.03976.050.540.319066.5①原料气④半产品H2②脱碳气⑦解吸气PSA-CO2/RRPSA-COPSA-H2⑤产品CO③产品氢气河南煤业化工集团濮阳20万吨/年乙二醇项目配套PSA-CO2/CO/H2装置技术协议第5页共36页附件3装置设计条件3.1现场设计基础条件3.1.1电6kVAC6kV(±5%)50Hz(±1%)三相三线，无中性点接地380VAC380/220V(±5%)50Hz(±1%)三相四线，有中性点接地3.1.2冷却水进水压力：≥0.35MPag回水压力：0.25MPag进水温度：32℃回水温度：42℃污垢系数：0.0006m2.K/WPH值：73.1.3蒸汽0.7MPag180℃过热3.1.4仪表空气压力：0.5MPag温度：环境温度露点温度－40℃气质：含尘量小于3μm河南煤业化工集团濮阳20万吨/年乙二醇项目配套PSA-CO2/CO/H2装置技术协议第6页共36页3.1.5氮气氮气组份N2≥99.9%(vol)O2≤0.1%(vol)氮气压力0.5MPag氮气温度常温3.2公用工程消耗名称规格数量备注电220V50Hz～6kW照明和仪表用电380V/6KV2618KW真空泵用电循环水P=0.3-0.6MPag70t/h冷却水仪表空气P=0.4-0.6MPagdp-40℃200Nm3/h置换用氮气≥99.5%1000Nm3/h开车初期置换用数小时河南煤业化工集团濮阳20万吨/年乙二醇项目配套PSA-CO2/CO/H2装置技术协议第7页共36页附件4装置工艺流程描述4.1工艺原理4.1.1PSA－CO2/R工序原料气首先进入PSA－CO2/R工序，主要脱去CO2及少量其它杂质。PSA－CO2/R工序，由14台吸附器及一系列程序控制阀门构成。任一时刻总是有吸附器处于吸附步骤，原料由入口端通入，在出口端获得除去部分杂质的脱碳气。每台吸附器在不同时间依次经历吸附(A)、压力均衡降(ED)、逆向放压(D)、冲洗(P)、压力均衡升(ER)和最终升压(FR)。吸附器的压力均衡降都是用于其它吸附器的压力均衡升以充分回收将被再生吸附器中的CO气。逆放步骤排出了吸附器中吸留的大部分杂质组分，剩余的杂质通过抽空冲洗步骤进一步解吸。PSA－CO2/R工序的冲洗气来自后工段废气。解吸气初步稳压后送出界区。从PSA－CO2/R得到的半产品进入半产品缓冲罐，然后送往PSA－CO工序。变压吸附PSA－CO2/R单元工作过程如下：1)吸附步骤：原料气在～3.2MPa、小于40℃下进入吸附塔，其中的H2O、CO2等组份被吸附剂吸附，而未被吸附的H2、CO、N2、Ar和部分CH4等组份则从吸附塔塔顶排出。当进行到预定的吸附时间后，吸附塔中的CO2等杂质的吸附前沿到达吸附塔的某一位置时，关闭该吸附塔的原料气进料阀门和吸附尾气出口阀门，吸附塔停止吸附步骤。此时吸附器中吸附前沿至出口端之间还留有一段未吸附杂质的吸附剂。2)压力均衡降步骤：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有效气体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有效气体的过程。3)逆向放压步骤：吸附器在降压结束后，吸附前沿已达到吸附床层的出口位置时，沿吸附的反方向进行降压，吸附剂中的大部分杂质得到解吸，当塔的压力降到时，逆放结束。逆河南煤业化工集团濮阳20万吨/年乙二醇项目配套PSA-CO2/CO/H2装置技术协议第8页共36页放解吸气进入解吸气缓冲罐。4)冲洗步骤：在逆放过程全部结束后，为使吸附剂得到彻底的再生，用制氢的不含CO2的解析气逆着吸附方向对吸附床层进行冲洗，进一步降低杂质组分的分压，使吸附剂得以彻底再生，该过程应尽量缓慢匀速以保证再生的效果。5)压力均衡升步骤：吸附器冲洗再生完成后，用来自其它吸附塔的较高压力的气体对该吸附塔进行升压的过程，这一过程与均压降过程相对应，不仅是升压过程，而且更是回收其它塔的床层死空间有效气的过程，为保证CO的回收率。6)最终升压步骤：经均压升步骤后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附，并保证半产品纯度在这一过程中不发生波动，通过充压调节阀缓慢而平稳地用半产品气，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。14个吸附床交替进行以上各个步骤的操作，从而得到满足要求的半产品脱碳气。4.1.2PSA-CO工序半产品脱碳气进入PSA-CO工段，H2、N2、O2及部分CH4等杂质从吸附塔顶部排出得到吸附置换废气，作为PSA－H2的原料。CO及少量杂质经逆放和抽空步骤从吸附塔底输出，进入产品CO逆放缓冲罐和产品CO混合罐，作为CO产品送出界区。PSA－CO工序由16台吸附器及一系列程序控制阀门构成，任一时刻总是有吸附器处于吸附步骤，由入口端通入半成品气，吸附废气由出口端输出送往PSA－H2工序作为原料，在吸附入口端通过逆放及抽真空获得产品气。每台吸附器在不同时间依次经历吸附(A)、均降(ED)、逆向放压(D)、抽真空（V）、均升（ER）、充压(R)。产品CO气经稳压后在较为稳定的流量和压力下输出，送往用户。变压吸附PSA－CO单元工作过程如下：1)吸附步骤：半产品脱碳气在～3.15MPa、小于40℃下进入吸附塔，其中的CO等组份被吸河南煤业化工集团濮阳20万吨/年乙二醇项目配套PSA-CO2/CO/H2装置技术协议第9页共36页附剂吸附，而未被吸附的H2、CH4、N2、Ar等组份则从吸附塔塔顶排出。当进行到预定的吸附时间后，吸附塔中的CO等杂质的吸附前沿到达吸附塔的某一位置时，关闭该吸附塔的原料气进料阀门和吸附尾气出口阀门，吸附塔停止吸附步骤。此时吸附器中吸附前沿至出口端之间还留有一段未吸附杂质的吸附剂。2)压力均衡降步骤：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有效气体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内H2有效气体以及使吸附器内CO浓度进一步提高达到产品要求的过程。3)逆向放压步骤：吸附器在降压结束后，被吸附的CO已完全穿透吸附器内CO浓度已达到产品要求，沿吸附的反方向进行降压，吸附剂中的大部分CO得到解吸从而得到产品CO，逆放解吸气产品CO进入CO产品缓冲罐。4)抽空步骤：在逆放过程全部结束后，为使吸附剂得到彻底的再生，用用真空泵逆着吸附方向对吸附塔进行抽真空，使被吸附的CO得以彻底地解吸，解吸下来的CO流入产品气缓冲罐。5)压力均衡升步骤：吸附器冲洗再生完成后，用来自其它吸附塔的较高压力的气体对该吸附塔进行升压的过程，这一过程与均压降过程相对应，不仅是升压过程，而且更是回收其它塔的床层死空间有效气的过程，为保证CO的回收率。6)最终升压步骤：经均压升步骤后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附，并保证粗氢气纯度在这一过程中不发生波动，通过充压调节阀缓慢而平稳地用粗氢气，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。16个吸附床交替进行以上各个步骤的操作，从而得到满足产品规格要求的产品一氧化碳。4.1.3PSA－H2工序河南煤业化工集团濮阳20万吨/年乙二醇项目配套PSA-CO2/CO/H2装置技术协议