山西丰喜集团10000Nm3h合成放空气和氨槽弛放气膜分离提氢及PSA回收甲烷装置技术方案_技术建议方案word文档

真空解吸过程在这过程中，逆着吸附方向用真空泵对吸附塔进行抽真空，在真空条件下，吸附剂吸附的甲烷被解吸出来，大部分用做产品甲烷，少量的甲烷用做置换气体。

产品甲烷可直接送出界区。

均压升压过程在抽真空再生过程完成后，用来自其它吸附塔的较高压力氢氮气依次对该吸附塔进行升压，这过程与均压降压过程相对应，不仅是升压过程，而且也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四次均压升压过程同样第三至四次均压为吸附塔间直接进行，而第二次均压通过均压罐进行。

氢氮气升压过程在四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次吸附并保证产品纯度在这过程中不发生波动，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用产品氢氮气将吸附塔压力升至吸附压力。

经这过程后吸附塔便完成了个完整的吸附再生循环，又为下次吸附做好了准备。

回收甲烷的变压吸附装置六台吸附塔交替进行以上的吸附再生操作始终有台吸附塔处于吸附状态即可实现气体的连续分离与提纯。

变压吸附回收氢气利旧由于原装置为冲洗再生流程，回收率较低在原料气的情况下，产品氢气流量仅，回收率仅，为提高原装置氢气回收率可对适当改造经初步估算，若提高氢气可多回收近纯氢用于其它系统，从而提高企业的经济效益。

来自膜分离的渗透气与提甲烷的氢氮气混合后入变压吸附提氢装置本装置回收氢气采用冲洗再生流程非真空流程，减少真空泵投资和运行能耗，即装置采用冲洗再生流程，即装置由台吸附塔组成，其中两台吸附塔同时处于吸附状态，工艺过程由吸附五次均压降压顺放逆放冲洗五次均压升压和产品气最终升压等步骤组成包括次均压过程，其具体工艺过程如下吸附过程经水洗涤后的原料气自塔底进入吸附塔中正处于吸附工况的两台吸附塔，在吸附剂选择吸附的条件下次性除去氢以外的绝大部分杂质，获得纯度大于的氢气，从塔顶排出送出界外。

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位置时，停止吸附，转入再生过程。

吸附剂的再生过程依次如下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，这过程不仅是降压过程，更是回收床层死空间氢气的过程，本流程共包括了五次连续的均压降压过程，以保证氢气的充分回收。

顺放过程在均压回收氢气过程结束后，继续顺着吸附方向进行减压，顺放出来的氢气放入顺放气缓冲罐中混合并储存起来，用作吸附塔冲洗的再生气源。

逆放过程在顺放结束吸附前沿已达到床层出口后，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，解吸气送至解吸气缓冲罐稳定后送解吸气压缩并回收其中的甲烷单元。

冲洗过程逆放结束后，为使吸附剂得到彻底的再生，用顺放气缓冲罐中储存的氢气逆着吸附方向冲洗吸附床层，进步降低杂质组分的分压，并将杂质冲洗出来。

冲洗再生气也送至解吸气缓冲罐缓冲稳定后解吸气压缩并回收其中的甲烷单元均压升压过程在冲洗再生过程完成后，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，这过程与均压降压过程相对应，不仅是升压过程，而且也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五次均压升压过程。

产品气升压过程在五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次吸附并保证产品纯度在这过程中不发生波动，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。

经这过程后吸附塔便完成了个完整的吸附再生循环，又为下次吸附做好了准备。

八台吸附塔交替进行以上的吸附再生操作始终有两台吸附塔处于吸附状态即可实现气体的连续分离与提纯。

甲烷解吸气压缩由用户负责甲烷解吸气的压缩采用往复式压缩机，为节约能耗和投资，压缩采用两级压缩机的方式，将提甲烷解吸气压缩到大于。

压缩机采用无油润滑方式的压缩机，经压缩后的解吸气直接送下单元。

提甲烷单元的置换气体来自压缩机段。

流程时序表我们通常用流程时序表来表示变压吸附各吸附塔在各完整的吸附再生过程中的工作过程和相互关系，原料气回收氢气时序表如下状态备注原装置增加次均压，将新增台均压罐，增加台程控阀改造后，可新增纯氢。

解吸气回收甲烷时序表如下状态吸附均压降压顺放置换抽真空均压升压氢氮气升压装置操作参数回收甲烷装置正常生产的操作参数序号步骤压力温度吸附常温均降常温二均降常温三均降常温四均降常温顺放常温置换常温逆放常温抽真空常温四均升常温三均升常温二均升常温均升常温终升常温原料气压力原料气稳定常温回收氢气装置正常生产的操作参数序号步骤压力温度吸附常温均降常温二均降常温三均降常温四均降常温五均降常温顺放常温逆放常温冲洗常温五均升常温四均升常温三均升常温二均升常温均升常温终升常温原料气压力原料气稳定常温甲烷压缩机正常生产的操作参数解吸气入口压力压缩机出口压力压缩机压缩气量变压吸附工艺的多种运行方式对于变压吸附回收氢气工艺，可以组合多种运行方式，在计算机程序控制下，塔正常运行，需要时如出现设备故障时也可自动切换至塔塔甚至塔运行，这样大大地提高了装置运行的可靠性。

切塔后的相关运行参数见下表吸附塔数流程在线吸附床数均压次数装置处理量氢气回收率塔塔塔塔同对于变压吸附回收甲烷工艺，正常采用流程，可以组合多种运行方式，在计算机程序控制下，塔正常运行，需要时如出现设备故障时也可自动切换至塔运行。

这样大大地提高了装置运行的可靠性。

切塔后的相关运行参数见下表吸附塔数流程在线吸附床数均压次数装置处理量产甲烷量塔塔物料平衡表膜分离提氢物料合成放空气体脱盐水含氨水高压洗涤后气体入膜分离器气体减压后非渗透气体渗透产品氢气低压洗氨物料氨罐放空气体脱盐水含氨水低压洗涤后气体提甲烷物料入提甲烷气体提甲烷后净化气体置换气体去燃料管网产品甲烷气体公用工程消耗序号项目规格要求单位消耗指标使用情况备注电连续照明仪表用连续洗涤用使用连续甲烷真空泵使用连续甲烷压缩机仪表风压力连续仪表用脱盐水连续低压蒸汽，饱和温度连续膜分离单元用生活用水间断氮气压力次间断开车置换用循环冷却水压力温度连续真空泵和压缩机冷却用四控制系统根据变压吸附的工艺特点，本装置的控制系统设计和软件设计应在满足工艺要求的前提下，既考虑技术的先进性操作的简便性和直观性，又特别注意运行的可靠性和稳定性。

全套控制软件包应充分体现变压吸附的技术特点，不仅能实现系统的实时控制优化操作，而且能完全保证装置的长期稳定安全运行。

本装置控制系统不含提氢装置共包括个模拟量调节回路和个开关点控制回路。

也可以用现有提氢装置的增加模块实现其点总数为开关量输入点点开关量输出点点模拟量输入点点其中膜分点，回收甲烷点模拟量输出点点其中膜分点各点压缩点基本控制功能顺序控制本装置的全部程控开关阀和控制调节阀，按照工艺给定的条件进行顺序控制和模拟调节，使装置正常工作。

这要求顺序控制和模拟控制能有机的结合起来，进行复杂控制。

并且对于多种切塔和恢复的控制，能实现多种不同的控制程序。

所有的程控开关阀均带阀位检测显示和报警功能。

程控调节这是由开关信号和模拟信号组合运行的复杂控制，分三个步骤首先是顺序开关信号启动，然后进入自适应随动控制，最后由顺序开关信号关断或开启。

该功能用于保证各关键压力变化能和理想曲线基本完全吻合。

从而保证了变压吸附工况的稳定和优化。

参数优化控制依据原料气量的大小和产品纯度的变化自动地调整吸附循环时间，优化装置的运行状况，使装置在保证产品质量的前提下，还可以自动地获得最高的产品回收率获得最佳的经济运行效益。

联锁控制包括工艺参数联动调节，工艺参数安全联锁，产品质量联锁控制等。

管理功能可以进行完善直观的工艺流程监控与动态显示，如故障自诊断，历史趋势，事故状态和各种操作记录及打印报表。

显示与操作画面总貌图工艺流程详图多幅报警画面调节回路棒图参数设定参数优化阀门状态阀门操作动力设备监控历史趋势压力流量温度液位纯度等实时趋势压力流量温度液位纯度等打印班报表日报表月报表随机打印故障记录打印故障诊断功能本控制系统可根据压力阀位检测产品纯度温度流量等参数自动对工艺或设备故障进行自动诊断报警和联锁处理。

同时对控制系统自身的主要故障。

控制设备选型控制系统选型本系统控制按西门子系列高档配上位监控站选型，该系统具有更好的网络功能和很高的性能价格比也可按用户指定产品，可实现完善直观的工艺流程监控与动态显示，回路调节故障自诊断历史趋势记录事故状态和各种操作记录及打印报表。

监控接口具有接口友好汉化操作简便且性能可靠特点。

控制系统配置如下控制系统也可进入工厂原有控制系统控制系统选型本装置控制主机采用西门子系列配上位监控站。

监控接口具有接口友好操作简便且性能可靠投资省的特点。

控制系统包括膜分离和提甲烷单元，其配置规格如下序号名称规格制造商数量备注系统配置点实际用点点实际用点点实际用点点实际用点西门子公司套上位机配置显存，硬盘光驱，彩显美国公司套套监控站控制器系统软件美国微软公司套监控软件套专用软件包达科特套现场仪表选型本装置仪表选型原则上应尽量与整个整个工厂相致并符合用户的使用习惯，以便于用户维护和减少库存量。

变送器均选择先进可靠的型智能变送器，该变送器具有可靠性高价格适中，智能化调试维护简便等特点。

再线氢分析仪以及甲烷分析仪表由厂家负责程控开关阀④安全栅图尔克其它常规仪表，采用国内可靠厂家的产品。

本装置可燃气体检测报警装置由用户统考虑。

对生产过程中的关键参数进行监控，以保证产品质量和提高产品收率。

控制仪表电气设备览表参考，膜分离的仪表见膜组件序号名称规格制造商数量智能压力变送器川仪横河台差压变送器川仪横河台流量计国产台调节阀含阀门定位器川仪台切截阀含电磁阀川仪台温度变送器川仪台隔爆电磁阀台阀位传感器国产只在线分析仪厂方负责台在线甲烷分析仪厂方负责台仪表电源国产台电源分配箱国产只安全栅国产只仪表柜国产套现场指示仪表全套备注具体数量及规格以施工图为准。

生产装置安全措施和安全保护系统为了满足工艺装置安全地长周期正常运行，确保正常生产及事故状态下工艺设备和操作人员的安全，根据有关标准规范的规定，将考虑如下几方面的安全防护措施所有置于室外危险场所的仪表均采用本安结构，因故不能构成本安回路时选用隔爆型仪表。

控制室及现场仪表供电除设置般电源外，还设置仪表专用的不间断供电系统，不间断供电时间般为分钟，以便电网掉电时能使装置处于安全保护状态。

根据装置的特点，设置定数量的可燃气体检测报警仪表，由工厂统考虑。

控制软件及特点自适应随动调节软件装置在运行过程中，各塔除在吸附状态外，都处在种降压和升压过程中。

在这个过程中要求气流均衡稳定。

因此对这类过程的控制是关系装置运行质量包括吸附剂寿命长短的个关键，本装置方案中以压力为控制量，通过控制吸附压力均匀上升和下降，达到稳定控制气体量的目的。

按照上述要求开发的变压吸附自适应控制软件，可根据变化中的工艺条件进行预估，随工艺状况的改变，自动生成控制操作曲线，按此曲线自动控制变压吸附装置的均压逆放冲洗充压过程，可最大限度地接近于理想过程。

这套软件在多个