COH2分离变压吸附工艺方案.docx

PSA 净化项目初步方案附件 1 装置设计要求技术条件及规格原料气条件组分COH2CO2N2+ArCH4Vol, %30~3350ppmCO理论含量为％ （此时h2含量为％，其它组份的百分比同上表） 流量：79200Nm3/h （CO含量为％即理论含量时，装置所需的原料气量） 压力： MPag 温度：40°CCO 产品气组分COCO2含量，mol%±98W200ppm压力： ~ MPag温度：40°Ch2产品气组分H2N2+Ar+CH4含量，mol%W压力：温度： 40C装置工艺流程与物料平衡图 1 变压吸附提纯 CO/H2 流程框图物流说明：1—原料气，2 —CO产品气，3 —氢气产品气，4－PSA-CO 吸附尾气， 5－解吸废气， 6－CO 置换气附件 3 装置工艺流程描述工艺流程简述本设计方案拟采用变压吸附（PSA）气体分离技术从原料气中分离提纯CO 和h2整个工艺过程分为三个工序，即原料气预处理工序、变压吸附提纯CO工 序（PSA-CO）、变压吸附提纯氢气工序（PSA-H2）经过低温甲醇洗脱硫脱碳后的原料气，首先通过预处理将其中的重组分杂质 脱除，然后送入 PSA-CO 工序分离提纯得到 CO 产品气， PSA-CO 吸附尾气送入 psa-h2工序，在psa-h2工序得到h2产品气。

流程框图见图 1预处理工序经过低温甲醇洗脱硫脱碳后的原料气首先进入预处理工序 预处理工序的目的是将经过低温甲醇洗后的原料气中的甲醇等重组分杂质 脱除，保护PSA-CO工序吸附剂变压吸附提纯CO工序（PSA-CO）PSA-CO工序的作用是使CO进一步与其它组份如H2、N2等杂质组份分离， 得到CO产品来自预处理工序的原料气，进入PSA-CO吸附塔，吸附尾气从塔 顶流入psa-h2工序经过一定循环步骤后，吸附塔内合格的CO通过逆向放压和 抽真空方式排出吸附塔，进入CO产品气缓冲罐为了保证CO产品的连续性，PSA-CO装置由18个吸附塔组成，任何时刻均 有5台吸附塔处于吸附步骤，其余各塔处于吸附剂再生过程的不同阶段，18 个 塔交替工作从而达到连续分离提纯CO的目的在一个周期中每个吸附塔均经历： 吸附、均压降压、顺放、逆向放压、置换、抽空、均压充压、终充压等步骤下 面以其中的一个吸附塔为例对吸附塔的各个操作步骤进行简要描述a.吸附来自于预处理工序的原料气进入PSA-CO工序的吸附塔中，在预定的吸附压 力下，混合气中的CO被专用吸附剂吸附下来，h2、n2等未被吸附的组份作为吸 附尾气从吸附塔顶流出吸附塔，经过PSA-CO吸附尾气缓冲罐后送入PSA-H2工序。

当吸附塔中的CO传质区前沿到达吸附塔的预定位置后，关闭吸附塔的原料气进 口阀门和吸附尾气出口阀门，吸附塔停止吸附步骤，开始转入再生过程b均压降压结束吸附步骤后，将吸附塔依次与处于低压的吸附塔连通，将吸附塔死空间 内的有用组份回收c.顺放吸附塔经过多次均压步骤后， CO 在吸附塔中的吸附前沿进一步向吸附床层 的出口移动，为了提高吸附床中的CO含量，需要进一步降低吸附床的压力，将 吸附床中的其他组份顺向排出吸附塔，流出气用于冲洗预处理塔d置换顺放结束后，用部分CO产品气顺着吸附方向自吸附塔底进入吸附塔，将吸 附塔内残存的 H2、 N2、 CH4 等气体顺向从吸附塔置换出去，从而使吸附塔内的 CO 达到 CO 产品气纯度要求e. 逆向放压经过以上一系列的操作步骤，吸附塔内的CO纯度已经达到产品规格要求， 此时打开吸附塔底部的逆向放压阀门，逆着吸附方向将吸附塔压力降至常压，逆 向放压过程中流出的气体即为产品CO，进入产品气缓冲罐f. 抽真空逆向放压结束后，为得到更多产品CO并使吸附剂得到彻底地再生，用真空 泵逆着吸附方向对吸附塔进行抽真空操作，使被吸附的CO得以较为彻底地解吸， 解吸下来的 CO 流入 CO 产品气缓冲罐。

g. 均压升压抽真空步骤结束后，吸附塔依次与压力较高的吸附塔相连通进行均压升压h. 吸附尾气对吸附塔最终升压经历了以上各个均压升压步骤的吸附塔的压力还未达到预定的吸附压力，为 了使吸附塔可以平稳地切换到下一次吸附并保证吸附塔中的co浓度前沿在终充 过程中平稳移动，需要导入部分吸附尾气，使其压力升至预定的吸附压力至此，吸附床完成了一个完整的吸附－再生过程，并为下一次循环做好了准 备每个吸附塔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 品一氧化碳变压吸附提纯氢气工序（psah2）本变压吸附工序中由16台吸附塔组成，装置的16个吸附塔中始终有5个吸 附塔处于吸附状态，在每一个循环周期中每个吸附塔依次进行吸附、均压降压、 逆向放压、抽空、均压升压、终升压等步骤下面以其中的一个吸附塔为例对吸 附塔的各个操作步骤进行简要描述a.吸附来自PSACO的吸附尾气从吸附塔底部进入PSAH2工序的吸附塔中，在预定 的吸附压力下，混合气中的n2、CO被吸附剂吸附截留，h2作为未被吸附的组分 从吸附塔顶流出吸附塔，进入产品气缓冲罐当吸附塔中的杂质传质区前沿到达吸附塔的预定位置后，关闭吸附塔的原料 气进口阀门和吸附尾气出口阀门，吸附塔停止吸附步骤，转入再生过程。

b均压降压顺着吸附方向将具有较高压力的吸附塔内死空间气体依次放入到其他已经 完成再生的具有较低压力的吸附塔中，从而将这部分气体和机械能加以回收c.逆向放压过程在顺向放压过程结束后，吸附床中的杂质前沿已经达到吸附塔的出口位置这时，逆着吸附方向将吸附塔压力降至常压在此过程中，吸附塔中被吸附的杂 质开始从吸附剂上大量解吸下来逆向放压气放入到解吸气缓冲罐，作为预处理 塔冲洗气d抽空过程逆向放压结束后，为使吸附剂得到较为彻底地再生，对吸附塔抽空，使吸附剂彻底解吸抽真空流出气用于冲洗预处理吸附塔e. 连续均压升压吸附床完成抽空再生步骤后，依次用来自于其它处于高压的吸附塔进行压力 均衡，提高吸附床的压力f. 产品气对吸附床最终升压在经历了多次均压升压过程后，吸附塔还未达到预定的吸附压力，为了使吸 附塔可以平稳地切换到下一次吸附并保证产品氢气纯度在吸附塔的吸附过程中 不发生波动，需要部分吸附尾气将吸附塔压力升至预定的吸附压力至此，吸附塔完成了一个完整的吸附－再生循环过程，并为下一个循环过程 做好了准备每个吸附塔交替进行以上各个步骤的操作，从而得到满足产品规格 的产品氢气装置主要设备和吸附剂预处理工序主要设备和吸附剂预处理工序非标设备（主要材质：Q345R）序号设备名称主要规格数量（台）1PSACO吸附塔DN2800, V=57m3182PSAH2吸附塔DN2200, V=32m3163预处理吸附塔DN2800， V=70m324原料气缓冲罐DN1800， V=20m315解吸气缓冲罐DN3000, V=100m316吸附尾气缓冲罐DN3000, V=100m317逆放气缓冲罐DN3000， V=170m318置换气缓冲罐DN3000，V=100m319置换气除油器DN2200，V=30m3110真空缓冲罐DN2200，V=30m3111顺放气缓冲罐DN3000，V=100m3112CO产品气缓冲罐DN3500，V=170m3613H2产品气缓冲罐DN3000，V=100m31吸附剂序号型号规格堆密度t/m3总用量（t）1HQ-901①3〜5102HQ-602①2x3~5703HQ-606①2〜4204HQ-102①2〜3750预处理工序程控阀（含ASCO电磁阀、SMC气控阀和P+F阀检）规格DN400DN350DN300DN250DN200DN150DN100DN80DN65DN50DN40数量冶）27193578129735290161617552真空泵往复式真空泵 21 台 19 开 2 备置换气压缩机 置换气压缩机（往复式无油润滑） 2 台，1 开1 备控制系统设计原则1．本套装置的过程控制采用 DCS 集散控制系统，并在局部辅以现场仪表， 保证了装置的高可靠性及高自动化水平。

2．仪控系统能有效地监控整套装置生产过程，确保设备长期稳定可靠运行 操作维护方便3．选用的仪表和 DCS 系统是可靠和先进的，在可靠的前提下考虑先进性 DCS 系统选择有较好业绩、较高性能、性价比高的系统4．装置的监视和控制以中控室 DCS 控制为主，必要的操作和紧急停车在中 控室进行，重要的参数在中控室显示、记录、报警电控系统设计原则 本着控制系统的可靠性、方便性、先进性的原则，在电机控制、保护和计量 设置符合国家有关标准或规范的规定的前提下设计本投标方案电控系统不包括 压缩机电控设备公用工程消耗：名称规格单位数量备注电10KVKW3800真空泵仪表、照明等用 （不包括压缩机）220/380V30冷却水,32 °Ct/h200真空泵和冷却器用仪表空气无尘，无油，露点-40C, 压力Nm3/h500程控阀和仪表用氮气压力三纯度＞%Nm33000开车初期用蒸汽MPag, 180 Ct/h换热器用（间歇用）附件4 方案价格初估合计 9896 万元 方案说明吸附剂使用年限 本装置所用吸附剂在正常操作运行下，使用寿命可以在10 年以上 装置年开工率装置年开工时间8000 小时报价说明 不包括与装置配套的所有公用工程（电、水、氮气和仪表空气）。

不包括总图运输、土地征用、土建、电气、安装及安装材料 不包括固定资产投资方向税和其它税金，仅包含报价所列项目费用不包含置换气压缩机、及压缩机安装材料、运行费用。