1 焦?fàn)t煤氣制氫工程 1. 總 論 述 目名稱、主辦單位、企業(yè)性質(zhì)及法人代表 項(xiàng)目名稱：焦?fàn)t煤氣制氫工程 主辦單位： 工股份有限公司焦化分公司 企業(yè)性質(zhì)：股份制企業(yè) 法人代表： d 制依據(jù)和原則 1編制依據(jù) （ 1）原化學(xué)工業(yè)部文件，化計(jì)發(fā)（ 1997） 426 號(hào)化工建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告內(nèi)容及深度的規(guī)定。 （ 2）國(guó)家環(huán)境保護(hù)保護(hù)總局環(huán)函 199856 號(hào)文。 （ 3） 焦化業(yè)污染防治規(guī)劃 （ 4）清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn) 126 （ 5） 工股份有限公司焦化分公司委托編制“焦?fàn)t煤氣制氫工程可行性研究報(bào)告”合同書。 2編制原則 （ 1）綜合考慮現(xiàn)有焦?fàn)t規(guī)模、焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量、氫氣需求量等因素確定合理 2 的建設(shè)規(guī)模及產(chǎn)品方案。 （ 2）采用先進(jìn)、可靠的工藝技術(shù)方案，合理安排工藝流程，采用先進(jìn)的自控手段，以保證裝置順利投產(chǎn)、穩(wěn)定且長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)，充分發(fā)揮其很好的經(jīng)濟(jì)效益。 （ 3）總圖布置，以布局緊湊、流程順暢、操作方便、符合安全距離規(guī)范為原則，充分考慮與用氫裝置及公用工程設(shè)施的配套協(xié)調(diào)，縮短物料輸送距離，減小占地，同時(shí) 結(jié)合國(guó)內(nèi)同類裝置總圖布置方案， 兼顧建設(shè)單位的意見。 （ 4）通過采用先進(jìn)技術(shù)降低原材料、能源的消耗，消除污染，保護(hù)環(huán)境。 （ 5）設(shè)計(jì)中堅(jiān)持“一體化、露天化、輕型化、國(guó)產(chǎn)化、社會(huì)化”的五化方針。 （ 6）依托工廠現(xiàn)有設(shè)施及資源，充分發(fā)掘工廠潛力，以節(jié)省投資、縮短建設(shè)周期，創(chuàng)造盡可能好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 （ 7）嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家和行業(yè)有關(guān)規(guī)范、規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)。 3 1)企業(yè)概況 要經(jīng)營(yíng)基本化工原料、復(fù)合肥料、焦炭、有機(jī)、無機(jī)化工產(chǎn)品、貴金屬加工、高科技產(chǎn)品、精細(xì)化工產(chǎn)品、股權(quán)投資，兼營(yíng)商業(yè)貿(mào)易、信息咨詢、來料加工、運(yùn)輸、勞務(wù)、生產(chǎn)用水、煤氣的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)與銷售等。主要產(chǎn)品有燒堿、聚氯乙烯、合成氨、甲醇、硝酸、硝銨、硝銨磷肥、鉑網(wǎng)、焦炭、焦化化產(chǎn)系列產(chǎn)品等六十多種，其中三十多種產(chǎn)品獲部、省、市優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品獎(jiǎng)，多種產(chǎn)品是國(guó)內(nèi)開發(fā)最早、填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白和處于行業(yè)領(lǐng)先地位。產(chǎn)品行銷全國(guó)，并遠(yuǎn)銷歐洲、美國(guó)、日本、東南亞等世界各地，產(chǎn)品市場(chǎng)潛力很大，發(fā)展前景十分廣闊。 6億元，凈資產(chǎn) 2005年，公司完成 銷售收入 17 億元 。內(nèi)部機(jī)構(gòu)設(shè)置精干高效，職工素質(zhì)較高，大專以上學(xué)歷職工 3536人，占職工總數(shù)的近 40%，專業(yè)技術(shù)人員近千人。 化分公司是 司的骨干企業(yè)，主要經(jīng)營(yíng)焦炭、焦油、粗苯、城市煤氣等產(chǎn)品，焦化分公司前身為太化公司焦化廠，始建于 1974 年， 1984 年獨(dú)立建制， 20 多年來一直從事煤炭轉(zhuǎn)化、化產(chǎn)加工、煤氣生產(chǎn)。建廠以來經(jīng)過多次技術(shù)改造和擴(kuò)建，現(xiàn)已成為一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施完備的焦化廠。有相應(yīng)的煉焦、篩貯焦、化產(chǎn)回收與精制、煤氣凈化、焦油加工和污水處理，有完整的供配電、供水等公用工程和較齊全的 輔助工程及辦公、生活福利設(shè)施。 4 化分公司位于 距市中心 15地 工人數(shù) 1150 人，企業(yè)有多年生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)力量雄厚，技術(shù)人員占職工總數(shù)的 23%，其中高級(jí)職稱 15 人，中級(jí)職稱 111 人，初級(jí)職稱 193 人，而且有一個(gè)強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)班子，有一支技術(shù)素質(zhì)好、熟悉生產(chǎn)的技術(shù)隊(duì)伍；有一支操作技能高、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富的工人隊(duì)伍。 2)項(xiàng)目提出的背景及投資的必要性 焦化工業(yè)是 統(tǒng)計(jì)， 2005年 4000萬(wàn)噸，產(chǎn)量為 12000 萬(wàn)噸 ，其附產(chǎn)焦?fàn)t煤氣量約 600 萬(wàn) 煉焦過程自用外還富裕約 300 萬(wàn) 前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)焦化廠只焦不化，副產(chǎn)焦?fàn)t氣沒有得到充分利用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，焦?fàn)t氣的綜合利用率不到 20%。規(guī)模較大的或靠近城市的焦化廠，焦?fàn)t氣作為燃料氣或城市煤氣燒掉，規(guī)模較小的焦化廠則干脆把焦?fàn)t氣點(diǎn)了“天燈”，既浪費(fèi)資源，又污染空氣。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益加強(qiáng)，焦?fàn)t煤氣的回收利用已成為焦化企業(yè)生存的關(guān)健所在。是清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基本要求。 焦?fàn)t煤氣含 0%左右， 作為有機(jī)化工加氫產(chǎn)品原料 氣，如：粗苯加氫制純苯、苯加氫制環(huán)己烷等。焦?fàn)t氣還可合成甲醇、合成氨等，用途非常廣泛。如果能充分利用這些焦?fàn)t氣，僅 00噸甲醇。 工股份有限公司焦化分公司是 規(guī)劃的大型焦化苯加工基地，擬建設(shè) 30 萬(wàn)噸 /年粗苯加氫裝置，需要高純度的氫氣作為原料，焦?fàn)t煤氣通過特殊工藝可以提純至 可滿足 30萬(wàn)噸 /年粗苯加氫項(xiàng)目的需要。據(jù) 2010年，天然氣將取代焦?fàn)t煤氣作為民用燃料氣，屆時(shí)焦?fàn)t煤氣必須尋求新的用途。近年來，焦?fàn)t煤氣制合 5 成氨和甲醇發(fā)展較快，但用焦?fàn)t煤 氣制高純氫氣相對(duì)較少，太化股份焦化分公司根據(jù)的發(fā)展需要，實(shí)施焦?fàn)t煤氣制氫工程是焦?fàn)t氣利用的又一重要途徑。粗苯是煉焦生產(chǎn)過程中所回收的副產(chǎn)品，是緊俏的化工原料，粗苯通過加氫精制后，可獲得許多用途廣泛、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須的產(chǎn)品，如純苯、甲苯、二甲苯和重苯等，均是高附加值產(chǎn)品，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。采用焦?fàn)t氣制氫既可滿足粗苯加氫項(xiàng)目所需，又可較好的解決焦?fàn)t氣長(zhǎng)久的出路，對(duì)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。因而，實(shí)施焦?fàn)t氣制氫工程是非常必要的 本項(xiàng)目擬采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的 壓吸附技術(shù)，生產(chǎn)過程無污染、符合清潔生產(chǎn)工藝 ，技術(shù)起點(diǎn)高，環(huán)境效益好， 符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策，是發(fā)展現(xiàn)代化的焦化工業(yè)，減少環(huán)境污染的需要。 焦化分公司焦?fàn)t氣制氫工程廠址位于 晉源區(qū)太化工業(yè)園區(qū)內(nèi)，園區(qū)占地面積 220 公頃，北距市中心 15臨 西過境高速公路，東臨太汾公路，工業(yè)園區(qū)內(nèi)鐵路網(wǎng)直通全國(guó)各地，交通運(yùn)輸十分便利。園區(qū)內(nèi)水、電、汽公用工程、輔助工程、辦公及生活福利設(shè)施配套齊備。企業(yè)有多年生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)力量雄厚，建廠條件比較優(yōu)越。 本項(xiàng)目總投資 元，其中建設(shè)投資 元，無建設(shè)期利息，鋪底流動(dòng)資金 元，項(xiàng)目建設(shè)期一年?，F(xiàn)利潤(rùn) 交稅金 后財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 投資回收期 濟(jì)效益較好。 綜上所述，太化股份有限公司焦化分公司建設(shè)焦?fàn)t氣制氫裝置是實(shí)施 30萬(wàn)噸 /年苯加氫項(xiàng)目的重要環(huán)節(jié)，投資相對(duì)較小，經(jīng)濟(jì)效益好，建設(shè)期短，技 6 術(shù)含量高，符合清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展要求。本工程不僅具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又具有顯著的社會(huì)效益，對(duì)促進(jìn) 動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義。 究范圍 本可研對(duì)上 述建設(shè)內(nèi)容從建廠條件、總圖布置、工程建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品方案、工藝技術(shù)方案、公用工程及輔助工程配套、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全、社會(huì)效益等各個(gè)方面進(jìn)行分析研究。 究結(jié)論 （ 1）太化集團(tuán)公司是 煤化工重點(diǎn)企業(yè)，是 “十一五” 發(fā)展規(guī)劃的 粗苯加工基地，實(shí)施焦?fàn)t氣制氫工程是實(shí)現(xiàn)這一規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)，為焦化企業(yè)解決焦?fàn)t氣回收利用找到又一條較好的出路。符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，符合清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展要求，對(duì)促進(jìn) 動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義。 （ 2）本工程是太化股份有限公司焦化分公司 清潔生產(chǎn)項(xiàng)目和循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目，該分公司的循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目總體思路為焦碳生產(chǎn)中產(chǎn)生的煤氣進(jìn)行焦油、粗苯回收，其中焦油在本企業(yè)自行加工。回收的粗苯在本企業(yè)進(jìn)行加氫精制，生產(chǎn)高純苯、甲苯、二甲苯等本公司急需的生產(chǎn)原料。回收的焦?fàn)t煤氣除供城市煤氣外，剩余部分經(jīng)變壓吸附制氫供粗苯加氫裝置用，變壓吸附的解析氣作為焦?fàn)t加熱用氣，如此達(dá)到循環(huán)生產(chǎn)的目的。 （ 3）本工程采用了 國(guó)內(nèi)先進(jìn)的 技術(shù)起點(diǎn)高，工藝成熟可靠， 生產(chǎn)過程無污染、符合清潔生產(chǎn)工藝， 是發(fā)展現(xiàn)代化的焦化工業(yè)，減 7 少環(huán)境污染的需要。 （ 4）本工程建在現(xiàn)有太 化工業(yè)園區(qū)內(nèi)，交通運(yùn)輸十分便利。園區(qū)內(nèi)水、電、汽公用工程、輔助工程、辦公及生活福利設(shè)施配套齊備，企業(yè)具有豐富的項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)和多年生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)力量雄厚，建廠條件比較優(yōu)越。 （ 5）工程投產(chǎn)后，年可實(shí)現(xiàn)銷售收入 元，年利潤(rùn)總額 第 6 年為例），年上交國(guó)家稅金 元，財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅后） 高于行業(yè)基準(zhǔn)收益率。全投資回收期（稅后） （含建設(shè)期），財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（稅后 I=12%）為 于 0。表明項(xiàng)目在計(jì)算期內(nèi)不僅能得到 12%的報(bào)酬，還能得 到 濟(jì)效益較好， （ 6）本工程嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)衛(wèi)生及安全消防法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的要求，堅(jiān)持生產(chǎn)設(shè)施與環(huán)境安全設(shè)施“三同時(shí)”的原則，建設(shè)清潔文明工廠。 綜上所述，焦?fàn)t氣制氫工程項(xiàng)目可行。 程裝置組成 本工程由以下單元組成： 爐煤氣制氫裝置分為四個(gè)工序，主要包含： （ 1.） 脫萘及壓縮工序 （ 2.） 預(yù)處理工序 （ 3.） 變壓吸附制氫工序 （ 4.） 后處理工序 8 要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 表 1 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 單位 數(shù)量 備注 一 生產(chǎn)規(guī)模 設(shè)計(jì)規(guī)模 h 550 以產(chǎn)品氫氣計(jì) 二 產(chǎn)品方案 1 氫氣 a 4400000 550 h 2 副產(chǎn)解析氣 a 4400000 550 h 三 年操作日 小時(shí) 8000 四 主要原材料消耗量 1 制氫焦?fàn)t煤氣 a 8800000 1100h 2 主要輔助材料及催化劑 3 吸附劑 kg/a 5年更換一次計(jì) 4 吸附劑 kg/a 266 15年更換一次計(jì) 5 吸附劑 kg/a 28 15年更換一次計(jì) 6 吸附劑 kg/a 5年更換一次計(jì) 7 吸附劑 kg/a 5年更換一次計(jì) 8 吸附劑 kg/a 年更換次計(jì) 9 吸附劑 kg/a 年更換次計(jì) 10 吸附劑 kg/a 1704 2 年更換一次計(jì) 11 吸附劑 kg/a 60 2 年更換一次計(jì) 12 kg/a 900 2 年更換一次計(jì) 五 公用工程 1 循環(huán)冷卻水 t/a 257600 h 2 新鮮水 t/a 16000 2t/h 3 電 380V/220V a 2100000 低壓蒸汽 t/a 4000 h 5 低壓過熱蒸汽 t/a 16000 h 6 儀表空氣 a 105 60 h 置換氮?dú)?a 400 h 9 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 單位 數(shù)量 備注 壓縮空氣 a 400 h 六 運(yùn)輸量 1 運(yùn)入量 t/a 2 運(yùn)出量 t/a 七 定員 人 13 其中：生產(chǎn)工人 人 13 八 占地面積 1 占地面積 375 2 綠化用地率 10 九 工程報(bào)批總投資 萬(wàn)元 1 建設(shè)投資 萬(wàn)元 2 建設(shè)期利息 萬(wàn)元 0 3 鋪底流動(dòng)資金 萬(wàn)元 十 年銷售收入 萬(wàn)元 常年份 十一 成本和費(fèi)用 萬(wàn)元 十二 年利潤(rùn)總額 萬(wàn)元 第六年計(jì) 十三 年 銷售稅金 萬(wàn)元 十四 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo) 1 投資利潤(rùn)率 % 2 投資利稅率 % 3 投資回收期 所得稅前 年 所得稅后 年 5 全員勞動(dòng)生產(chǎn)率 萬(wàn)元 /人 6 財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅前） % 財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅后） % 7 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（稅前） 萬(wàn)元 =12% 8 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（稅后） 萬(wàn)元 =12% 在問題 （ 1）建議建設(shè)單 位盡快委托編制環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告，以使本工程后續(xù)設(shè)計(jì)得以順利進(jìn)行。 （ 2）建議建設(shè)單位根據(jù)本可研報(bào)告盡快落實(shí)本工程所需的外部條件。 10 2. 產(chǎn)品方案、生產(chǎn)規(guī)模 品方案及生產(chǎn)規(guī)模 定原則 按照本企業(yè)焦?fàn)t規(guī)模、焦?fàn)t氣產(chǎn)量及 30 萬(wàn)噸 /年粗苯加氫一期工程氫氣需要量確定生產(chǎn)規(guī)模。 建設(shè)規(guī)模 按照前述的原則同時(shí)考慮建設(shè)規(guī)模的合理性、廠址和外部條件情況、資金及產(chǎn)品市場(chǎng) (公司自用 )需求等因素，確定焦?fàn)t氣制氫裝置的建設(shè)規(guī)模為 550h。 年操作時(shí)間： 8000 小時(shí)。操作制度：四班三運(yùn)轉(zhuǎn)。 品規(guī)格及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 裝置產(chǎn)品為氫氣，其規(guī)格如下： (1) 溫度： 40 (2) 壓力： 3) 流量： 550h (4) 產(chǎn)品提取率： 83% (5) 組成：見表 2 2 產(chǎn)品氣組成 組成 2O S 計(jì) 含量 V% 30 10 2 10 副產(chǎn)品 11 本裝置副產(chǎn)品為 吸氣， 吸氣采用管道輸送至裝置界區(qū)外。其規(guī)格如下： (1) 溫度： 40 (2) 壓力： 3) 流量： 550h (4) 組成：見表 2 2 吸氣組成 組成 2 O 計(jì) 含量V% . 工藝技術(shù)方案 藝技術(shù)方案的選擇 述 變壓吸附氣體分離技術(shù)（ 八十年代由四川西南化工研究院開發(fā)成功，最初應(yīng)用于合成氨弛放氣中回收氫氣，后逐步發(fā)展到從水煤氣中提純氫氣，第一套水煤氣提純氫氣裝置建在太化 程，當(dāng)時(shí)氫氣回收率只有 60% 左右。經(jīng)過二十多年的發(fā)展， 泛應(yīng)用到石化、化工、空分、環(huán)保、食品等行業(yè)，可用于水煤氣制氫、焦?fàn)t氣制氫、 純、變換氣脫碳、空分制氮、制氧、天然氣提純等，四川天一科技股份有限公司是由西南化工研究院控股的上市公司， 熟可靠，收率高，本工程擬采用該公司技 術(shù)。 藝方案 本裝置分為四個(gè)主要工藝過程：脫萘及壓縮、預(yù)處理，變壓吸附制氫，后處理等工序。 (1)原料焦?fàn)t煤氣進(jìn)入該工序后，首先脫除其中大部分的焦油、萘、初加壓后再進(jìn)行精脫萘，最后升壓至 12 (2). 預(yù)處理工序 升壓后的焦?fàn)t氣進(jìn)入本工序，進(jìn)一步脫除其中的烷烴、芳烴、硫化物、氮化物、氨、焦油等，得到符合變壓吸附原料要求的預(yù)凈化氣。 (3). 變壓吸附制氫工序 經(jīng)處理后的焦?fàn)t氣進(jìn)入 用 6變壓 吸附工藝、經(jīng)吸附（ A）、均壓降（ 順放（ 逆放（ D）、沖洗（ P）、均壓升（ 終充（ 七個(gè)步驟。從逆放、沖洗得到的解吸氣用作本裝置的再生氣或吹掃氣。變壓吸附得到合格的半產(chǎn)品氫氣送入下一工序。 (4). 后處理工序 半產(chǎn)品氫氣中含有少量的氧氣，采用鈀催化劑脫氧，生成的水經(jīng)干燥脫除（露點(diǎn) ，得到合格的產(chǎn)品氫氣送出界區(qū)外。 藝流程及及消耗定額 藝流程 13 變壓吸附的基本原理是：利用吸附劑對(duì)氣體的吸附有選擇性，即不同氣體（吸附質(zhì)）在吸附劑上的吸附量有差異和一種特定的氣體在吸附劑上的吸附量隨壓力變化而變化的特性，實(shí)現(xiàn)氣體混合物的分離和吸附劑的再生。變壓吸附提氫技術(shù)就是根據(jù)變壓吸附的的原理，在吸附劑選擇吸附的條件下，加壓吸附原料氣中的 氫氣等少量不易吸附的組分則通過吸附床層由吸附器頂部排出，從而實(shí)現(xiàn)氣體混合物的分離。通過降低吸附床的壓力使被吸附的 吸附劑得到再生，同時(shí)達(dá)到提氫的目的 。 吸附器內(nèi)的吸附劑對(duì)不同組份的吸附是定量的，當(dāng)吸附劑對(duì)有效組份的吸附達(dá)到一定量后，有效組份從吸附劑上能有效地解吸，使吸附劑能重復(fù)使用時(shí)，吸附分離工藝才有實(shí)用意義。故每個(gè)吸附器在實(shí)際過程中必須經(jīng)過吸附和再生階段。對(duì)每個(gè)吸附器而言，吸附過程是間歇的，必須采用多個(gè)吸附器循環(huán)操作，才能連續(xù)制取產(chǎn)品氣。 多床變壓吸附的意義在于：保證在任何時(shí)刻都有相同數(shù)量的吸附器處于吸附狀態(tài)，使產(chǎn)品能連續(xù)穩(wěn)定地輸出：保證適當(dāng)?shù)木鶋捍螖?shù)，使產(chǎn)品有較高的回收率。 本裝置變壓吸附提氫系統(tǒng)采用 6操作工藝，即設(shè) 6個(gè)吸附器，任何時(shí)刻 均有 2 個(gè)吸附器同時(shí)進(jìn)料（處于吸附狀態(tài)）， 3 次均壓，順放沖洗再生工藝。六臺(tái)吸附器依次執(zhí)行吸附和再生操作，使原料氣連續(xù)不斷地輸入，產(chǎn)品氣連續(xù)不斷地輸出，整個(gè)操作過程在環(huán)境溫度下進(jìn)行。每個(gè)吸附器經(jīng)過吸附（ A）、降壓平衡 1（ 降壓平衡 2（ 順放（ 降壓平衡 3（ 逆放（ D）、沖洗（ P）、升壓平衡 3（ 升壓平衡 2（ 隔離（ 升壓平衡 1（ 最終充壓（ 步驟完成一個(gè)吸附周期。每個(gè)周期約 720秒。 變壓吸附各步驟的過程及作用如下： 1吸附（ A） 原料氣從吸附 床底部進(jìn)入吸附床，吸附量較小的弱吸附組成 附量較大的強(qiáng)吸附組成（雜質(zhì)）則被吸附而留在床層。緊接著的步驟是均壓降。 2均壓降（ 均壓升（ 完成吸附步驟的吸附床需降壓，再生完成后的吸附床需升壓，需降壓的吸附床與需升壓的吸附床上部（出口端）連接。需降壓的吸附床向需升壓的吸附床充壓直至兩床壓力相等。該降壓步驟稱為均壓降、升壓步驟為均壓升。均壓的作用是回收降壓吸附床中的有用氣體，用 14 于升壓吸附床的充壓，提高有用氣體的回收率。均壓次數(shù)增加有利于氣體的回收。本裝置采用三次均 壓流程。 3順向放壓（ 吸附器繼續(xù)從出口端降壓，降壓的氣體用于沖洗已逆向放壓到過程最低壓力的吸附器，順向放壓結(jié)束時(shí)，吸附前沿仍未達(dá)到出口端，此步驟的順向放壓氣體基本上是純的，利用這股氣體使另一吸附器的吸附劑進(jìn)一步再生。 4沖洗（ P） 利用另一吸附器順向放壓的氣體在過程中最低壓力下自上而下對(duì)吸附床進(jìn)行沖洗以進(jìn)一步將雜質(zhì)分壓，清除殘留于床內(nèi)的雜質(zhì)。 5逆放（ D） 完成最后一次均壓降的吸附床，從吸附床下端（與進(jìn)料方向相反）向外排氣泄壓，該步驟稱為逆放。逆放作用是降低吸附床壓力，使被吸附組分解吸。 6 最終充壓（ 完成最后一次均壓升的吸附床，用凈化氣從吸附器上部（產(chǎn)品出口端）對(duì)其進(jìn)行充壓，使床層壓力達(dá)到吸附壓力。終充的作用是將床層壓力升高到吸附壓力，并使吸附前沿下移。緊接著的步驟是吸附。 本 原料焦?fàn)t煤氣在壓力 3度 40的條件下進(jìn)入本裝置，首先進(jìn)入脫油脫萘器（ 除焦?fàn)t煤氣的焦油、萘、硫化氫、 到雜質(zhì)較少的凈化氣。當(dāng)其中一臺(tái)脫油脫萘器吸附飽和后，立即將焦?fàn)t氣切換到另一臺(tái)脫油脫萘器進(jìn)行凈化 ，而吸附飽和的脫油脫萘器則用過過熱水蒸汽（ 400）進(jìn)行再生，從而達(dá)到反復(fù)循環(huán)吸附和再生的使用目的。再生廢水進(jìn)工廠裝置定期處理。再生結(jié)束時(shí)用一定量的解吸氣對(duì)脫油脫萘器進(jìn)行冷吹降溫，冷吹氣經(jīng)冷卻器降溫后返回解吸氣系統(tǒng)。 雜質(zhì)較少的凈化氣進(jìn)壓縮機(jī)一級(jí)增壓到 入二臺(tái)可串并聯(lián)的精脫萘器（ 更進(jìn)一步脫除焦?fàn)t煤氣中的萘、硫化物等，精脫萘器的工作原理及再生過程等均與脫油脫萘器相近。經(jīng)進(jìn)一步脫萘脫硫的焦?fàn)t煤氣返回壓縮機(jī)增壓到 ，進(jìn)入二臺(tái)除油器（ 除壓縮機(jī)油等雜質(zhì)。同樣 ，二臺(tái)除油器可串并聯(lián)使用，除油劑吸附飽和后即更換。除油后的焦?fàn)t煤氣送入二臺(tái)預(yù)處理器（ 脫除焦?fàn)t煤氣中殘存的雜質(zhì)。二臺(tái)預(yù)處理器通過程序控制閥來實(shí)現(xiàn)交替使用。再生時(shí)，用來自 序的解吸氣經(jīng)加熱器加熱 15 到 150對(duì)預(yù)處理器進(jìn)行再生，再生常溫解吸氣冷吹降溫，冷吹氣和再生解吸氣經(jīng)冷卻器降溫后返回解吸氣系統(tǒng)。經(jīng)預(yù)處理的焦?fàn)t煤氣進(jìn)入 的氫氣純度 氧氣含量為 的半產(chǎn)品氣。產(chǎn)生的解析氣作為預(yù)處理的再生氣和冷吹氣。本 工藝，其特點(diǎn)是 任何時(shí)候總有二個(gè)吸附塔處于吸附狀態(tài)，進(jìn)行三次均壓，順放沖洗和再生。每個(gè)塔均要依次經(jīng)歷吸附、一均降、二均降、順放、三均降、逆放、沖洗、三均升、二均升、一均升、最終充壓等十一個(gè)步驟。 半產(chǎn)品氣中由于含有 氧，需進(jìn)入后處理工序脫除。將半產(chǎn)品氣加熱到 50 100后，送入脫氧器（ 氧氣與氫氣在脫氧器中（在催化劑的作用下）反應(yīng)生成水，然后再經(jīng)干燥器（ 除水（露點(diǎn) ，得到合格的產(chǎn)品氫氣經(jīng)流量計(jì)計(jì)量后送出界區(qū)，不合格的產(chǎn)品經(jīng)程序控制閥返回到壓縮前的原料氣中。 用工程消耗 本裝置原輔材料及公用工程消耗情況見表 3 表中 出界外再利用。 表 3 消耗定額和消耗量表（消耗以生產(chǎn) 550 序號(hào) 名稱 規(guī)格 單位 消耗量 備注 每小時(shí) 每年 1 原料氣 見表 4100 106 2 表 4-3 300 15 年更換 3 表 4-3 7123 15 年更換 4 表 4-3 520 15 年更換 5 表 4-3 6973 15 年更換 6 表 4-3 200 1 年更換 7 表 4-3 6973 1 年更換 8 表 4-3 6973 2 年更換 9 表 4-3 6973 2 年更換 10 表 4-3 6973 2 年更換 11 表 4-3 000 1 年更換 16 12 冷卻水 32 t 105 循環(huán)水 13 儀表空氣 常溫 0 105 14 壓縮空氣 常溫 00 吹掃用 15 置換氮?dú)?常溫 00 置換用 16 低壓蒸汽 飽和溫度 t 3600 伴熱用 17 電 380V/220V 64 106 照明以 4000h/18 一次水 t 2 16000 生活及補(bǔ)充循環(huán)水用 控技術(shù)方案 根據(jù)工藝專業(yè)要求及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的防爆的特殊性，以及該裝置閥門多、動(dòng)作頻繁的特點(diǎn)，并結(jié)合目前自控儀表的發(fā)展，所配自動(dòng)化水平比較高。本設(shè)計(jì)采用西門子 要參數(shù)均可在操作室內(nèi) 進(jìn)行監(jiān)視和操作。以及在打印機(jī)上實(shí)現(xiàn)報(bào)表打?。ò鄨?bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)或隨機(jī)打印）。在 規(guī) 瑣控制和自診、自適應(yīng)優(yōu)化控制。 1. 報(bào)警 本裝置內(nèi)重要工藝參 數(shù)、可燃?xì)怏w的越限，以及程控閥的故障等，均在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)現(xiàn)聲光自動(dòng)報(bào)警和信息提示。 2. 系統(tǒng)可靠性 程控閥的控制線路設(shè)計(jì)為停電時(shí)該閥門自動(dòng)處于正常關(guān)閉狀態(tài)；對(duì)程控閥的開閉實(shí)現(xiàn)閥位開關(guān)（關(guān)到位）檢測(cè)及故障報(bào)警；對(duì)重要參數(shù)的越限報(bào)警及閥門故障時(shí)實(shí)現(xiàn)多塔自動(dòng)切換并能在線處理；儀表用電采用 對(duì) ； 閥門區(qū)及動(dòng)力設(shè)備廠房設(shè)置了可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警； 17 3. 現(xiàn)場(chǎng)電纜敷設(shè)時(shí)，考慮了本安信號(hào)電纜和隔爆信號(hào)電纜分槽走線； 4. 設(shè)計(jì)中分別考慮了信號(hào)及儀表設(shè)備的接地措施； 5. 對(duì)裝置中的動(dòng)力設(shè)備，考慮了在控制室計(jì)算機(jī)上進(jìn)行運(yùn) /停監(jiān)視，停車報(bào)警聯(lián)鎖以及控制室內(nèi)遠(yuǎn)程緊急停車操作； 6. 對(duì)程控閥門故障設(shè)有專家自診斷系統(tǒng)； 7. 對(duì)關(guān)鍵控制回路考慮了自適應(yīng)優(yōu)化控制。 境特征 1. 本裝置界區(qū)為 2區(qū)防爆場(chǎng)所，因此儀表選型考慮了防爆等措施。 2. 由于 此考慮了可燃?xì)怏w檢測(cè)并在 顯示、報(bào)警。 3. 變送器采用保溫箱或 2支柱安裝形式，室外安裝的在線分析儀也考慮了保溫隔熱措施。 統(tǒng)選 型依據(jù) 根據(jù)本裝置的特點(diǎn)，取消盤裝監(jiān)控儀表，全部 I/O 點(diǎn)在西門子 儀表用壓縮空氣 1. 本裝置界區(qū)內(nèi)儀表空氣的正常總用量 60h，最大用氣量80h，壓力 G），要求不間斷供氣。 2. 質(zhì)量要求 a）露點(diǎn) 露點(diǎn)比供氣系統(tǒng)工作環(huán)境（場(chǎng)所）最低溫度低 10。 b）含塵量 凈化后的氣體中，含塵直徑不應(yīng)大于 5 m。 c）含油量 氣源裝置送出的氣體（儀表用）油分含量應(yīng)控制在 8 d）儀表空氣內(nèi)不得含有易燃、易爆及腐蝕性 氣體（或蒸汽）。 儀表電源 儀表用電： 22010%， 50 要設(shè)備選擇 要非標(biāo)設(shè)備選型 18 本裝置非標(biāo)設(shè)備有 18 種共 29 臺(tái)，主要設(shè)備為預(yù)脫油脫萘器（ 2臺(tái)、再生氣加熱器（ 1臺(tái)、除油器（ 2臺(tái)、預(yù)處理器（ 2臺(tái)、吸附器（ ）共 6臺(tái)、精脫硫器（ 2 臺(tái)、干燥器（ 2 臺(tái)、脫氧加熱器（ 1臺(tái)、干燥冷卻器（ 1臺(tái)。 要定型設(shè)備 選型 本裝置定型設(shè)備有兩種共 3臺(tái)，主要設(shè)備為壓縮機(jī)（ 2臺(tái)、電加熱器（ 1 臺(tái)。壓縮機(jī)選用 煤氣壓縮機(jī)。電加熱器選用 ： 表 3設(shè)備一覽表 19 工程名稱 設(shè)備一覽表 編制 圖號(hào) 06 核 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 100# 審核 第 1 頁(yè) 共 2 頁(yè) 序號(hào) 位 號(hào) 設(shè)備名稱 主要規(guī)格 圖號(hào)或 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 單位 數(shù)量 材料 重量 (技術(shù)特性表編號(hào) 單 總 一 非標(biāo)設(shè)備 1 油脫萘 立式橢圓形封頭 臺(tái) 2 160565 15130 =2000 內(nèi)裝填料 填料體積 V= 9480 2 脫萘器 立式橢圓形封頭 臺(tái) 2 16865 3730 =1200 內(nèi)裝填料 填料體積 V= 4580 二 定型設(shè)備 1 原料氣壓縮機(jī) 結(jié)構(gòu)形式： L 型三缸復(fù) 14 臺(tái) 2 組合件 7620 15240 動(dòng)水冷 容積流量： 21 進(jìn)氣溫度： 40 排氣溫度： 40 冷 卻水耗量： 24t/h 壓縮機(jī)入口壓力： 壓縮機(jī)出口壓力： 電機(jī)轉(zhuǎn)速： 490r/ 電壓： 380V 電機(jī)功率： 60 20 工程名稱 設(shè)備一覽表 編制 圖號(hào) 06 核 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 100# 審核 第 2 頁(yè) 共 2 頁(yè) 序號(hào) 位 號(hào) 設(shè)備名稱 主要規(guī)格 圖號(hào)或 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 單位 數(shù)量 材料 重量 (技術(shù)特性表編號(hào) 單 總 2 加熱器 =400 H=3700 加熱介質(zhì)：蒸汽 壓力： 進(jìn)口溫度： 170 出口溫度： 450 流量： 250Kg/h 電壓： 380V 電機(jī)功率： 60 3 梁起重機(jī) 起重量： 5t 臺(tái) 1 組合件 起升高度： 起升跨度： 主電機(jī)功率： N= 運(yùn)行電機(jī)功率： N= 工程名稱 設(shè)備一覽表 編制 圖號(hào) 06 21 校核 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 200# 審核 第 1 頁(yè) 共 1 頁(yè) 序號(hào) 位 號(hào) 設(shè)備名稱 主要規(guī)格 圖號(hào)或 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 單位 數(shù)量 材料 重量 (技術(shù)特性表編號(hào) 單 總 1 油器 立式橢圓形封頭 臺(tái) 2 20R,2085 1570 =800 內(nèi)裝填料 填料體積 V= 3500 2 處理器 立式橢圓形封頭 臺(tái) 2 1606920 3840 =1000 吸附劑體積 V= 5290 3 生氣加熱器 立式橢圓形封頭 臺(tái) 1 20R， 110 1110 =400 H=4205 F= 換熱管：雙管程 25 3000， n=92 4 生氣 冷卻器 立式橢圓形封頭 臺(tái) 2 20R， 35 935 =400 H=3565 F= 換熱管：雙管程 25 2500， n=92 工程名稱 設(shè)備一覽表 編制 圖號(hào) 06 22 校核 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 300# 審核 第 1 頁(yè) 共 1 頁(yè) 序號(hào) 位 號(hào) 設(shè)備名稱 主要規(guī)格 圖號(hào)或 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 單 位 數(shù)量 材料 重量 (技術(shù)特性表編號(hào) 單 總 1 吸附器 立式橢圓形封頭 臺(tái) 6 20R,20065 12390 =1000 內(nèi)裝吸附劑體積 V= 6265 2 氣緩沖罐 立式橢圓形封頭 臺(tái) 1 1620555 2555 =1600 0 5640 3 吸氣緩沖罐 立式橢圓形封頭 臺(tái) 1 1620660 2660 =1600 0 5625 工程名稱 設(shè)備一覽表 編制 圖號(hào) 06 核 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 400# 審核 第 1 頁(yè) 共 2 頁(yè) 23 序號(hào) 位 號(hào) 設(shè)備名稱 主要規(guī)格 圖號(hào)或 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 單位 數(shù)量 材料 重量 (技術(shù)特性表編號(hào) 單 總 1 燥器 立式橢圓形封頭 臺(tái) 2 20R， 2010 620 =400 V= 2895 2 干燥器 立式橢圓形封頭 臺(tái) 1 20R,20,2050 250 =400 V= 2980 3 脫硫器 立式橢圓形封頭 臺(tái) 2 20R， 2090 980 =600 V= 3435 4 氧器 立式橢圓形封頭 臺(tái) 1 20R， 2055 355 =400 V= 3300 5 水分離器 立式橢圓形封頭 臺(tái) 1 20R， 20 195 195 =325 2260 6 氧加熱器 立式橢圓形封頭 , 臺(tái) 1 20R， 20 650 650 固定管板 工程名稱 設(shè)備一覽表 編制 圖號(hào) 06 核 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 400# 審核 第 2 頁(yè) 共 2 頁(yè) 24 序號(hào) 位 號(hào) 設(shè)備名稱 主要規(guī)格 圖號(hào)或 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 單位 數(shù)量 材料 重量 (技術(shù)特性表編號(hào) 購(gòu)置費(fèi)估算 單 總 =325 H=3515 F=熱管：雙管程 25 2500， n=56 7 氧冷卻器 立式橢 圓形封頭 , 臺(tái) 1 20R， 2090 790 固定管板 =400 H=3035 F=熱管：雙管程 25 2000， n=56 8 燥加熱器 立式橢圓形封頭 , 臺(tái) 1 20R， 20 885 885 固定管板 =325 H=5215 F=熱管：雙管程 25 4500， n=56 9 燥冷卻器 立式橢圓形封頭 , 臺(tái) 1 20R,20235000 1000 固定管板 =400 H=3765 F=熱管：雙管程 25 3000， n=92 工股份有限公司 30 萬(wàn)噸 /年苯加氫二期工程 華化工設(shè)計(jì)有限公司 - 26 - 電話： 0351 6077429 準(zhǔn)化 本項(xiàng)目各裝置中所需用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備如機(jī)泵等均選用標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量產(chǎn)品。 非標(biāo)設(shè)備的制造應(yīng)符合設(shè)備制作的有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，這樣既有利于標(biāo)準(zhǔn)零部件的選用，又提高了材料 及配件的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 各裝置中使用的管材、閥門、管件、配件、儀表均按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定的范圍選用和設(shè)計(jì)。 工藝設(shè)計(jì)遵循原勞動(dòng)部 1996140 號(hào)文：壓力管道安全管理及監(jiān)察規(guī)定。 本項(xiàng)目在工藝、設(shè)備、儀表設(shè)計(jì)中采用的主要規(guī)定、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)如下： 碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼熱軋薄鋼及鋼帶 不銹鋼冷軋鋼板 不銹鋼熱軋鋼板 壓力容器用鋼板冷凝器 輸送流體用無縫鋼管 化肥配備用高壓無縫鋼管 高壓鍋爐用無縫鋼管 高壓管、管件及緊固件通用設(shè)計(jì) 30鋼制對(duì)焊管件 12459化工配管用無縫及焊接鋼管尺寸選用系列 鋼制管法蘭、墊片、緊固件 20635鋼制化工容器材料選用規(guī)定 工股份有限公司 30 萬(wàn)噸 /年苯加氫二期工程 華化工設(shè)計(jì)有限公司 - 27 - 電話： 0351 6077429 化工裝置管道材料設(shè)計(jì)規(guī)定 20646非標(biāo)壓力容器及常壓容器 鋼制壓力容器 鋼制管殼式換熱器 鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定 鋼制化工容器制造技術(shù)要求 鋼制塔式容器 鋼制焊接常壓容器 4735壓力容器無損探傷 化工工藝設(shè)計(jì) 勞動(dòng)部 1996140 號(hào)文：壓力管道安全管理及監(jiān)察規(guī)定 石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范 工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范 化工管道設(shè)計(jì)規(guī)范 工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范 化工設(shè)備、管道外防腐設(shè)計(jì)規(guī)定 20679化工裝置設(shè)備布置設(shè)計(jì)規(guī)定 化工裝置管道布置設(shè)計(jì)規(guī)定 20549化工裝置管道機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)定 20645自控設(shè)計(jì) 過程檢測(cè)和控制系統(tǒng)用文字和圖形符號(hào) 自動(dòng)化儀表選型規(guī)定 控制室設(shè)計(jì)規(guī)定 儀表報(bào)警、聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定 工股份有限公司 30 萬(wàn)噸 /年苯加氫二期工程 華化工設(shè)計(jì)有限