膜提氢装置技术方案(新)

客户名称安徽金禾实业股份有限公司项目名称氢气提纯系统项目阶段技术方案文件编号MTC13099-Z1时间2013-10第1页共15页（含首页）版次大连迈泰克科技开发有限公司安徽金禾实业股份有限公司膜提氢装置技术方案大连迈泰克科技开发有限公司二零一三年十月目录一、技术说明客户名称安徽金禾实业股份有限公司项目名称氢气提纯系统项目阶段技术方案文件编号MTC1309-Z1时间2013-09第2页共15页（含首页）版次大连迈泰克科技开发有限公司二、设计依据三、工艺流程说明四、物料衡算五、装置性能保证指标六、公用工程消耗七、设计标准八、供货范围九、膜提氢装置的验收十、质量保证十一、交货进度及运输十二、装置分项报价十三、业绩表及相关业绩说明客户名称安徽金禾实业股份有限公司项目名称氢气提纯系统项目阶段技术方案文件编号MTC1309-Z1时间2013-09第3页共15页（含首页）版次大连迈泰克科技开发有限公司气体分子在膜上的透过率HO2H2He2CO2NArC易透过难透过O2H4OC6HC2一、技术说明膜法气体分离技术是当今世界竞相发展的高新技术，其基本原理是两种或两种以上的气体混合物通过高分子膜时，由于各种气体在膜中的溶解度和扩散系数的不同，导致不同气体在膜中相对渗透速率有差异。在驱动力——膜两侧压力差作用下，渗透速率相对快的气体，如水蒸气、氢气、氦气、硫化氢、二氧化碳等优先透过膜而被富集；而渗透速率相对较慢的气体，如甲烷、氮气、一氧化碳等气体则在膜的滞流侧被富集，从而达到混合气体分离之目的。膜分离回收提纯氢气具有技术先进、工艺设计合理、占地少、开动灵活、膜寿命长、维护及行费用低等优点；膜提氢装置的性能稳定、连续开工期可靠。多年来的实践经验表明，采用膜分离回收提纯氢气技术的设备投资少、投资回收期短，经济效益极为显著。二、设计依据2.1项目背景安徽金禾实业股份有限公司合成氨生产能力400吨/天。拟建设处理气量为6000NM3/H（产品气）膜提氢装置，要求氢气纯度大于99%，用于配套建设15万吨双氧水装置。合成放空气流量约2000NM3/h，通过计算并考虑余量需补充的精炼气为7200NM3/h就可以满足需求。2.2设计数据基础放空气量:2000NM3/h组成:组成:H254%；N2+AR24%；CH419%；NH33%客户名称安徽金禾实业股份有限公司项目名称氢气提纯系统项目阶段技术方案文件编号MTC1309-Z1时间2013-09第4页共15页（含首页）版次大连迈泰克科技开发有限公司精炼气：7200NM3/h组成:H273%；N2+AR23.8%；CH41.2%；NH32%2.3技术要求产品氢气（二级渗透气）流量≥6000Nm3/h产品氢气（二级渗透气）氢浓度≥99%产品氢气（二级渗透气）压力≥0.8MPa（A）三、工艺流程说明.膜分离技术回收提浓氢气的工艺流程可分为预处理（水洗、加热和预放空）和膜分离两部分。稳定流量的合成放空气和精炼气混合后进入膜分离界区，此气体经调节阀进入洗氨塔，洗氨塔内设高效不锈钢丝网填料，采用高压水洗流程,由高压水泵（一开一备）送来的软水由塔顶喷淋净化气体，保证水洗后原料气中的氨含量小于20ppm。洗氨后的气体进入气液分离器，以除去气体中夹带的液体,从气液分离器出来的气体进入蒸汽加热器将原料气加热至45～50℃，使原料气远离露点，不至因可冷凝物富集液化形成液膜而影响分离性能，同时使膜分离器处于最优化的工作状态。用一蒸汽调节阀与温度变送器联合实现原料气温度的调节、指示、报警及联锁；而此处流量变送器的作用是对原料气的流量实现指示及报警；加热过的气体经一管道过滤器进入膜分离器组进行分离，膜分离器过程分为一级膜分离和二级膜分离，一级膜分离的目的是把原料气氢气浓度提高到90％以上，再通过二级膜分离把氢气提纯至99％以上。分离器中的膜组件是由高分子材料制成，它的耐压性能有一定的限制，过高的温度和压差会造成封头的破坏和丝膜失效。因此，检测与自控就显得非常重要。本装置的自控系统由甲方的DCS进行集中控制，对进膜气体压力，放空气排量及加热温度等均实行自控操作，同时对超温，超压差等实行自动报警与联锁停车，停车后膜分离装置可自动进入自我保护状态。客户名称安徽金禾实业股份有限公司项目名称氢气提纯系统项目阶段技术方案文件编号MTC1309-Z1时间2013-09第5页共15页（含首页）版次大连迈泰克科技开发有限公司四、物料衡算简单的流程示意图如下：处理后预处理单元膜分离单元(一级)(二级)膜分离单元精练气驰放气1234一级尾气去管网一级渗透气二级尾气5二级渗透气678物料平衡数据表名称驰放气精炼气混和气预处理后一级渗透气一级尾气二级渗透气二级尾气序号12345678温度（℃)3030302530303030压力（Mpa)A11111111210.80.81.9流量NM3/hr2000720092008996651024866008502组成mol%H2547368.8770.4393.799.2699.1030.24N2+AR2423.823.8424.385.3174.330.8059.29CH4191.25.075.180.9016.400.1010.47NH3322.22--------------------五、装置性能保证指标5.1操作弹性：在30%～110%负荷内正常生产。5.2操作时间：年工作时间8000小时。5.3产品气（二级渗透气）流量≥6000Nm3/h；产品气（二级渗透气）氢浓度≥99%产品气（二级渗透气）压力≥0.8MPa（A）注1)以上指标以原料气数据为依据。客户名称安徽金禾实业股份有限公司项目名称氢气提纯系统项目阶段技术方案文件编号MTC1309-Z1时间2013-09第6页共15页（含首页）版次大连迈泰克科技开发有限公司2)原料气的压力和组成的波动可直接造成设备性能指标波动六、公用工程消耗膜分离提氢装置公用工程包括：电、脱盐水、蒸汽、仪表空气、氮气等。电主要用于水泵、仪表用电；蒸汽用来加热原料气；仪表空气用于现场仪表的操作和控制；氮气用于在开前吹扫管路。预计公用工程消耗如下：项目压力（MPa.G）温度（℃）消耗蒸汽1.317050kg/hr仪表空气0.4~0.6常温6Nm3/hr氮气1.0常温≤20Nm3/次脱盐水0.2常温1.8t/h电220V/380V50Hz12kw七、设计标准本装置的设计遵循《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92，同时遵循以下标准规范以及相关的标准规范、法令、法规和规定。1）压力容器压力容器设计、制造、检验与验收采用《钢制压力容器》GB150-1998,同时遵循国家颁布的有关压力容器的法令、法规和规定.2）管道2.1）管道规格采用化工部HG20553（Ib系列）、GB5310或GB6479、GB8163。2.2）管道的安装和验收采用《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235及《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501。3）法兰：法兰标准采用HG20615标准、机械部JB、国标GB标准。4)电气/自控仪表4.1)供配电系统设计规范GB50052-95。4.2)低压配电设计规范GB50054-95。4.3)石油化工自动化仪表选型设计规范SH3005—1999。客户名称安徽金禾实业股份有限公司项目名称氢气提纯系统项目阶段技术方案文件编号MTC1309-Z1时间2013-09第7页共15页（含首页）版次大连迈泰克科技开发有限公司4.4)爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92。4.5)石油化工企业信号报警、联锁系统设计规范SH3018—1990。4.6)石油化工仪表配管配线设计规范SH3019—1997。4.7)石油化工企业电气图图形和文字符号SH3072—95。4.8)石油化工仪表工程施工技术规程SH3521—1999。4.9）石油化工行业相关标准。八、供货范围8.1卖方供货范围卖方负责膜提氢装置及配套的全部设备（所有设备包括地脚螺栓、配对法兰、紧固件等）及装置的制造和检验并提供装置操作维护检修手册、现场指导安装、试车调试和性能试验验收和售后服务。除土建基础外，膜提氢装置作为一个单元装置供货，管道甩头出界区外壹米并提供配对法兰并负责将装置运达施工现场。8.1.1现场设备一览表序号名称规格型号单位数量生产单位1膜分离器形式：中空纤维膜膜材料：聚酰亚胺一级膜分离器套11二级膜分离器套112洗氨塔规格：Φ450×9000mm台1大连祥丰操作压力：12MPa或具有资质的同类厂家操作温度:常温3气液分离器规格：Φ325×3000mm台1大连祥丰操作压力：12MPa或具有资质的同类厂家操作温度:常温4加热器套管式台1大连迈泰克材质：C.S操作压力：12MPa客户名称安徽金禾实业股份有限公司项目名称氢气提纯系统项目阶段技术方案文件编号MTC1309-Z1时间2013-09第8页共15页（含首页）版次大连迈泰克科技开发有限公司操作温度:180℃/45℃5水泵3DP台2无锡海燕高压泵阀厂6装置框架套1大连迈泰克科技开发有限公司含管道、管件等手动阀门8.1.2仪表一览表序号项目名称规格型号单位数量生产单位一自控仪表1压力变送器4～20mA输出台3EJA接液部分材质：不锈钢本安防爆：iaⅡCT42孔板流量计套6上海仪昌附差压变送器4～20mA输出个6EJA三阀组接液部分材质：不锈钢个6孔板本安防爆：iaⅡCT4个63液位计4～20mA输出套2EJA接液部分材质：不锈钢本安防爆：iaⅡCT44一体化温度变送器量程：0～100℃套2浙江伦特机电有限公司接液部分材质：不锈钢本安防爆：iaⅡCT44～20mA输出5氨压表个18大连德溢6双金属温度计量程：0～100℃个2大连德溢7动力柜台1防爆接线箱二调节阀气动薄膜调节阀套7无锡仪表阀门制造公司客户名称安徽金禾实业股份有限公司项目名称氢气提纯系统项目阶段技术方案文件编号MTC1309-Z1时间2013-09第9页共15页（含首页）版次大连迈泰克科技开发有限公司附电气阀门定位器空气过滤器8.1.3备品备件8.1.4整套装置毛重预估整套装置及外包装预计重约15吨。8.1.5膜提氢装置占地面积：约为9米×6米。8.1.6技术服务及培训在买方工厂进行的技术服务包括检查和指导安装膜提氢装置、操作人员培训、指导开车、性能测试，服务时间限定在连续的15天之内。8.1.7技术资料合同生效后一个月内，向买方提供所需以下整套图纸。1)管道及仪表流程图、管道一览表、设备一览表2)底板布置图及管线表、设备布置图3)仪表自控设备表4)报警及联锁设定值表5)仪表平面布置图6)现场接线箱位置与接线端子图装置交货时交付1)操作手册及维护指南2)压力容器检验证书3)质量证书4)设备竣工图等有关资料序号名称型号和规格数量1双金属温度计WSS1个2压力表YA-1502块3水泵备件包水泵厂家提供2套4仪表用球阀4个客户名称安徽金禾实业股份有限公司项目名称氢气提纯系统项目阶段技术方案文件编号MTC1309-Z1时间2013-09第10页共15页（含首页）版次大连迈泰克科技开发有限公司8.2买方供货范围1)所有土建工程设计及材料供应，包括安装现场的准备、基础及排水。2)为膜提氢装置配备照明设施3)负责提供从设备现场防爆接线箱到控制室之间的电缆及电缆桥架，并负责铺设工作。4)提供分析仪器包括色谱分析仪和氨管5)设备及管线的保温施工及材料6)膜提氢安装在买方现场的安装及管线的连接施工,包括起吊工具在内的安装所需工具由买方自备（不需特殊工具）九、膜提氢装置的验收本系统一经开车，双方将进行性能测试。气体组成的分析手段为气相色谱分析仪或由双方商定；当进入系统的原料气在性能测试原料气指标范围所规定的范围，系统在连续72小时内其平均运行性能符合系统保证指标值（第5.2条），则认为测试合格，在达到保证值后，双方代表签署验收合格证书，一式两份，双方各一份。十、质量保证1）本项目的保证期为：调试验收合格12个月或设备交货18个月，以先到为准。2）卖方对系统开工后的售后技术服务、使