甲醇裂解制纯氢及CO技术

甲醇裂解制纯氢及CO技术3甲醇转化制取400Nm/h纯氢及CO合成气装臵时间：项目名称：甲醇转化制取400Nm3/h纯氢及CO合成气装臵业主：建设地点：一产品规格及规模纯度(V/V)?99.9%氢压力MPa(G)1.0气温度??40.0产量Nm3/h210纯度(V/V) ?50%不含氧、HO2CO压力MPa(G)?0.02合成温度??40.0气产量Nm3/h190二装臵能力1公称能力Nm3/h4002年生产时数小时?82003装臵运行方式连续运行4操作弹性40--110%三装臵消耗1甲醇kg/h〜243.43符合GB338-92,工业一级氯离子?0.1mg/l，电导2脱盐水Kg/h〜2.46率？10^S/cm3循环水m3/h〜50.0循环量包括机泵、真空泵用电及4电KWh/h〜40.0车间照明5仪表空气Nm3/h〜30.0四三废排放量1废水t/h无本装臵基本无废水排放本装臵解析气即为产品2废气Nm3/h无CO合成气催化剂490.8年平均更新的催化剂、吸3废渣kg/年吸附剂744.2附剂（可回收）4废液t/年未反应甲醇及副产物回烧处理2五装臵占地面积m〜200根据现场情况具体确定六装臵定员人8按四班三运转考虑组分合计名称单位一氧化二氧化甲醇脱盐水氢气甲烷二甲醚碳碳mol%99.00%1.00%100.00%1原料Kg/h243.432.46245.88V%4.75%0.43%61.64%27.50%2.37%0.57%2.75%100.00%裂解2Nm3/h20.451.84265.31118.3710.202.4511.84430.45气Kg/h29.211.4823.69147.9620.041.7521.76245.88V%60.45%2.34%37.21%净化3分离Kg/h28.181.0917.3546.62V%99.99%0.01%100.00%产品4Nm3/h209.980.02210.00氢气Kg/h18.750.0118.76V%0.38%0.25%29.13%62.32%5.37%1.29%1.26%100.00%解析5Nm3/h0.720.4855.33118.3710.202.452.40189.95气Kg/h1.030.394.94147.9620.041.754.41180.52工艺指标,压力？1.0MPa（表压G）,温度?40?3,流量210Nm/h,纯度？99.9%（V/V） 1.1.2生产规模3,210Nm/h氢气，弹性范围40〜110%。,装臵年运行时间？8200小时1.2.1工艺指标,压力？0.02MPa（表压G）,温度?40?3,流量190Nm/h,纯度？50%（V/V）1.2.2生产规模3,190Nm/hCO,弹性范围40〜110%。,装臵年运行时间？8200小时1.3.1脱盐水,供水温度.常温,电导率？5口S/cm,溶解02?2mg/kg,氯化物？0.1mg/kg,硅酸盐（以Si02计）?0.2mg/kg,SO42-0.000,Fe?0.1mg/kg,PH值6.0〜8.0循环冷却水,供水温度?33?,回水温度?43?,供水压力?0.45MPa,回水压力?0.25MPa电,交流电相数/电压等级/频率3PH/（10KV/380V/220V）/50Hz,交流电相数/电压等级/频率1PH/220V/50Hz,直流电相数/电压等级1PH/（220V/24V）1.3.4仪表空气,压力0.50〜0.65MPa,温度常温,常压下露点?-40?,纯度无油无尘、无其它有害气体1.3.5低压氮气,压力0.30MPa,温度常温,常压下露点?-40?,纯度99.0%vol,无油1.3.6工厂风,压力0.65MPa,温度常温消防水,压力1.0MPa生活水,压力0.4MPa以下原料的要求是针对我国原料来源制定的标准，如果原料指标更高，产品质量会更加稳定，催化剂的使用寿命会更长。1甲醇符合GB338-92—级品Kg/h243.43符合锅炉用水要求2去离子水电导率：？10Us/cmkg/h2.46氯离子：?1mg/l循环冷却水？0.4mPa,？33？t/h50.00循环量仪表空气0.4〜0.6mPa,-40?ATMNm3/h30.00电配电柜，照明及仪表Kwh/h40.0036氢气？99.9%Nm/次400仅开车还原催化剂用37氮气？99%Nm/次600仅还原催化剂及臵换用8柴油kg/h50精制甲醇在一定的温度、压力条件下通过催化剂作用，发生催化裂解反应，最终生成氢气、一氧化碳、二氧化碳等气体的混合气。主反应：CH30H二C0+2H2-90.7kJ/mol副反应：C0+H20=C02+H2+41.2kJ/molCH3OH+H2O=CO2+3H2-49.5kJ/mol2CH3OH=CH3OCH3+H2O+24.90kJ/molCO+3H2=CH4+H2O+206.3kJ/mol反应后的混合气体经换热、冷凝、分离后，即得到氢含量64〜67%、CO含量27〜30%,CO含量2〜3%、CH含量0.3〜1%、饱和H0含量1.5〜2.5%的转化气送变压吸242附装臵分离提纯。吸附现象早已被人类所知，但是吸附作为一种分离技术，在工业上被大规模采用，还是近几十年的事情。吸附技术早期的应用是用于工业气体的干燥和净化。六十年代初，这项技术成功用于氢气的分离提纯，奠定了吸附分离技术大规模工业化的基础。目前变压吸附技术已在世界范围内成为氢气的主要分离方法，并成功用于二氧化碳、氧化碳、氮气、氧气、甲烷等气体的分离提纯和其它工业气体的净化。吸附分离技术作为化工单元过程，正在迅速发展成为一门独立的学科，在石油化工、化学工业、冶金工业、电子、国防、医药、轻工、农业以及环境保护等行业，得到了越来越广泛的应用。变压吸附技术已成为气体化合物分离和提纯的重要手段。研究发现，一些具有发达微孔结构的固体材料对流体分子具有吸附作用，这类吸附材料被称为吸附剂。当流体分子与固体吸附剂接触后，吸附作用随即会发生。吸附的结果导致被吸附的分子在流体中和在吸附剂表面呈现不同的浓度分布，被吸附的分子在吸附剂表面得到富集。不同的分子在吸附剂上呈现不同的吸附特性。外界条件如流体温度、流体浓度（压力）会直接影响分子的吸附特性。利用不同分子在吸附剂上吸附特性的差异，通过改变温度或压力的方式可以实现混合物的分离和提纯。CO2平衡CH4吸CO附N2量0.00.10.20.30.40.5吸附压力(MPa)图6-1.25?下CO,CH,CO,N,H在CNA-2262422吸附剂上的吸附等温线在一定的温度和压力下，可以测定出不同气体组份在吸附剂上的平衡吸附量，将不同压力下得到的平衡吸附量用曲线连接，就得到吸附等温线。由于气体组份在吸附剂上的吸附特性存在差异，我们可以利用这种差异来达到分离气体混合物的目的。不同的气体组份，在吸附剂上表现出不同的吸附特性，通常用吸附等温线来描述气体组份在吸附剂上的吸附特性，见图6－1。根据Langmuir吸附理论，单分子层吸附的吸附等温线遵循Langmuir吸附等温方程：iiK1,PK1,X,P6－1ia,,i1，K2,P1，K2,Xi,Pai??吸附质的平衡吸附量P??系统的压力P??吸附质的分压iX??吸附质的摩尔浓度分数iK，K??吸附常数12从Langmuir吸附等温方程(3-1)可知，在一定的吸附温度下，吸附质在吸附剂上的吸附量随吸附质的分压上升而增加；在相同分压下，吸附质在吸附剂上的吸附量随吸附温度上升而减少；加压降温有利于吸附质的吸附，降压加温有利于吸附质的解吸。变压吸附过程在一定压力下进行吸附，在低压下进行解吸。由于吸附循环周期短，吸附热来不及散失，可供解吸之用，所以吸附热和解吸热引起的吸附床温度变化一般不大，吸附过程可近似看做等温过程。图6－2.吸附量与压力和温度关系示意图从Langmuir吸附等温方程(6-1)可知，在一定温度下，被吸附组份的解吸需要通过降低其分压来完成，常用的解吸方法有下列几种，其目的都是为了降低吸附剂上被吸附组份的分压。如图6-3吸附和解吸示意图。,放压:吸附床在一定压力下完成吸附过程后，通过放压方式(通常降至接近大气压)，使被吸附组份解吸出来。采用自然放压方式，放压程度有限，被吸附组份不能充分解吸，吸附剂再生不完全。,抽真空:吸附床降到大气压后，为了进一步减小被吸附组份的分压，可用抽空的方法来步降低吸附床压力至真空状态，使被吸附组份充分解吸。,冲洗:利用纯净的产品气或者其它适当的气体冲洗吸附床，以减小被吸附组份的分压而使之充分解吸，从而达到吸附剂再生的目的。,加温：对于一些吸附性很强的组份，在低分压下有强烈的吸附作用，通过降低分压难以解吸，这时需要采用加热方式进行解吸，这就是所谓变温吸附分离过程。通常在变压吸附过程中根据被分离的气体混合物各组份性质、产品要求、吸附剂的特性以及操作条件来选择几种上述的再生方法配合实施的。图6－3.吸附和解吸示意图气体组份的流出顺序是：H，N，CO，CH，CO224气体流出物2H富集区2N富集区2CO富集区固定吸附床，装填有一种或多种吸附剂CH富集区4CO富集区2气体混合物（H，N，CO，CH，CO）2242图6-4.气体混合物吸附分离示意图如图6-4所示，气体混合物的吸附分离是在固定吸附床中实现的。把一种或多种吸附剂充填在吸附床中，当混合气体在一定压力下进入吸附床后，由于气体组份存在吸附特性差异，不同的组份在吸附床的不同位臵形成吸附富集区，最强吸附组份（CO）2富集于吸附床的人口端，最弱吸附组份（H）富集于吸附床出口端，其余组份的富集2区以吸附性强弱差异分布于吸附床中部。气体流出物：H2吸附时间：H富集区2在吸附初期，吸附性强的组份富集在层次的入口端，靠近吸附床出口端的区N富集区2域是H富集区，此时，吸附床的流出物2CO富集区是纯度较高的H2CH富集区4CO富集区2气体混合物（H，N，CO，CH，CO）2242图6-5.吸附时间为时，吸附床各组份富集区分布示意图气体流出物：H，N22吸附时间：t2随着吸附过程的进行，强吸附组份N富集区2的富集区逐渐扩大，强吸附组份会对弱吸附组份发生“顶替作用”，其富集区CO富集区将向吸附床的出口端移动，当N富集区2达到吸附床出口端时，吸附床的流出物CH富集区4是H和N的混合物22CO富集区2气体混合物（H，N，CO，CH，CO）2242图6-6.吸附时间为时，吸附床各组份富集区分布示意图气体流出物：H,N,CO,CH,CO2242吸附时间：t3随着吸附过程的继续进行,强吸附组份的富集区继续扩大,最终最强吸附组份COCO富集区的富集区将占据整个吸附床，22吸附床的流出物是H,N，CO，CH，CO2242的混合物气体混合物(H,N,CO,CH,CO)2242图3-7.吸附时间为时,吸附床各组份富集区分布示意图随着混合气体不断进入吸附床,各组份的富集区不断发生变化,强吸附组份的富集区逐渐扩大,同时发生“顶替效应”,弱吸附组份的富集区被强吸附组份占据而逐渐缩小。H的吸附性最弱，在吸附床的出口端首先流出。其余组份由弱到强依次流2出，我们可以控制流出时间得到不同浓度的流出物。在N流出之前得到的流出物是纯2度较高的H,这样便可以实现H的分离提纯。CO吸附性最强，最后流出。当CO流出2222后，CO的富集区几乎充满整个吸附床，通过放压和抽真空的方式，使吸附床中富集2的CO解吸并回收，便可以实现CO与其它气体组份的分离。22图6—8.强吸附组份(N,CO,CH,CO)流出曲线242吸附性最弱和最强的组份较容易分离，可以一步完成。当吸附时间为时，可以从吸附流出物中得到纯度较高的H,如图6—5,图6—6。2当吸附时间为时，可以从解吸物得到富集的CO，如图6—7,图6—8。2要分离不同的气体混合物，提纯不同的气体组份，需要根据混合物的组成，选择不同的吸附剂。为了有效地实现气体吸附分离净化，除了吸附剂要有良好的吸附性能外，吸附剂的再生过程非常重要。吸附剂对气体组份的吸附量是有限的，当吸附达到饱和后，其吸附性能将下降甚至失去，所谓吸附剂的再生，是使吸附剂重新恢复吸附性能的过程。吸附剂的再生程度影响产品的纯度，也影响吸附剂的吸附能力。因此选择合适的再生方法，对吸附分离技术的工业化起着重要的作用。吸附剂的再生通常采用分压、冲洗、抽真空方式，有时需要几种方式配合使用，以得到良好的再生效果。在本装臵中把多种吸附剂充填在吸附床中，当转化气（气体混合物）在一定压力下进入吸附塔（吸附床）后，由于转化气中H2、CO、CH4、CO等有不同吸附特性差异，2H、CO、CH、CO气体被吸附剂吸附，并在吸附塔内的不同位臵形成吸附富集区，最242强吸附组份（CO）富集于吸附床的人口端，最弱吸附组份（H）富集于吸附床出口端，22其余组份的富集区以吸附性强弱差异分布于吸附床中部。转化气中的H2从吸附床顶部排出，得到合格的产品氢气。变压吸附（PSA）净化工艺自从于六十年代初由美国联合碳化物公司（UCC）实现4床工业化后，许多公司相继开发了多床（5床、6床、8床、7床、10床、12床）PSA工业装臵，并在程序控制方面不断改进和完善，使PSA工艺的氢回收率有了很大提高，同时操作的可靠性、灵活性也得到了较大提高。甲醇裂解制氢工艺流程原理框图如下:甲醇换热汽化过热转化反应冷却导热油加热系统产品氢气送压缩工段未反应甲醇去导热油炉分离净化变压吸附提氢流程原理图合成气送压缩工段4.1.1导热油系统甲醇裂解制氢工艺采用导热油作为热源供反应使用，导热油的加热可以采用煤加热、油加热、气加热、电加热等多种方式。在本装臵中，工程建设方对导热油的加热方式指定了两种方式：即电加热和天然气加热。同时，在本装臵每小时大约有28.18Kg未反应完全的甲醇，这部分甲醇经处理后送特殊改制的烧咀入油炉混烧加热导热油，这样既可减少天然气的消耗同时又解决了含有有机物的未反应完全的甲醇须外排的环保问题。在本装臵中，建议业主考虑油加热导热油炉。油加热导热油炉同样可以回烧未反应甲醇，还有运行成本低的特点。且柴油来源方便，可以随用随购，还可省去天然气管道费用和天然气保底消费费用。加热方式消耗/小时单价（元）小时成本（元）备注电加热600KW0.85/KW510未反应甲醇无法回烧天然气加热80Nm34.70/Nm3376未反应甲醇可以回烧柴油加热50Kg4.67/Kg233.5未反应甲醇可以回烧，技术成熟甲醇加热100Kg2.50/Kg250未反应甲醇可以回烧，技术开发阶段综上，本工艺方案采用油加热导热油炉。脱盐水本装臵脱盐水用量很少，配臵小型脱盐水发生器一套。4.1.3电、仪表空气及循环水本装臵用电、仪表空气及循环冷却水由用户统一送至装臵界区。4.2.1原料汽化过程原料液汽化是指在加压条件下，将甲醇和微量脱盐水按规定比例混合，用泵加压送入系统进行预热、汽化过热至转化温度的过程。完成此过程的设备包括：甲醇中间罐、原料液计量泵、换热器、汽化过热器、导热油炉等设备及其配套仪表和阀门。该过程目的是为甲醇催化裂解反应提供规定的原料量、转换温度等条件。催化转化反应在规定温度和压力下，在特殊改制的催化剂的作用下，原料蒸汽在转化器中进行气相催化反应，完成催化裂解反应。完成此反应过程仅需转化器及其配套仪表和阀门。该反应的目的是完成化学反应，得到主要含氢气和一氧化碳的转化气体。转化气冷却冷凝将转化器下部出来的高温转化气经两次换热冷却、冷凝降到常温。完成该过程的设备有：换热器、冷凝器设备及其配套仪表和阀门。该工序目的是降低转化气温度,冷凝转化气中的甲醇、脱盐水等组分。转化气气液分离含有氢气、一氧化碳、二氧化碳和少量甲醇、水的低温转化气，进入气液分离缓冲罐气体从分离罐上部去PSA气体净化工序，少量的甲醇、水从底部排放。完成该过程的设备有：气液分离缓冲罐及其配套仪表和阀门。该工序目的是进一步将转化气中的未完全反应的甲醇和极少量的水分离掉，罐顶制得转化气送入PSA工序。甲醇转化主流程简述来自甲醇储罐的甲醇在甲醇中间罐与脱盐水按比例混合后经原料液计量泵加压进入换热器中，与来自转化器的高温转化气进行第一次热交换。完成第一次热交换后的原料液温度约为180?，随即进入汽化过热器，在汽化过热器中与导热油进行第二次热交换完成汽化和过热。原料蒸汽温度达到290〜300?催化转化温度后进入转化器内。在此完成催化裂解反应，生成的高温转化气在换热器中被原料液冷却，再经冷凝器与循环冷却水进行第三次热交换，冷却冷凝降温至40?以下后进入气液分离罐分离掉未反应的甲醇、水后，转化气从顶部去PSA提纯工序。被分离出来的甲醇、水经特殊处理后送入特制的烧咀入导热油炉燃烧加热导热油。汽化、过热及转化反应所需热量由外部导热油加热供给。4.3.1流程简述来自甲醇裂解工序的约400Nm3/h的转化气进入由4个吸附塔组成的提纯装臵，经变压吸附提纯处理后得到210Nm3/h纯度?99.9%产品氢气，抽真空解析气即为190Nm3/hCO纯度?62%产品一氧化碳合成气。本提纯装臵由4个吸附塔组成。采用一个吸附塔吸附，二次均压和连续抽真空的解析方式。每个吸附在一次循环过程中要经历吸附、二次压力降、逆放、抽空、二次均压力升、最终升压共8个步骤构成。下面将吸附剂的再生过程简述如下：这是在吸附过程结束后，顺着吸附方向将吸附塔内的较高压力的气体放入其它已完成再生的较低压力吸附塔的过程，这一过程不仅是降压、解析过程，更是回收床层死空间气体的过程，本流程共包括了二次连续的均压降压过程，以保证有效气体的充分回收。在均压降压过程结束、吸附前沿已达到床层出口，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。逆放结束后，为使吸附剂得到彻底的再生，用真空泵将吸附塔抽空，使被吸附杂质气体即产品一氧化碳合成气解吸出来。在抽空再生过程完成后，用来自其它吸附塔的较高压力气体依次对该吸附塔进行升压，这一过程与均压降压过程相对应，不仅是吸附塔升压过程，而且也是回收其它吸附塔的床层死空间气体的过程，本流程共包括了连续二次均压升压过程。二次均压升过程完成后，吸附塔内的压力还未达到吸附压力，为了吸附塔平稳地切换至下一次吸附并保证产品气纯度和压力在这一过程中不发生波动，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。序号步序操作压力温度吸附（A）1.00MPa常温一均降压（E1D）1.00MPa?0.56MPa常温二均降压（E2D）0.56MPa?0.19MPa常温逆放（D）0.19MPa?0.02MPa常温抽真空（V）0.02MPa?-0.08MPa常温二均升压（E2R）-0.08MPa?0.19MPa常温一均升压（E1R）0.19MPa?0.56MPa常温产品气升压（FR）0.56MPa?1.00MPa常温PSA工艺操作灵活，可以组合多种运行方式，在计算机程序控制下，PSA装臵可4塔运行，需要时（如出现阀门及控制设备故障时）也可自动切换至3塔，从而实现装臵的在线检修功能。在真空泵出现故障时，装臵可由VPSA转入PSA冲洗流程继续生产。这样大大地提高了装臵运行的可靠性。本装臵按照年运行时间8200小时工况考虑3氢气产量Nm/h2103一氧化碳合成气产量Nm总况/h1903总气量Nm/h400甲醇元608小时电元34生产柴油234柴油导热油158成本炉回烧未反应甲醇-76分项仪表空气元6.00循环冷却水元10.00小时车间成本元816甲醇：元/T2500计算3天燃气：元/Nm4.70价格0#柴油元/T4670依据电价：元/度0.853仪表空气元/Nm0.20循环冷却水元/T0.20甲醇：Kg/h243.43未反应甲醇Kg/h28.18消耗柴油Kg/h50指标电：度/h40仪表空气Nm3/h30循环冷却水T/h50说明:导热油炉小时运行成本中回烧甲醇价值计算方法如下：1.小时回烧甲醇总质量：28.18Kg2.甲醇热值折算为柴油小时重量：16.34Kg/h28.18KgX0.58（回烧甲醇热值约为柴油热值的68%）?16.34Kg/h,?，・本工艺总结了我公司多年在专业制氢领域的工作经验，对系统进行了优化和改进，使用户的操作更为方便，监控更为得力。具有以下显著特点：,：特殊助剂的添加使得催化剂具有优异的耐毒性能,能够有效地抑制一氧化碳变换反应和其他副反应的发生，催化剂使用寿命长、活性高。,采用清洁生产工艺，对未反应完的甲醇经过特殊处理后送导热油炉燃烧，即节约了油炉成本，又有效地解决了外排未反应完甲醇的环保问题。同时，气体净化工序的解析气即为产品一氧化碳合成气，所以整个系统几乎无三废排放。,该装臵特别适合业主中试试验装臵非连续稳定运行、有间或开停车要求的特点。PSA提纯H装臵在原始开车1小时内可得合格产品气；临时2停车后重新启动20分钟内可恢复供合格产品气。这是其它提纯H方法无法达到2的。,曾对甲醇裂解制氢可能有的杂质是CO、CO、HO又由于CO会22使绝大部分加氢催化剂中毒，我们选用了即易吸附又易解吸；机械强度高；分离效果好的多种专用吸附剂。,装臵设有超温超压报警、超压连锁保护系统。在系统超压前得到及时处理，解决了氢气安全阀起跳后不易回座的难题，在仪表系统出现故障时系统的两套安全阀起跳保护，使装臵的安全运行有了可靠保证。，采用PLC控制系统，PSA连续稳定运行。压力、吸附时间、调节阀开度，产量等自动调节。各控制点的温度、压力及其变化趋势连续自动记录。由压力的变化趋势图可直观判定PSA运行是否平稳，可提前判断可能出现故障，当PSA系统故障已出现时，调出各吸附塔的压力曲线变化图，可快速找到故障点。，极大节约土建投资，极大提高装臵焊接和安装质量（公司专业化的氩弧焊队伍），缩短建设工期。,可制取纯度为98〜99.9999%的高纯度氢气；，转化器是甲醇裂解制氢装臵的核心设备，我公司设计的转化器为列管式，选用合理的高径比，催化剂在管中，导热油在管程中。这样对催化剂床层的加热较为均匀，对催化剂起保护作用，同时有利于甲醇的转化率，以提高催化剂的转化效率；在材质上选用15CrMoR低合金钢材料为列管材料，该合金钢具有耐高温的、耐氢脆的特点。,汽化过热器是将液态的原料液汽化并过热到反应温度。原来该台设备汽化与过热是分开的，经我公司的多套装臵的实际使用性能和用户反馈意见发现：不但投资高且由于结构上的缺陷导致故障率特别高，为此，我公司组织了批专家进行开发和研究，现在使用我公司最新一代的（第三代）二合一高效专用汽化过热器，其设备内胆采用U型管结构，增大气体流动的雷诺准数，大大提高了汽化过热器的换热效率，降低了投资，减少燃料消耗。同时减少了氢气，二氧化碳、甲酸等腐蚀问题的产生。也减少了废液的排放量。,换热器对裂解气和原料液进行换热，不锈钢板片两侧温度差大，原料液一侧存在气态到液态的相变，裂解气一侧存在气态到液态的相变；冷凝器对循环冷却水和换热后的裂解气进行换热，换热器、冷凝器的精度、生产质量、选材等问题，直接关系到产品纯度、氢气收率、装臵的稳定运行。因此我公司经多年对装臵运行状况和供货商的考核，最终选定了不锈钢螺旋板式换热器和全进口板式冷凝器。如此可满足装臵长期稳定可靠运行的需求。,主要设备为低压容器，无需特殊材料，设备简单，制造费用低，维护费用低。三、本装臵的控制系统采用PLC。本装臵的控制系统设计和软件设计将在满足工艺要求的前提下，遵循可靠、稳定、准确、先进的原则。满足装臵的长期、稳定、安全运行的要求。本装臵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，使装臵正常工作。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。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，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曲线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。依据原料气量的变化和产品纯度的变化自动地计算出最佳吸附循环时间，优化装臵的运行状况，使装臵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。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。真空泵等各种动力设备的流程显示、关键参数的监控、动力设备故障的报警和动作联锁。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。主要功能：总貌图动态工艺流程详图（多幅）报警画面调节回路棒图参数设定参数优化阀门状态显示与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故障记录打印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：如CPU故障、通讯故障也可进行自诊断，并提出故障警告和安全处理。本项目的自控系统选用PLC,可以非常方便地满足所有对性能、可靠性、简单性、安全运行等方面的需求。3.1.1控制系统的组成控制系统由以下各部分组成：?系统通讯网络?工程师站（ES兼OS,可与操作员站同时实时监控）?操作员站（OS，可与工程师站同时实时监控）?控制站和I/O机柜3.1.3工程师站及操作站系统配臵一台操作员站，安装OS控制软件，完成工厂监控任务。设臵一台工程师站，安装ES工程师组态工具软件。工程师站用于系统工程组态目的，如控制回路组态，画面生成，报表生成等。工程师站完全兼备操作站的所有功能，二个站相互独立，互为备用。本装臵仪表选型遵循可靠、准确、先进、经济的原则。1） 现场检测仪表均选用能够与PLC进行数字通讯的智能型变送器（如压力/差压变送器、流量计）。2） 执行机构主要采用气动程控阀和气动调节阀加电/气阀门定位器（或电/气转换器）的配臵方式。3） 流量测量仪表主要采用金属转子流量计。4） 本装臵产品控制设H在线分析仪。25） 本装臵的温度检测采用铂热电阻温度变送器检测。6） 程控阀及电磁阀为了满足工艺装臵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：1） 、所有臵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。2） 、控制室及现场仪表供电除设臵一般电源（GPS）外，还设臵仪表专用的不间断供电系统（UPS），不间断供电时间一般为30分钟，以便电网掉电时能够使装臵处于安全状态。3） 、根据装臵的特点，设臵一套智能可燃气体检测报警仪表，根据安全需要设臵多个氢气及甲醇探测头。装臵在运行过程中，PSA吸附塔除在吸附状态外，都处在某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臵运行质量包括吸附剂寿命长短的一个关键，本装臵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臵的充压过程，可最大限度地接近于理想过程。5.2.1故障塔切除在变压吸附装臵运行过程中，如因阀门、控制线路、电磁阀、杂质超标等问题，使某塔不能正常工作时，就需要切掉一个塔，让其余的塔正常运行，保证生产不间断，这是提高变压吸附装臵可靠性的一个关键，也是变压吸附控制技术的一个核心。本系统PSA工序可作从4塔到3塔的任意自动切换运行。切塔过程如下：故障塔判断（根据压力、阀检、杂质超标）；程序产生切塔报警并自动（或经操作工确认后手动）切除故障塔切除故障塔，关断该塔所有程控阀；程序将自动从压力扰动最小的点开始运行切塔后的新程序；5.2.2切除塔恢复当被切除塔修复之后，需要将其投入正常运行，但投入的时机不对，将引起较大的波动，甚至出现故障，软件能够自动找到最佳状态恢复，使系统无扰动恢复。恢复过程如下：在吸附塔故障处理完成后，操作人员发出塔恢复指令；程序根据该塔的压力状态，自动确定在恢复后应进入的最佳步序；程序自动等到最佳的时间点将该塔无扰动地恢复进最佳步序，投入运行；,卖方负责从原料甲醇的装卸到经气液分离后，气相部分转化气去PSA气体净化工序，液相部分入冷凝液收集罐后去导热油系统之间部分；，卖方负责从甲醇裂解工序来的转化气入PSA气体净化工序的原料气缓冲罐到产品气氢气经氢气缓冲罐送出界区,产品气CO合成气经解析气缓冲罐送出界区之间部分；,卖方负责甲醇裂解工序和PSA气体净化工序所有仪表及控制系统。中心控制室到距装臵界区以外一米的部分由买方负责；,卖方负责甲醇裂解工序和PSA气体净化工序所有电气系统。中心配电室到距装臵界区以外一米的部分由买方负责；,卖方负责包括导热油燃料装储部分及回烧来自冷凝液收集罐的液相物质部分的全部导热油炉系统；,卖方负责脱盐水系统、分析系统；,卖方负责仪表空气系统。仪表空气由买方送至距装臵界区以外一米处；,装臵全部的土建由买方完成；卖方提供责任范围内的所有硬件设备。非标设备订货前提供所有非标设备所用材料的生产厂家名单，供买方确认。提供所有非标设备所用材料的生产厂家原厂出具的材质检验报告和机械性能检验报告。转化器15CrMo1台2汽化过热器0Cr18Ni10Ti1台3甲醇中间罐Q235-B1台某科技监制4汽液分离缓冲罐3041台5冷凝液收集罐3041台6原料甲醇储罐Q235-B1台7导热油燃料储罐Q235-B1台说明：采用《钢制化工容器材料选用规定》图6的标准，确保了选型的正确性。,原料计量泵2台P=1.6Mpa大连劳雷、大连里瓦一开一备2甲醇卸料泵1台304不锈钢，舒瑞普、阿法拉法3冷凝器1台可拆式F=供货商计算无锡换热器厂304不锈钢，4螺旋板换热器1无锡换热器厂、阿法拉法F=供货商计算MLM415WC,5罗茨鼓风机1台天津或上海鼓风机厂催化剂还原Pi=40KPa特殊改制烧咀、6导热油炉系统1套燃油型50万大卡常能不含导热油7脱盐水发生器1套国产8冷干机1台国产，1催化剂〜1272kg铜系某专供特殊改制加助剂2磁性填料〜335kg磁性填料江西、江苏纯化器（吸附塔）4台16MnR2原料气缓冲罐1台16MnR3放空阻火器1台DN200/填料Q235-B某科技监制4氢气缓冲罐1台16MnR5解析气（CO合成气）缓冲罐1台Q235-B6真空罐1台Q235-B,Po:常压,Pi：-0.08MPa1真空泵2台淄博博山真空设备公司一开一备功率17千瓦1吸附剂-12995球状某专供2吸附剂-22990条状某专供3吸附剂-31459球状某专供4规整填料一批不锈钢、上海、天津,专用程控阀1PN4.04某制造专用程控阀某制造2PN4.04专用程控阀某制造3PN4.04专用程控阀某制造4PN4.04专用程控阀某制造5PN4.02序名称型号及规格材质数量（估算）备注号1无缝钢管025—089,0219碳钢200米2无缝钢管025—057不锈钢53米3法兰PN1.6DN15-PN4.0DN80碳钢90只4法兰PN2.5DN15-PN2.5DN50不锈钢20只垫片PN1.6DN20—PN2.5DN801806球阀PN2.5DN15—PN2.5DN40不锈钢16只7截止阀PN1.6DN15—PN4.0DN80碳钢20只8截止阀PN2.5DN20不锈钢2个9安全阀A42Y-25C2个10双头螺栓M12X70-M24X13035CrMoA750颗11Y型过滤器DN40不锈钢2个1290弯头DN20—DN80碳钢100个1390弯头DN20—DN50不锈钢36个14等径三通DN40—DN80碳钢45个15等径三通DN50不锈钢1个16异径三通碳钢12个17异径三通不锈钢2个18异径管不锈钢9个19异径管碳钢7个20阻火呼吸阀DN40碳钢2个21法兰盖PN2.5DN50不锈钢1个22法兰盖PN2.5DN80等碳钢8个23地脚螺栓M24X80016颗24钢框架结构型钢1套序名称型号及规格数量制造商备注号现场次仪表1电磁阀二位五通14AIRTAC防爆箱现场接线及集装电磁阀1沈阳沈兴气动调节阀501T2KOSO流量计H2502克罗尼液位计UFS,AT,AG5联超仪表压力变送器PMC133IZ7E+H隔爆热电阻WZP-2416国产现场温度显示WSS-41110国产现场压力显示Y-100,YTN-10018国产仪表安装材料电缆、桥架、管道及接件等1批国产控制主机，氢气及甲醇探头11可燃气体报警系统1套安可信各2PLC控制系统Dimension2400n,19纯平彩1操作员站1台DELL显Dimension2400n,19纯平彩2工程师站1台DELL显3西门子通讯网卡CP2套西门子4打印机HPA4幅面1台HP上位机操作台落地式操作台2个定制PLC机柜2100x800x6001顺通电气安全栅MSC30010万讯S7-300CPU、电源、机架、PLC控制系统数字/模拟量输入、输出模1套西门子块、连接器、机架等驱动电源S250-241铭伟驱动继电器MY2NJ14欧姆龙11全在线UPS2KVA1套山特监控软件WINCCRC完全版1套西门子监控软件WINCCRT运行版1套西门子控制软件STEP7V5.21套西门子本装臵配电室由总体设计院统一考虑，在界区内不单设配电室，电气设计遵循以下原则：a、 配电室的门采用外开式。b、 采用柜式配电柜，配电柜底座周围封闭，能防止鼠、蛇类等小动物进入箱内。c、 生产动力用电设备均为低压220/380V电压等级。低压用电设备控制保护均采用自动空气断路器、熔断器及交流接触器、热继电器的组合作为短路、过负荷、断相保护，接触器电磁线圈作失压保护。d、 防爆区内的电气（如电机，开关、插座等）均采用防爆型的。e、 电缆的敷设：室外电缆采用铠装式直埋地暗敷设，主厂房内采用桥架及穿管保护埋地（或楼板）敷设。防爆区内的电缆敷设、电缆与仪表的连接，采用防爆挠性连接管密封接头连接，另一端与穿线管连接，穿线管再与电缆桥架连接，符合防爆区电缆敷设要求。f、 照明：防爆区选用防爆灯具。g、