变压吸附制氢工艺.doc

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1、22 工艺技术说明1、吸附制氢装置工艺技术说明 1 工艺原理吸附是指：当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低物质的分子在密度较高的物质外表被富集的现象和过程。具有吸附作用的物质一般为密度相对较大的多孔固体被称为吸附剂，被吸附的物质一般为密度相对较小的气体或液体称为吸附质。吸附按其性质的不同可分为四大类，即：化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附。变压吸附PSA气体分别装置中的吸附主要为物理吸附。物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力包括范德华力和电磁力进展的吸附。其特点是：吸附过程中没有化学反响，吸附过程进展的极快，参与吸附的各相物质间的动态平衡在瞬间即可完成，并且这种吸附是完全可逆

2、的。变压吸附气体分别工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具有的两个根本性质：一是对不同组分的吸附力气不同，二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加，随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的第一共性质，可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯；利用吸附剂的其次共性质，可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生，从而构成吸附剂的吸附与再生循环，到达连续分别气体的目的。 吸附剂：工业PSA-H2装置所选用的吸附剂都是具有较大比外表积的固体颗粒，主要有：活性氧化铝类、活性炭类、硅胶类和分子筛类吸附剂；另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的特别吸附材

3、料，如CO专用吸附剂和碳分子筛等。吸附剂最重要的物理特征包括孔容积、孔径分布、外表积和外表性质等。不同的吸附剂由于有不同的孔隙大小分布、不同的比外表积和不同的外表性质，因而对混合气体中的各组分具有不同的吸附力气和吸附容量。吸附剂对各种气体的吸附性能主要是通过试验测定的吸附等温线和动态下的穿透曲线来评价的。优良的吸附性能和较大的吸附容量是实现吸附分别的根本条件。同时，要在工业上实现有效的分别，还必需考虑吸附剂对各组分的分别系数应尽可能大。所谓分别系数是指：在到达吸附平衡时，弱吸附组分在吸附床死空间中剩余量/弱吸附组分在吸附床中的总量与强吸附组分在吸附床死空间中剩余量/强吸附组分在吸附床中的总量之

4、比。分别系数越大，分别越简洁。一般而言，变压吸附气体分别装置中的吸附剂分别系数不宜小于3。另外，在工业变压吸附过程中还应考虑吸附与解吸间的冲突。一般而言，吸附越简洁则解吸越困难。如对于C5、C6等强吸附质，就应选择吸附力气相对较弱的吸附剂如硅胶等，以使吸附容量适当而解吸较简洁；而对于N2、O2、CO等弱吸附质，就应选择吸附力气相对较强的吸附剂如分子筛等，以使吸附容量更大、分别系数更高。 此外，在吸附过程中，由于吸附床内压力是周期性变化的，吸附剂要经受气流的频繁冲刷，因而吸附剂还应有足够的强度和抗磨性。在变压吸附气体分别装置常用的几种吸附剂中，活性氧化铝类属于对水有强亲和力的固体，一般承受三水合

5、铝或三水铝矿的热脱水或热活化法制备，主要用于气体的枯燥。硅胶类吸附剂属于一种合成的无定形二氧化硅，它是胶态二氧化硅球形粒子的刚性连续网络，一般是由硅酸钠溶液和无机酸混合来制备的，硅胶不仅对水有极强的亲和力，而且对烃类和CO2等组分也有较强的吸附力气。活性炭类吸附剂的特点是：其外表所具有的氧化物基团和无机物杂质使外表性质表现为弱极性或无极性，加上活性炭所具有的特别大的内外表积，使得活性炭成为一种能大量吸附多种弱极性和非极性有机分子的广谱耐水型吸附剂。沸石分子筛类吸附剂是一种含碱土元素的结晶态偏硅铝酸盐，属于强极性吸附剂，有着格外全都的孔径构造和极强的吸附选择性，对CO、CH4、N2、Ar、O2等

6、均具有较高的吸附力气。碳分子筛是一种以碳为原料，经特别的碳沉积工艺加工而成的特地用于提纯空气中的氮气的专用吸附剂，使其孔径分布格外集中，只比氧分子直径略大，因此格外有利于对空气中氮氧的分别。对于组成简洁的气源，在实际应用中经常需要多种吸附剂，按吸附性能依次分层装填组成复合吸附床，才能到达分别所需产品组分的目的。 吸附平衡：吸附平衡是指在确定的温度和压力下，吸附剂与吸附质充分接触，最终吸附质在两相中的分布到达平衡的过程，吸附分别过程实际上都是一个平衡吸附过程。在实际的吸附过程中，吸附质分子会不断地碰撞吸附剂外表并被吸附剂外表的分子引力束缚在吸附相中；同时吸附相中的吸附质分子又会不断地从吸附剂分子

7、或其它吸附质分子得到能量，从而抑制分子引力离开吸附相；当确定时间内进入吸附相的分子数和离开吸附相的分子数相等时，吸附过程就到达了平衡。在确定的温度和压力下，对于一样的吸附剂和吸附质，该动态平衡吸附量是一个定值。在压力高时，由于单位时间内撞击到吸附剂外表的气体分子数多，因而压力越高动态平衡吸附容量也就越大；在温度高时，由于气体分子的动能大，能被吸附剂外表分子引力束缚的分子就少，因而温度越高平衡吸附容量也就越小。我们用不同温度下的吸附等温线来描述这一关系，吸附等温线就是在确定的温度下，测定出各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而成的曲线。不同温度下的吸附等温线示

8、意图：CBDT2T1Qtp变压吸附变温吸附温度 T2T1QpP1P2吸附量Qt组分分压A从上图的BC和AD可以看出：在压力确定时，随着温度的上升吸附容量渐渐减小。实际上，变温吸附过程正是利用上图中吸附剂在A-D段的特性来实现吸附与解吸的。吸附剂在常温 (即A点)下大量吸附原料气中的某些杂质组分，然后上升温度(到D点)使杂质得以解吸。从上图的BA可以看出：在温度确定时，随着杂质分压的上升吸附容量渐渐增大；变压吸附过程正是利用吸附剂在A-B段的特性来实现吸附与解吸的。吸附剂在常温高压(即A点)下大量吸附原料气中除的某些杂质组分，然后降低杂质的分压(到B点)使杂质得以解吸。吸附剂的这一特性也可以用L

9、angmuir吸附等温方程来描述： Ai：吸附质i的平衡吸附量，K1、K2： 吸附常数 ，P：吸附压力，Xi：吸附质i的摩尔组成。在通常的工业变压吸附过程中，由于吸附-解吸循环的周期短一般只有数分钟，吸附热来不及散失，恰好可供解吸之用，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，其特性根本符合Langmuir吸附等温方程。在实际应用中一般依据气源的组成、压力及产品要求的不同来选择PSA、TSA或PSA+TSA工艺。变温吸附TSA法的循环周期长、投资较大，但再生彻底，通常用于微量杂质或难解吸杂质的脱除；变压吸附PSA的循环周期短，吸附剂利用率高，吸附剂用量相对较少

10、，不需要外加换热设备，被广泛用于大气量多组分气体的分别与纯化。在变压吸附PSA工艺中，通常吸附剂床层压力即使降至常压，被吸附的组分也不能完全解吸，因此依据降压解吸方式的不同又可分为两种工艺：一种是用产品气或其他不易吸附的组分对床层进展“冲洗”，使被吸附组分的分压大大降低，将较难解吸的杂质冲洗出来，其优点是在常压下即可完成，不再增加任何设备，但缺点是会损失产品气体，降低产品气的收率。另一种是利用抽真空的方法降低被吸附组分的分压，使吸附的组分在负压下解吸出来，这就是通常所说的真空变压吸附(Vacuum Pressure Swing Absorption,缩写为VPSA)。VPSA工艺的优点是再生效

11、果好，产品收率高，但缺点是需要增加真空泵。在实际应用过程中，到底承受以上何种工艺，主要视原料气的组成性质、原料气压力、流量、产品的要求以及工厂的资金和场地等状况而打算。由于焦炉煤气提纯氢气的特点是：原料压力低，原料组分简洁并含有焦油、萘等难以解吸的重组分，产品纯度要求高。因而装置需承受“加压+TSA预处理+PSA氢提纯+脱氧+TSA枯燥”流程。2) 装置流程框图焦炉煤气预处理净化工序PSA工序1.6MPa产品氢0.02MPa解吸气压缩3) 装置工艺流程描述本装置中焦炉煤气组成简洁且产品氢纯度要求高，因而本装置工艺流程由压缩工序、预处理工序、变压吸附工序和净化工序组成。由于原料气中的硫萘及焦油含

12、量很低，所以在考虑工艺流程设计时，为节约用户的投资额同时又能保证装置的正常运行，将工艺流程设定为如下流程：分别简述其流程如下：(1) 压缩工序压缩工序由2台1开1备三级往复式压缩机组成。由于本装置的原料气中的萘含量格外低仅为5mg/Nm3，所以，即使到了压缩三段也不会在三级冷却器中消灭萘结晶堵塞管道的问题。因此，来自界区外的焦炉煤气首先经压缩机的一级加压至0.22MPa(G)，然后进入压缩机其次和第三级压缩至1.7MPa(G)后进入后续预处理系统。(2) 预处理工序预处理系统主要由2台除油塔、2台预处理塔、1台解吸气加热器、1台解吸气缓冲罐组成。来自压缩三段，压力为1.7MPa(G)的焦炉煤气

13、进入预处理工序后，首先经过除油塔分别掉其中夹带的油滴，然后自塔底进入预处理塔，其中一台处于吸附脱油、脱硫萘状态、一台处于再生状态。当预处理塔吸附焦油、硫和萘饱和后即转入再生过程。预处理塔的再生过程包括：a) 降压过程预处理塔逆着吸附方向，即朝着入口端卸压，气体排至煤气管网。b) 加热脱附杂质用PSA工序副产的解吸气经加热至140160后逆着吸附方向吹扫吸附层，使萘、焦油、NH3、H2S及其它芳香族化合物在加温下得以完全脱附，再生后的解吸气送回焦炉煤气管网。c) 冷却吸附剂脱附完毕后，停顿加热再生气，连续用常温解吸气逆着进气方向吹扫吸附床层，使之冷却至吸附温度。吹冷后的解吸气也送回焦炉煤气管网。

14、d) 升压过程用处理后的煤气逆着吸附方向将预处理塔加压至吸附压力，至此预处理塔就又可以进展下一次吸附了。(3) 变压吸附工序本装置变压吸附PSA工序承受5-1-3 PSA工艺，即装置由五个吸附塔组成，其中一个吸附塔始终处于进料吸附状态，其工艺过程由吸附、三次均压降压、顺放、逆放、冲洗、三次均压升压和产品最终升压等步骤组成，具体工艺过程如下：经过预处理后的焦炉煤气自塔底进入吸附塔中正处于吸附工况的吸附塔，在吸附剂选择吸附的条件下一次性除去氢以外的绝大局部杂质，获得纯度大于99.9%的粗氢气，从塔顶排出送净化工序。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某一位置时，停顿吸附，转入

15、再生过程。吸附剂的再生过程依次如下：a. 均压降压过程这是在吸附过程完毕后，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，这一过程不仅是降压过程，更是回收床层死空间氢气的过程，本流程共包括了三次连续的均压降压过程，以保证氢气的充分回收。b. 顺放过程在均压回收氢气过程完毕后，连续顺着吸附方向进展减压，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。 c. 逆放过程在顺放完毕、吸附前沿已到达床层出口后，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头从吸附剂中大量解吸出来，解吸气送至解吸气缓冲罐用作预处理系统的再生气源。d. 冲洗

16、过程逆放完毕后，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，进一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用作预处理系统的再生气源。e. 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展升压，这一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三次均压升压过程。f. 产品气升压过程在三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一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过升压调整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

17、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预备。五个吸附塔交替进展以上的吸附、再生操作(始终有一个吸附塔处于吸附状态)即可实现气体的连续分别与提纯。(4) 净化工序从变压吸附PSA工序来的氢气是含有少量氧气的粗氢气，纯度尚达不到要求，需要净化。粗氢气首先进入常温脱氧塔，在其中装填的型常温Pd催化剂的催化下，氧和氢反响生成水，然后经冷却器冷却至常温，再进入由两个枯燥塔、一个预枯燥塔、一台分液罐、两台换热器等组成的等压TSA枯燥系统。经枯燥后的产品氢即可到达纯度99.999%、氧含量小于1ppm、露点低于-65的要求。等压TSA枯燥系统的工艺过程如下：脱氧后的氢气首

18、先经流量调整回路分成两路。其中一路直接去枯燥塔，其中装填的枯燥剂将氢气中的水分吸附下来，使氢气得以枯燥。在一台枯燥塔处于枯燥的状态下，另一台枯燥塔处于再生过程。枯燥塔的再生过程包括加热再生和吹冷两个步骤。在加热再生过程中，另一路再生氢气首先经预枯燥塔进展枯燥，然后经加热器升温至140160后冲洗需要再生的枯燥塔，使吸附剂升温、其中的水分得以解吸出来，解吸气经冷却和分液后再与另一路氢气回合，然后去处于枯燥状态的枯燥塔进展枯燥。在吹冷过程中，再生氢气直接去处于再生状态的枯燥塔，将枯燥塔温度降至常温，然后再经加热器加热后去预枯燥塔，对预枯燥塔中的枯燥剂进展加温枯燥，然后经冷却和分液后再与另一路氢气回

19、合，最终去处于枯燥状态的枯燥塔进展枯燥。 为提高装置的牢靠性和在线处理事故的力气，预处理系统设计旁路跨线，可以切除检修。工艺流程简图见附图4) 装置的主要技术特点 本装置牢靠的TSA预处理可有效脱除原料气中的重组分杂质，保证了PSA吸附剂的长期使用，提高了装置的适应力气，并且不会形成对环境的污染。 本装置预处理承受一段TSA净化，并且安排在压缩三段之后，因此投资省且不会有萘堵塞问题。再生过程也不产生二次污染。 PSA工序承受5-1-3 流程，与经典的5-1-2流程相比增加一次均压次数，可以最少的吸附床实现了三次均压，提高了氢气回收率，降低了装置运行本钱。 本装置的顺放气缓冲技术，可避开传统冲洗

20、再生流程中的二次污染问题，使吸附剂再生效果更好。 净化工序承受先进的常温脱氧工艺，可降低装置投资和运行费用。 本装置先进的PSA专用软件在某个吸附塔消灭故障时，可自动将故障塔切除，转入四塔操作，并且不影响处理力气，只是收率有少量下降。这一功能大大地提高了装置运行的牢靠性。5) 装置切塔后的运行参数5-1-3PSA工艺操作机敏，可以组合多种运行方式，在计算机程序把握下， 可五塔运行，需要时如消灭故障也可自动切换至实现四塔、三塔运行，这样就大大地提高了装置运行的牢靠性。切塔后的相关运行参数见下表。运行方式及相关运行参数表吸 附 塔总 数流 程 在线吸附床数均压次数处理气量Nm3/h氢气回收率 %产

21、氢量Nm3/h五塔5-1-3132700831344.6五塔5-1-2122700811312.2四塔4-1-2122700751215.06) 公用工程消耗序号项 目规格要求 单 位消耗指标使用状况 备 注220V 50HZKWh/h10连续照明、仪表用1电380V 50HZKWh/h3.0连续压缩机用10KV 50HZKWh/h450连续压缩机用2循环水35 0.40.5MPa.Gt/h40连续3生活用水t/h1连续4饱和蒸气0.81.0Mpat/h0.5连续加热器用5仪表氮压力0.4MPaNm3/h50连续仪表及程控阀用6氮 气压力0.4MPaNm3/次500连续开车置换用7) 装置的把

22、握功能 7.1 根本把握功能 7.1.1 挨次把握本装置的挨次把握功能要求对全部程控开关阀进展牢靠的开关把握，保证各程控开关阀依据工艺给定的条件和挨次开关，实现PSA装置的正常切换工作。全部程控开关阀均由进口防爆电磁阀驱动，全部程控阀均带阀位传感器。计算机可随时监控、显示全部程控阀的动作状况，并可对程控阀故障进展自动报警和联锁处理。挨次把握功能还可实现多种切塔和恢复的把握，运行多套程序。7.1.2 均压速度调整PSA装置在运行过程中，吸附塔除在吸附状态外，都处在某种降压和升压过程中，这些过程中都要求气流均衡、稳定，特别是均压过程假设太快将严峻影响吸附剂的使用寿命，因而本装置的程控阀门都具有开启

23、速度调整功能，可把握均压的速度，保证吸附剂的长期使用。 7.1.3回路调整 本装置把握系统的回路调整功能可实现牢靠的PID调整、串级调整、分程调整等多种把握功能，保证PSA系统的稳定牢靠运行，全部把握回路均由计算机进展监控，参数修改便利。并可自动对各参数的特别进展报警和联锁处理。 7.1.4 自适应随动把握 对于影响吸附效果的关键调整回路：产品气升压回路和冲洗把握回路承受自适应随动把握，可使产品气升压过程和冲洗过程能随着其它吸附参数自动调整，始终符合工艺的抱负调整曲线。 7.1.5优化把握把握系统的优化把握功能是可依据PSA进料量的大小，和产品氢气的纯度自动地调整影响吸附的最主要参数：吸附循环

24、时间参数，在保证装置产品的纯度的同时保证装置的产量最大，使装置自动处于最正确运行状况。7.1.6 联锁把握把握系统的联锁把握可实现：压缩机故障时的自动保护，吸附塔故障时的自动联锁切除，压缩机或系统超压时自动联锁放空与保护，系统超温或燃气泄漏时的安全联锁，产品质量不合格时的联锁放空把握等。 7.1.7压缩机把握本装置压缩机的参数监控与调整由把握系统PLC把握，监控参数包括：各级压力、温度监控、润滑油压力、温度监控联锁，压缩机出口压力调整，联锁放空调整等。 7.1.8 治理功能本装置把握系统应实现如下的治理功能：可以进展完善直观的工艺流程监控与动态显示，显示画面为汉化显示，把握系统应具有故障自诊断

25、功能，历史趋势记录功能，事故记录功能、各种操作记录功能、自动报表打印功能，本装置还应供给两级网络和三级治理功能，可与工厂治理系统进展联网。显示与操作画面：总貌图工艺流程详图多幅报警画面调整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 7.1.9 故障诊断功能本把握系统可依据压力、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展自动诊断、报警和联锁处理。同时对把握系统自身的主要故障：如CPU故障、通讯故障也可进展自诊断，并提出故障警告和安全处理。 7.2 把

26、握软件的功能 7.2.1 自适应随动调整本装置的关键调整回路：产品气升压回路和冲洗把握回路承受自适应随动把握，其把握回路框图如下：变化的吸附时间参数压力给定值曲线PID输出阀门开度压力启止压力点实测值 变压吸附自适应把握软件，可依据变化中的工艺参数自动生成把握操作曲线，按此曲线自动把握变压吸附装置的冲洗和升压过程，可最大限度地接近于抱负过程。 7.2.2 故障塔切除与恢复把握软件 故障塔切除 在变压吸附装置运行过程中，如因阀门、把握线路、电磁阀等问题，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，保证生产不连续,以此类推可切除多个塔，系统仍能正常运行，这是提高变压吸附装置牢靠性的

27、一个关键，也是变压吸附把握技术的一个核心。本系统可作从五塔到四塔的任意切换运行。切塔过程如下： a.故障塔推断(依据压力、阀检、杂质超标等检测值进展三选二推断)； b.自动发出切除故障塔信号，关断该塔全部程控阀，开头运行切塔后程序，并产生报警提示。 c.自动建立切塔后的正常运行条件并自动进展相关参数修改； d.进入切塔后的正常运行状态。 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，甚至消灭故障，本软件能够自动找到最正确状态恢复，使系统波动最小。 恢复过程如下： a. 在故障处理完成后，操作人员发出塔恢复指令； b. 程序依据该塔状态，确定恢复的最正确

28、步序，自动实现无扰动恢复切换； c. 自动建立切塔后的正常运行条件并自动进展相关参数修改； d. 进入恢复塔后的正常运行状态。 7.3 把握系统配置本装置把握主机按进口德国西门子S7-400系列PLC配上位监控站选型。该过程把握系统承受“全集成自动化”概念设计，能使各种各样不同的技术在一个用户接口下，用于一个有全局数据库的总体系统中，其范围从计算机技术、把握技术、过程可视化直至过程仪表和把握。 把握系统配置方案： 本装置把握系统承受S7-400 PLC组成的冗余把握系统。在这个系统中，含有两个一样的中心把握器包括CPU模板、电源模板和通讯模板，两个中心把握器通过冗余的PROFIBUS-DP网络

29、分别访问分布式I/O站模板。在无故障时两个中心把握器都处在运行状态并随时进展数据同步交换，同时也不断检测各自与I/O站模板相连的PROFIBUS-DP总线电缆的通讯状况，一旦消灭中心把握器故障或PROFIBUS-DP总线电缆通讯故障，正常工作的中心把握器能无扰动独立地接替过程的把握，将排解因把握系统偶然硬件故障而造成的装置停机，为装置平稳、安全、长期的运行打下根底。上位监控与治理系统配置上位监控与治理系统由2个操作员站组成，其中1个兼工程师站，它们包括计算机、显示器、打印机、声光报警元件和操作台等局部。在每个操作员站上都能显示装置的全部流程图画面和进展把握操作，在正常生产时2个操作员站可互为热

30、备，这样就形成了牢靠、先进的监控、操作、治理系统。上位监控站选择美国DELL公司的PIV计算机。显示器选用高性能的19PHILIPS纯平彩显，它能供给大的显示窗口和很高的区分率，使画面显示更加清楚、操作更加准确。打印机选用高性能的HP产A4激光黑白打印机，它既能快速完成日常生产中的报表打印和报警打印，又能对流程图和历史趋势记录进展打印，帮助分析故障。在承受冗余把握系统设计时，上位机上还装有冗余通讯软件包S7-REDCONNECT，它可使上位监控与治理系统和S7-400把握系统之间形成容错的S7通讯。S7-REDCONNECT软件在运行过程中对把握系统的两根以太网通讯电缆进展实时监视，对故障电缆

31、予以切换，保证显示在操作员站上的信息是准确的和准时的，提高系统的安全性。在兼做工程师站的上位机上还装有SIMATIC WinCC V6.0完全版和STEP 7 V5.3有授权。仪表维护工程师可在工程师站上便利地进展流程图画面修改、把握组态修改、把握程序修改等操作，完成后通过工业以太网就能对各个操作员站和SIMATIC S7-400把握系统进展文件或程序更，并能依据需要打印SIMATIC S7-400把握系统的程序清单。Windows 2022和SIMATIC WinCC V6.0的分级用户治理可以避开无关人员进入工程师环境，保证系统的安全和完整。S7-400冗余把握系统示意图系统配置图如下：操

32、作员站工程师站兼操作员站OLMOLM工业以太网S7-400冗余把握器PROFIBUS-DP冗余网络I/O站I/O站I/O站7.4 把握点汇总7.4.1 AI点汇总 合计51点 1 压力检测点DC24V，4-20mA信号 合计23点 制氢装置预处理塔压力指示信号： 2点 制氢装置再生气压力调整信号： 2点 PSA吸附塔压力指示信号： 5点 顺放气缓冲罐压力指示信号： 1点 PSA吸附压力指示信号： 1点 氢气枯燥塔压力指示信号： 2点 产品氢气压力指示信号： 1点 压缩机级间压力指示： 6点 压缩机润滑油压力指示： 2点 球罐压力指示： 1点2 温度检测点DC24V，4-20mA信号 合计17点

33、 制氢装置预处理塔温度指示信号： 2点 制氢装置再生气出口温度指示信号： 1点 制氢装置脱氧塔温度指示信号： 1点 制氢装置枯燥塔温度指示信号： 2点 制氢装置氢气加热器出口温度指示信号： 1点 制氢装置压缩机级间温度指示信号： 6点 制氢装置压缩机其它温度指示信号： 4点 3流量检测点DC24V，4-20mA信号 合计4点 制氢装置煤气流量指示信号： 1点 制氢装置氢气流量指示信号： 1点 制氢装置产品流量指示信号： 1点 制氢装置解吸气流量指示信号： 1点4分析检测点DC24V，4-20mA信号 合计3点 制氢装置氢气纯度指示信号： 1点 制氢装置氢气微氧分析指示信号： 1点 制氢装置氢气

34、微水分析指示信号： 1点 5可燃气体检测点DC24V，4-20mA信号 合计4点7.4.2 AO点汇总 合计9点 制氢装置压缩机三回一调整： 1点 制氢装置再生气压力调整： 2点 PSA吸附塔产品压力调整： 1点 PSA吸附塔升压调整： 1点 PSA吸附塔冲洗调整： 1点 精制枯燥系统流量分程调整： 1点 产品氢气去球罐压力调整： 1点 DI点汇总 合计53点 制氢装置程控阀门检测： 53点 DO点汇总 合计62点 制氢装置程控阀门把握点： 53点 动力设备联锁把握点： 9点1.1、 非标设备 本装置非标设备中的吸附塔为疲乏容器，承受美国ASME标准和中国JB4732-95设计，全部设备设计寿

35、命20年。序号名 称主要规格材质单重吨数量台1除油塔F1000 V=4.0m320R3.022预处理塔F1200 V=7.0m320R4.823吸附塔F1200 V=11.0m320R6.054顺放罐F1400 V=12.5m320R5.015脱氧塔F500 V=0.45m320R0.416氢气冷却器17.4m220R1.817氢气缓冲罐F1000 V=4.1m320R3.518枯燥塔F600 V=0.9m320R1.229预枯燥塔F400 V=0.35m320R0.4110水分别器F400 V=0.3m320R0.3111循环氢气加热器14.4m220R1.6112循环氢气冷却器14.6m2

36、20R1.6113解吸气缓冲罐F2022 V=20m320R12.0114解吸气加热器42m220R2.61合 计44.2211.2、 PSA吸附剂一览表序号名 称规 格用途重量(吨)1二级冶金焦碳20-40 不定型脱焦油2.02活性氧化铝F3-5球状 白色脱水2.03SM-30D专用吸附剂F3-5条状 黑色脱萘、焦油、硫3.04SM-30B专用吸附剂F2-4 柱状 黑色脱重烃、H2S4.05SM-15B专用吸附剂F1.5 柱状 黑色脱C1、C2、CO212.065A-98H分子筛F2-3球状 灰白色脱N2、O2、CO、N224.07HC-01钯催化剂F2-3球状 黑色脱氧0.28硅胶F2-3

37、球状 白色枯燥1.5 1、 1300Nm3/h吸附制氢装置技术指标 产氢量： 1300Nm3/h 装置操作弹性(对产品气)： 30100% 产品氢纯度： H2含量99.999 O21 PPm 露点-65 氢气回收率： 83% 产品氢气压力： 1.6MPa.G 产品氢温度： 40 解吸气排气压力： 10kpa 设计操作时数： 全年连续操作(大于8000小时) 把握系统牢靠性指标： 平均无故障工作时间大于2年 程控阀门牢靠性指标： 平均无故障工作时间大于2年 程控阀门寿命指标： 阀体大于20年，主密封大于5年氢气回收率=产品氢气流量x产品氢气纯度/原料气流量x原料气氢纯度x100%附件十二： 相关

38、标准与标准第一节 工艺标准及标准GB50187-1993工业企业总平面设计标准HG/T20561-1994 总图运输施工图设计文件编制深度规定HG/T20695-1987化工管道设计标准HG20519-1992化工工艺设计施工图内容和深度统一规定HG20546-1992化工装置设备布置设计规定HG/T20549-2022化工装置管道布置设计规定HG20553-1993化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系统HG20558-1993工艺系统设计文件内容的规定HG20559-1993管道仪表流程图设计规定HG/T20570.1-24-1995工艺系统工程设计技术规定HG/T20670-1989化工厂管

39、架设计规定HG/T20572-1995化工企业给排水设计施工图内容和深度统一规定HG/T20645-2022化工装置管道机械设计规定HG/T20679-1990化工设备、管道外防腐设计规定等。GB50235-97 工业金属管道施工及验收标准其次节 配管标准及标准GB/T3091-1993低压流体输送用镀锌焊接钢管GB/T3092-1993低压流体输送用焊接钢管HG20553-1993化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列GB12459-1990钢制对焊无缝管件GB/T14383-1993锻钢制承插焊管件GB/T14626-1993锻钢管螺纹管件HG20592-1997钢制管法兰型式、参数HG20

40、594-1997带颈平焊钢制管法兰HG20595-1997带颈对焊钢制管法兰HG20596-1997整体钢制管法兰HG20597-1997承插焊钢制管法兰HG20598-1997螺纹钢制管法兰HG20601-1997钢制管法兰盖HG20603-1997钢制管法兰技术条件HG20604-1997钢制管法兰压力-温度等级HG20605-1997钢制管法兰焊接头和坡口尺寸HG20606-1997钢制管法兰用非金属平垫片HG20607-1997钢制管法兰用聚四佛乙烯包覆垫片HG20608-1997钢制管法兰用柔性石墨复合垫片HG20609-1997钢制管法兰用金属包覆垫片HG20610-1997钢制管

41、法兰用缠绕垫片HG20611-1997钢制管法兰用金属环垫片GB901-1988精巧等长双头螺柱GB5782-1986六角头螺栓-A和B级GB6170-1986I型六角头螺母-A和B级HG20613-1997钢制管法兰用紧固件GB12221-1989法兰连接金属阀门、构造长度GB12222-1989多回转阀门驱动装置的连接GB12224-1989钢制闸阀一般要求GB12225-12230-1989通用阀门、材质技术条件GB12234-1989通用阀门、法兰或对焊连接钢制闸阀GB12235-1989通用阀门、法兰钢制截止阀和升降式止回阀GB12236-1989通用阀门、钢制旋启式止回阀ZBJ16006-1990阀门试验和检验第三节 电气标准及标准GB50052-1995供配电系统设计标准GB50057-1994建筑物防雷设计标准GB50058-1992爆炸和火灾危急环境电力装置设计标准HG/T21507-1992化工企业电力设计施工图内容深度统一规定HG/T20664-2022化工企业供电设计技术规定