氢回收装置操作规程甲醇厂氢回收装置操作规程.docx

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氢回收装置操作规程甲醇厂氢回收装置操作规程氢回收装置操作规程甲醇厂氢回收装置操作规程1、装置说明2、工艺要求和公用工程消耗2.1规模2.2操作时间2.3原料气规格2.4富氢产品气和非渗透气体要求2.5公用工程规格（甲醇厂界区）3、工艺说明3.1流程简述3.2工艺流程图（见附图）3.3物料平衡表（PFD）3.4主要设备3.5控制系统4、操作说明4.1原料气的加热及预放空4.2膜分离系统5、开停车操作5.1开车前的准备工作5.2氮气置换操作步骤5.3开车操作步骤开车操作步骤5.4停车步骤5.5操作中注意事项氢回收装置操作规程一、装置说明膜分离是一项新的分离技术，用膜分离方法从合成甲醇弛放气中回收氢气，经压缩后重返合成系统，提高合成甲醇产量。

氢回收装置是新乡化工有限责任公司20万吨/年甲醇项目所需的设备单元之一，设备可分为预处理和膜分离两部分。

预处理主要指弛放气的液气分离及加热干燥。

膜分离是本装置的主体，膜分离器是主体中的核心设备。

分离器的芯部是由数以万计的中空纤维丝组成，操作压差过大损坏分离器膜，因此，要求操作者不仅要有较高的技术素质、严肃认真的工作态度。

严格遵守操作规程要求，熟练掌握本装置的工艺过程及特点，是保证膜分离装置正常运转的必要前提。

氢回收装置的主要任务是将甲醇弛放气组分进行分离，将其中的大部分氢气分离出来将其回收，送回合成气压缩机作为原料，调节合成气中的氢碳比，其余富氮的气体送回燃料系统。

二、规模要求和公用工程消耗1.规模单元系列数：

1处理能力：

弛放气13000Nm3/h（正常），16000Nm3/h（最大）2.操作时间年操作时间：

8000小时3.原料气规格项目正常指标气体量13000Nm3/h气体压力6.53Mpa（G）气体温度40气体成分%（mol）COCO2N2ArCH4H2H2OCH3OH5.8905.92126.4740.6820.1066.3330.0090.1004.富氢产品气和非渗透气体要求富氢产品气非渗透气压力：

3.4Mpa（a）0.5Mpa（a）渗透气要求：

80%（H2回收率）产品气中H2含量：

80%（H2纯度）产品气中N2含量：

8%5.公用工程规格（甲醇厂界区）1）循环冷却水供水温度32压力0.40Mpa（G），泵出口压力0.48Mpa（G）回水温度42压力0.25Mpa（G），装置回水压力0.35Mpa（G）污垢热阻6.4410-4m2.k/wPH值78腐蚀余度0.125mm（碳钢）0.005mm（不锈钢）2）新鲜水总硬度mg/l总碱度毫克当量Ca+mg/lMg+mg/lHCO-3mg/lPH温度8/32压力0.3Mpa（G）3）蒸汽

（1）中压蒸汽温度400420压力3.82Mpa（G）

（2）低压蒸汽温度165压力0.6Mpa（G）4）电

（1）10KV供电电压10KV（10）频率50Hz

（2）相数3相3线，中性点不接地

（2）380KV供电电压380/220V（10）频率50Hz

（2）相数3相4线，中性点接地5）仪表空气：

温度40压力0.7MPa（G）露点-40（常压）含油量10mg/m3（8ppmw）含尘量1mg/m3（含尘粒径3微米）6）工厂空气：

温度40压力0.7MPa（G）含尘3m含油8ppm（wt）7）低压氮气:

温度40压力0.7MPa（G）纯度99.8%（V）O210ppm（vol）8）高压氮气温度80压力8.12MPaG纯度99.99%O210ppm9）脱盐水硬度0mol/l电导率（25）0.3S/cmSiO220ppb温度304010）现场自然条件气象条件：

气温年平均（）14.4极端最高气温（）42.5（1972.6.11）极端最低气温（）-20.3（1971.15.27）最冷月平均气温（）-0.1（1月）最热月平均气温（）31（7月）冻土深度一般为0.1m，最大为0.19m相对湿度年平均为67%最热月平均相对湿度79%（7月）最冷月平均相对湿度62%（1月）气压年平均气压kPa100.76极端最高气压kPa106.86（2000.1.30）极端最低气压kPa98.24（1996.5.3.23）最热月平均气压99.44（1996.5.3.23）年平均风速5.2m/s最大风速21m/s,东东北风（1999.5.21）地震烈度8度6、氢回收公用工程消耗公用工程消耗包括：

蒸汽、仪表空气和电。

项目用量单位蒸汽（0.6MPa、饱和）160Kg/h仪表风（干燥、无油、0.6MPa）4Nm3/h电（24VDC/照明用电）0.5/1.5Kw氮气（0.4Mpa（g）200Nm3/一次说明：

蒸汽用来加热原料气；仪表空气用来控制现场仪表；电用来作检修电源和照明。

三、工艺说明3.1流程简述本工段利用PRISM（C）膜分离装置，从甲醇合成中回收提纯氢气;回收提纯的氢气再返回到甲醇合成系统。

1）原料气是经水洗脱醇后以6.3MPa的压力和40的温度进入膜分离装置界区的,气体的设计流量为13000NM3/h。

2）此气体首先进入一气液分离器（V-2201）。

其中装有高效丝网填料，气液分离器设有液位高报警。

3）气液分离器出来的原料气含有该温度、组成下的饱和水蒸气，为避免水蒸气凝结,设有一套管式加热器（E-2201），将原料气加热至50，使原料气远离露点。

该加热器的加热介质为低压蒸汽，通过流量调节阀TV-2201、温度变送器TT-2201和TICA-2201实现原料气的温度控制、指示报警和联锁。

4）原料气加热至50后（在开车初期，通过放空阀将原料气预放空1520分钟，经采样分析确认温度达到50时方可允许原料气进入膜分离器），经一管道过滤器过滤,再进入PRISM（C）膜分离器组（六根X2201AF）进行分离。

分离器分两组串联，每组由三根2003000mm中空纤维膜分离器组成，采用并联形式连接。

每个PRISM（C）膜分离器外型类似一管壳式热交换器，膜分离器壳体内部由成千上万根中空纤维组成的纤维束来填充，类似于管束。

原料气从下端侧面进入PRISM（C）膜分离器。

由于各种气体组分在透过中空纤维膜时的溶解度和扩散系数不同，不同气体在膜中的相对渗透速率不同，各组分中氢气的相对渗透速率最快，从而可将氢气分离提纯。

在原料气沿PRISM（C）膜分离器的长度方向流动时，更多的氢气渗透进入中空纤维,在中空纤维芯侧分别得到压力为3.4MPa，纯度大约83%的氢产品，氢产品返回甲醇合成装置。

在壳程得到一富含惰性气体的物流称为非渗透气,其压力由HV-2201控制至0.6MPa后去燃料气管网。

5）进入和离开氢气回收系统的气体流量,分别由原料气流量计FIA2201，渗透气体流量计FI2202显示，并有相应的温度计、压力表来校核。

每个PRISM（C）膜分离器可根据气体处理量,用渗透气侧的截止阀将其隔离或投入运行。

从而来调整氢气的纯度和回收率。

6）本装置设计有三个联锁导流阀门（DV2201A，DV2201B，DV2201C），在开车期间或联锁动作情况下，并将膜分离器隔离，从而保护膜分离器。

本系统设有的报警联锁保护报警及联锁说明3.2工艺流程图（见附图）3.3物料平衡表（PFD）流程示意图及过程模拟结果如下：

尾气驰放气预处理膜分离富氢气驰放气膜入口渗透气非渗透气流量（Nm3/hr）1300012925.88001.24924.6压力（MPa（G）6.536.3356.1温度（C）40505050组成（mol%）H266.332966.696386.601631.3555CO5.88975.92355.365411.7045CO25.92095.95496.56714.9603N226.474026.60876.995750.6004Ar0.68200.68590.29571.3198CH3OH0.15107ppm118ppm89ppmH2O0.00930.12000.1627506ppm回收率（%）81.253.4主要设备中空纤维膜分离装置由以下主要设备组成。

1）加热器加热器（E-2201）为一列管式换热器。

加热介质为0.6MPa（G）的饱和蒸汽，原料气走管程，蒸汽走壳程，原料气被加热到6080。

温度通过薄膜调节阀TV-2201调节蒸汽量控制。

加热器（E-2201）类型套管式加热介质低压蒸汽材质外管20#/内管20#设计压力，MPa壳程1.6管程10.0设计温度，C200操作温度C、压力MPa50/162，6.53/0.5MPa设备单重，Kg加工厂家数量，台组12）气液分离器（V2201）总高度，mm2200公称直径，mm325设计压力，Mpa9.2设计温度，C120操作温度、压力40C，6.53MPa筒体材质20R腐蚀裕度，mm3压力容器类别II设备单重，Kg2000加工厂家数量，台13）中空纤维膜分离器中空纤维膜分离器组（X-2201A、B、C、D、E、F）采用了六根结构相同的2003000mm膜分离器组成。

膜分离器是本装置的主体，是核心。

膜分离器芯部是由数以万计的中空纤维管组成。

原料气由分离器下端侧口进入沿纤维束外表面向上流动，气体接触到中空纤维膜时便进行渗透、溶解、扩散、解析过程。

由于中空纤维膜对各种气体的选择性不同，从而达到分离的目的。

如氢气在膜表面渗透速率是甲烷、氮气及氩气等的几十倍。

氢气进入每根中空纤维管内，汇集后从膜分离器上口排出，未渗透的尾气从膜分离器的下口排出。

Prism膜分离器（X-2201）高，mm3000公称直径，mm200芯件美国产Prism中空纤维壳体材质20R设计压力，MPa9.7设计温度，C120操作温度C、压力MPa50，6.53腐蚀裕度，mm3压力容器类别II设备单重，Kg壳体加工厂家数量，组一组，共6根膜组件3.5控制系统膜分离单元是氢回收装置的核心技术，控制系统则要保证其安全稳定地运行。

为了充分发挥氢回收装置中膜分离器的性能，延长其使用寿命，结合膜分离技术的特点，采用先进成熟的控制系统，对生产过程中压力、温度、流量等工艺参数，进行自动检测、调节、显示、报警、联锁，并在控制室集中控制。

仪表包括现场一次表，把信号引到接线端子排。

控制系统为本安防爆或隔爆。

1）调节阀一览表位号用途操作温度（）阀前压力MPa（G）阀后压力MPa（G）阀型式作用形式DV2201A原料气调节阀406.536.53Globe气开TV-2201温度调节阀1800.60.5Globe气开HV-2201尾气调节阀606.530.4Globe气开DV-2201C尾气调节阀606.536.5Globe气关DV2201B尾气调节阀606.536.5Globe气开2）报警、联锁一览表位号说明单位量程正常值低报警值高报警值低联锁值高联锁值PI-2201原料气压力指示Mpa0-146.3PI-2202渗透气压力指示（流Mpa0-65.2.2量补偿）PDIS-2201原料气与渗透气差压联锁Mpa0-146.16.5FIA-2201原料气流量报警指示Nm3/hr0-250001292614500FI-2202渗透气流量指示Nm3/hr0-160008001TICSA-2201原料气温度控制报警联锁010050455590TI-2202渗透气温度指示（流量补偿）