【文章內(nèi)容簡介】 360℃ 中變反應(yīng)器出口溫度 411℃ 中變反應(yīng)器出口 CO含量 ≤ %（ v） PSA 氫提純 見 PSA 氫提純系統(tǒng)設(shè)計文件。 5 裝置物料平衡 表 51 裝置物料平衡（計算值） 6 主要設(shè)備選型及工藝計算匯總 主要設(shè)備選型 反應(yīng)器類 18 1) 一段加氫反應(yīng)器 (213R101A)直徑Φ 2400，采用等溫床列管式反應(yīng)器，換熱管規(guī)格Φ 45x3，換熱管長 6m，換熱管總數(shù) 1415根。殼程介質(zhì)為除氧水、水蒸汽，材質(zhì)為 Q345R。管程介質(zhì)為原料氣，換熱管材質(zhì)為 15CrMo 鋼。該反應(yīng)器需整體熱處理。 2) 二段 加氫反應(yīng)器 (213R101B)直徑Φ 1800，選用絕熱固定床反應(yīng)器，殼體材質(zhì)為 15CrMoR，內(nèi)件為 0Cr18Ni10Ti。該反應(yīng)器需整體熱處理。 3) 一段脫硫反應(yīng)器 (213R102A)、二段脫硫反應(yīng)器 (213R102B)直徑均為Φ 2020，選用固定床反應(yīng)器，外殼材質(zhì)為 15CrMoR，內(nèi)件為0Cr18Ni10Ti。反應(yīng)器需整體熱處理。 4) 中溫變換反應(yīng)器 (213R103)直徑Φ 2400，采用固定床反應(yīng)器，外殼材質(zhì)為 15CrMoR，內(nèi)件為 0Cr18Ni10Ti。該反應(yīng)器需整體熱處理。 塔類 1) 酸性水汽提塔 (213T101)直徑Φ 1200，采用填料塔，選用鮑爾環(huán)散堆填料，填料規(guī)格Φ ，填料高度 ，填料材質(zhì)0Cr18Ni9，塔體材質(zhì) 0Cr18Ni9。 容器類 四臺中變氣分水罐 (213V104~107) 直徑均為Φ 1000，操作介質(zhì)為中變氣和酸性冷凝水，設(shè)備材質(zhì) 0Cr18Ni9。 冷換類 鍋爐給水第二預(yù)熱器 (213E102AB)、鍋爐給水第一預(yù)熱器(213E103)、中變氣水冷卻器 (213E105)均選用雙殼程 U形管式換 19 熱器，直徑Φ 800，管束材質(zhì)為 0Cr18Ni9，殼體材質(zhì)為 Q345R。 除鹽水預(yù)熱器 (213E104) 選用單殼程 U 形管式換熱器，直徑Φ 700，管束材質(zhì)為 0Cr18Ni9，殼體材質(zhì)為 0Cr18Ni9。 空冷類 中變氣空冷器選用干式空冷器，其介質(zhì)過流部分材質(zhì)采用0Cr18Ni10Ti。 工業(yè)爐類 1) 原料預(yù)熱爐 (213F101) 原料預(yù)熱爐為圓筒形立式加熱爐， 設(shè)計熱負荷為 1040kW，設(shè)計熱效率為 87%（ LHV），保證熱效率 84% （ LHV） 。 對流室、 輻射室爐管規(guī)格： φ ，管路系統(tǒng)材料為 1Cr5Mo，輻射段為雙層輕質(zhì)耐火澆注料，對流段、煙囪襯里材料為單層輕質(zhì)耐火澆注料，鋼結(jié)構(gòu)及壁板材料為 。 2) 轉(zhuǎn)化爐 (213F102) 轉(zhuǎn)化爐采用頂燒箱式爐爐型，爐頂設(shè)置 40 個氣體燃燒器，爐內(nèi)布置 4 排共 88 根轉(zhuǎn)化管，轉(zhuǎn)化爐管支撐采用下部固定、上部用彈簧吊掛的結(jié)構(gòu)，其與出、入口集合管均采用尾管連接。 ① 轉(zhuǎn)化爐管路系統(tǒng)各段材料選用情況及設(shè)計參數(shù)見表 。 20 表 轉(zhuǎn)化爐管路系 統(tǒng)各段材料選用情況及設(shè)計參數(shù) ②爐襯材料 輻射段端、側(cè)墻爐襯下部采用耐火磚作為耐火層，耐火纖維板作為隔熱層；上部和輻射段爐頂爐襯采用耐火纖維模塊作耐火層；對流段及煙囪襯里材料為輕質(zhì)耐火澆注料。 ③ 鋼結(jié)構(gòu)及爐壁板 鋼結(jié)構(gòu)及爐壁板材料為 。 3) 轉(zhuǎn)化爐蒸發(fā)段 轉(zhuǎn)化爐蒸發(fā)段選用自然循環(huán)水管式余熱鍋爐，設(shè)計熱負荷為5130kW，材質(zhì)為 20G。 4) 轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器 (213E101) 轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器采用臥式自然循環(huán)火管式結(jié)構(gòu)型式，設(shè)計熱負荷為 11228kW。爐體中間設(shè)置 旁通管，轉(zhuǎn)化氣出口設(shè)置調(diào)節(jié)機構(gòu)，以調(diào)節(jié)出口轉(zhuǎn)化氣溫度。轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器和轉(zhuǎn)化爐蒸發(fā)段共用 1 臺汽 21 包 (213V103)。爐管采用 15CrMo 無縫鋼管。 5) 煙囪 (213SK101) 煙囪高度 45m，帶隔熱襯里，材質(zhì)為碳鋼。 機械類 原料氣壓縮機 (213C101AB)選用往復(fù)式，共兩臺，一開一備，型號為 112DFB2NL。設(shè)計流量 147Nm3/min，設(shè)計出口壓力(G)，軸功率 503kW，電機功率 560kW，電機型號 YAKK71016。 PSA 氫提純系統(tǒng) PSA氫提純系統(tǒng)詳見四川亞聯(lián)高科技股份有限公司提供的設(shè)計文件。 主要設(shè)備匯總 主要設(shè)備匯總 工藝計算匯總 工業(yè)爐類設(shè)備工藝計算匯總 22 表 原料預(yù)熱爐計算匯總 23 表 轉(zhuǎn)化爐計算匯總 24 反應(yīng)器類設(shè)備工藝計算匯總見表 25 塔類設(shè)備工藝計算匯總見表 26 冷卻換熱設(shè)備工藝計算匯總見表 27 容器類設(shè)備工藝計算匯總見表 28 安全閥工藝計算匯總見表 29 7 消耗指標(biāo)及能耗 催化劑、化學(xué)藥劑及輔助材料 催化劑 1) 加氫催化劑 表 加氫催化劑性質(zhì) 30 2) 脫氯劑及脫硫劑 表 脫氯劑及脫硫劑性質(zhì) 31 3) 轉(zhuǎn)化催化劑 表 轉(zhuǎn)化催化劑性質(zhì) 4) 中變催化劑性質(zhì) 表 中變催化劑性質(zhì) 32 5) 催化劑用量匯總表 表 催化劑用量匯總表 6) 吸附劑 (PSA 氫提純系統(tǒng) ) 表 吸附劑裝填量表 化學(xué)藥劑 表 化學(xué)藥劑消耗量 輔助材料 1) 瓷球及填料 33 表 瓷球及填料性質(zhì) 2) 瓷球及填料裝填量 表 瓷球及填料裝填量 公用工程消耗 水用量 (見表 ) 電用量 (見表 ) 蒸汽用量 (見表 ) 壓縮空氣用量 (見表 ) 氮氣用量 (見表 ) 燃料氣用量 (見表 ) 裝置消耗量匯總 (見表 ) 34 表 水 用量 35 表 電用量 36 表 蒸汽用量 表 壓縮空 氣用量 表 氮氣用量 表 燃料氣用量 37 表 裝置消耗量匯總 能耗計算 能耗計算見表 。 表 能耗計算 (計算方法按 GB/T504412020 規(guī)定 ) 注：設(shè)計產(chǎn)品氫氣量 38 節(jié)能措施 1) 變壓吸 附尾氣全部用作轉(zhuǎn)化爐的燃料，最大限度減少燃料氣用量。 2) 裝置內(nèi)的高溫位熱源（如轉(zhuǎn)化爐高溫?zé)煔狻⒏邷剞D(zhuǎn)化氣等）發(fā)生中壓蒸汽，與發(fā)生低壓蒸汽相比，節(jié)能 標(biāo)油 /1000Nm3 氫氣。 3) 一段加氫反應(yīng)器采用列管式等溫床反應(yīng)器，烯烴飽和反應(yīng)產(chǎn)生的熱量發(fā)生 中壓蒸汽，既滿足了一段加氫反應(yīng)的等溫要求，又可發(fā)生中壓蒸汽 。 4) 煙道氣、轉(zhuǎn)化氣的產(chǎn)汽系統(tǒng)采用二合一的自然循環(huán)式產(chǎn)汽流程，減少了動力消耗。 5) 轉(zhuǎn)化過程選用適宜的水碳比，有利于降低轉(zhuǎn)化爐的燃料消耗。 6) 優(yōu)化 換熱流程，合理利用余熱溫位，提高有效能利用效率。 ① 合理利用轉(zhuǎn)化爐煙氣能量。 根椐加熱各介質(zhì)溫位和轉(zhuǎn)化爐煙氣能級確定對流室各吸熱段的位置，以節(jié)省燃料。 ② 利用煙道氣低溫位余熱預(yù)熱燃燒空氣，有利于降低轉(zhuǎn)化爐的能耗。 ③ 在維持合理傳熱溫差的前提下，降低排煙溫度，提高轉(zhuǎn)化爐、原料預(yù)熱爐的熱效率，以降低燃料消耗。 ④ 利用中變氣高溫位余熱預(yù)熱鍋爐給水、除鹽水，降低裝置能耗。 7) 除氧器除氧采用連續(xù)排污所產(chǎn)生的擴容蒸汽，節(jié)能 標(biāo)油/1000Nm3氫氣。 8) 采用空氣冷卻中變氣，減少循環(huán)水用量 772t/h，節(jié)能 標(biāo)油 /1000Nm3氫氣。 9) 從中變氣中分離出的酸性凝結(jié)水， 經(jīng)汽提后送往除氧器， 節(jié)約除鹽水用量 ， 節(jié)能 /1000Nm3氫氣。 39 8 生產(chǎn)控制分析 該裝置所生產(chǎn)的產(chǎn)品為工業(yè)氫氣。設(shè)計要求對原料、產(chǎn)品、過程物流進行指標(biāo)控制及相應(yīng)分析的項目列于表 81。 表 81 生產(chǎn)控制分析 注：除上述分析項目外，還有下列在線分析： 1) 轉(zhuǎn)化爐輻射段出口煙氣氧含量分析，量程為 0～ 10%V。 2) 提氫塔出口氣體氫含量分析，量程為 98%～ 100%V。 3) 產(chǎn)品氫 CO+CO2 微量分析，量程為 0～ 100ppm。 9 環(huán)境保護 污染物排放及副產(chǎn)品的回收 副產(chǎn)品的回收及利用 40 該裝置副產(chǎn)的脫附氣全部送至轉(zhuǎn)化爐作燃料氣；從中變氣分離出的酸性凝結(jié)水汽提凈化后全部送入除氧器除氧后作鍋爐給水；中壓汽包的連續(xù)排污水經(jīng)連續(xù)排污擴容器產(chǎn)生擴容蒸汽后作除氧器的汽提蒸汽。 廢氣污染源及污染物 該裝置的主要廢氣污染源是原料預(yù)熱爐和轉(zhuǎn)化爐排放的煙氣，煙氣排放量及組成見表 。 表 煙氣排放量及組成 該裝置開、停工排放及事故狀態(tài)下安全閥泄放的易燃、易爆氣體均密閉排放至工廠火炬系統(tǒng)焚燒。 廢水污染源及污染物 該裝置產(chǎn)生的廢水包括裝置開停工和機泵冷卻排放的含油污水、地面沖洗水、定期排污擴容器排放的含鹽污水。裝置排放廢液基本情況見表 。 表 裝置排放廢液基本情況 廢渣污染源及污染物 該裝置廢渣包括反應(yīng)器和轉(zhuǎn)化爐定期更換的廢催化劑、瓷球以及提氫塔定期更換的廢吸附劑、瓷球。廢渣排 放情況列于表 。 41 表 廢渣排放表 噪聲 該裝置的噪聲主要來源于壓縮機、風(fēng)機、泵、空冷器風(fēng)機、原料預(yù)熱爐和轉(zhuǎn)化爐燃燒器、中壓蒸汽放空。 污染治理措施 為貫徹國家頒布的環(huán)境保護法律、法規(guī)，在發(fā)展生產(chǎn)的同時保護好人類賴以生存的環(huán)境，該項目在設(shè)計中主要采取了以下污染防治措施和控制方案： 廢氣治理 開、停工排放及事故狀態(tài)下安全閥泄放采用密閉排放系統(tǒng)，防止氣體泄漏。原料預(yù)熱爐和轉(zhuǎn)化爐的煙氣分別通過 20 米煙囪和 45米煙囪排放，煙氣排放符合國家標(biāo)準《大 氣污染物綜合排放標(biāo)準》（ GB162971996）。 廢水治理 廢水的治理遵循“清污分流，分類排放”的原則。 1) 開、停工及機泵冷卻排放的含油污水收集后，排入現(xiàn)有廠區(qū)污水處理場統(tǒng)一處理。 2) 產(chǎn)汽設(shè)備排出的少量含鹽污水經(jīng)新鮮水冷卻后，排入現(xiàn)有廠區(qū)污 42 水處理場處理。 廢渣治理 該裝置排放的廢渣為定期更換的廢催化劑和瓷球，其中廢催化劑經(jīng)工藝鈍化處理后送有資質(zhì)的環(huán)保處理單位回收處理；定期排放的廢瓷球，首先進行蒸汽脫污處理，然后采用無害化填埋方式處理。 噪聲控制 本設(shè)計優(yōu)先選用低噪聲的電機；原料預(yù)熱爐和轉(zhuǎn)化爐燃燒器選用噪聲＜ 85dB；中壓蒸汽放空管道設(shè)置消聲器。采用上述措施后，該裝置的噪聲指標(biāo)符合《石油化工企業(yè)環(huán)境保護設(shè)計規(guī)范》（ SH302495）的要求。 10 職業(yè)安全衛(wèi)生 生產(chǎn)介質(zhì)的危害 該裝置涉及到的主要工藝介質(zhì)及其特性見表 。 表 主要工藝介質(zhì)及其特性 主要生產(chǎn)崗位危險因素分析 該裝置處理的物料為易燃、易爆介質(zhì)。主要生產(chǎn)崗位危險因素分析見表 。 43 表 主要生產(chǎn)崗位危險因素分析 生產(chǎn)過程中的主要有毒有害物質(zhì) 1) 該裝置生產(chǎn)過程中對人體健康產(chǎn)生危害的物質(zhì)主要有氫氣、甲烷、乙烷、乙烯等，這些物質(zhì)的性質(zhì)如下： ① 氫氣 (H2)：氫氣為無色、無臭、無味、無毒、易燃易爆的氣體；在空氣中的自然點 530℃，爆炸極限為 ～ %。 ② 甲烷 (CH4)：甲烷為無色、無臭的氣體，比重 ，分子量 ，沸點 ℃（ 760mmHg） ,甲烷與空氣混合達 ～ 15%濃度遇火就會爆炸，甲烷濃度達 25～ 30%以上就會使人缺氧導(dǎo)致呼 吸困難。 ③ 乙烯 (C2H4)：乙烯為無色氣體，有特殊的香味。比重 ，分子量 ，沸點 104℃，爆炸極限為 %，乙烯與空氣混合物在接觸任何火源時都可燃燒。在空氣中，乙烯是一種窒息劑，濃度為 50%而氧含量低于 11%，能使人昏迷，更低則使人死亡。 ④ 其它：乙烷、丙烷、丙烯等烴類氣體均為易燃、易爆、無毒氣體，濃度高時都使人因缺氧而導(dǎo)致呼吸困難。 2) 粉塵危害 裝置定期裝卸催化劑，可能造成粉塵污染，車間空氣中最高允許濃度為 10mg/m3。 3) 噪聲危害 噪聲主要來源為裝置的機 泵、空冷器、壓縮機、鼓風(fēng)機、加熱爐、 44 轉(zhuǎn)化爐及各種管線放空等。 安全衛(wèi)生措施 安全措施 1) 爆炸危險場所劃分根據(jù)《 爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范 》 GB5005892 的規(guī)定，按裝置的爆炸危險環(huán)境和火災(zāi)危險環(huán)境進行區(qū)域劃分。該裝置火災(zāi)危險分類為甲類，爆炸和火災(zāi)危險場所劃分為 2 區(qū)。 2) 設(shè)備平面布置、設(shè)備選型滿足防火、防爆安全規(guī)范要求，并針對制氫裝置高溫、中壓、臨氫、易燃、易爆等特點，將同類設(shè)備分區(qū)集中布置，以利于安全管理和安全操作。 3) 裝置中的明火源（加熱爐、轉(zhuǎn) 化爐）放置在裝置甲類危險設(shè)備的全年最小風(fēng)頻的下風(fēng)向，與工藝設(shè)備的防火間距滿足《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》 GB501602020。 4) 對工藝操作中可能超壓的反應(yīng)器、容器等設(shè)備均設(shè)置安全泄