PSA基本工艺说明指导书专业资料.doc

4000Nm3/h催化干气变压吸附氢提纯装置

工艺阐明书

编 制
校 对

审 核

目 录

第一节 概述
第二节 工艺
第三节 设备
第四节 公用工程
第五节 自动仪表
第六节 电气
第七节 分析化验
第八节 消防
第九节 环保
第十节 劳动安全卫生
第十一节 工艺安装阐明
第十二节 装置定员

第一节 概述

一、 设计根据
a） *******************4000Nm3/h催化干气PSA氢气提浓装置《合同技术附件》
b）*******************提供地质气象条件。

二、 装置概况

2.1 装置规模
变压吸附（PSA）氢提纯装置设计原料为：催化干气。
装置设计公称规模为：解决原料气4000Nm3/h。
装置生产方式为：持续操作，设计年开工时数为8000小时。
装置负荷弹性为：30-110%。

2.2 生产方案
本装置以催化干气为原料，采用变压吸附技术，通过运用吸附剂选取吸附，一次将原料气中除氢以外杂质吸附掉，直接分离出纯度不不大于99.99%产品氢气，送出界区。
2.3 设计界区
2.3.1 界区示意图(见装置设备平面布置图)

2.3.2 界区边界条件表
名称
介质
流量
压力MPa
温度℃
输送 方式
管道规格
接口 位置
备注
原料
催化干气
4000Nm3/h
0.5
40
管道
DN150,4A2
管廊上,界区外1米
来自催化
产品
氢气
1466.57Nm3/h
0.45
常温
管道
DN100,4A9
同上
去氢管网
副产品
解吸气
2533.43Nm3/h
0.02
40
管道
DN250,2A4
同上
出界区
排液
含油污水
少量
0.01
常温
管道
DN40,1A2
界区外1米
去含油污水总管
放空
可燃气体
最大40000Nm3/h
0.04
常温
管道
DN150,2A4
界区外1米
去火炬管网
公用工程
净化风
10Nm3/h
0.3
常温
管道
DN40,1X2
管廊上,界区外1米
仪表、 阀门用
氮气
1000Nm3/次
0.5
常温
管道
DN50,2A2
界区外1米
置换用
冷却水上水
30t/h
0.4
32
管道
DN80,1A2
界区外1米
冷却用
冷却水回水
30t/h
0.25
40
管道
DN80,1A2
界区外1米
冷却用
低压蒸汽
0.2t/h
0.50
130
管道
DN40,2A3
界区外1米
伴热用

2.4 设计范畴
变压吸附(PSA)装置设计范畴涉及催化尾气和加氢尾氢进PSA单元至产品氢及解吸气出PSA界区某些工艺设备、电气仪表及公用工程等设计。
2.5 设计原则
a) 严格遵守国家、中石化总公司、部及院各级现行原则规范,结合装置地理位置条件，精心设计，保证质量。
b) 在环保、建筑防火、劳动安全卫生等方面,严格执行国家及地区关于法规。

2.6 工艺流程特点
在充分考虑原料气条件以及顾客实际状况和需求后，为顾客拟定工艺流程、配套工艺设备及软件技术有如下技术特点：
☆ 变压吸附某些采用8-3-3 VPSA工艺技术，具备如下长处：
⑴．采用多塔同步吸附VPSA流程,吸附剂运用率高；
⑵．均压次数多，且再生过程无需用氢气吹扫，因而在原料气氢含量局限性50％，压力只有0.5MPa状况下也能获得较高回收率；
⑶．真空时间长并且持续，真空泵能量运用充分，吸附剂再生效果好；
☆ 8-3-3 VPSA流程解吸气控制系统采用了先进两级缓冲调节系统，解吸气热值、压力和流量更稳定，更有助于解吸气压缩。
☆ 本装置先进PSA专用软件在某个吸附塔浮现故障时，可自动无扰动地将故障塔切除，转入7塔、6塔、5塔、四塔操作。因而大大地提高了装置运营可靠性。
☆ 本装置先进PSA专用软件可实现自动优化功能，即在原料气解决量和纯度发生变化时，可自动调节吸附时间，在保证产品纯度合格状况下尽量提高氢气回收率。
☆ 本装置吸附剂采用密相装填技术，可进一步减小床层死空间，提高氢气回收率。

第二节 工艺

一、 生产流程
1.1 流程示意图
见装置工艺PFD图：SP0601－020－01
1.2 工艺原理
吸附：当两种相态不同物质接触时，其中密度较低物质分子在密度较高物质表面被富集现象和过程。具备吸附作用物质（普通为密度相对较大多孔固体）被称为吸附剂，被吸附物质（普通为密度相对较小气体或液体）称为吸附质。吸附按其性质不同可分为四大类，即：化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附。PSA制氢装置中吸附重要为物理吸附。
物理吸附是指依托吸附剂与吸附质分子间分子力（涉及范德华力和电磁力）进行吸附。其特点是：吸附过程没有化学反映，吸附过程进行极快，参加吸附各相物质间动态平衡在瞬间即可完毕，这种吸附是完全可逆。
变压吸附氢提纯工艺过程之因此得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具备两个性质：一是对不同组分吸附能力不同，二是吸附质在吸附剂上吸附容量随吸附质分压上升而增长，随吸附温度上升而下降。运用吸附剂第一种性质，可实现对含氢气源中杂质组分优先吸附而使氢气得以提纯；运用吸附剂第二个性质，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，从而构成吸附剂吸附与再生循环，达到持续分离提纯氢气目。
吸附剂：工业PSA-H2装置所选用吸附剂都是具备较大比表面积固体颗粒，重要有：活性氧化铝类、活性炭类、硅胶类和分子筛类。吸附剂最重要物理特性涉及孔容积、孔径分布、表面积和表面性质等。不同吸附剂由于有不同孔隙大小分布、不同比表面积和不同表面性质，因而对混合气体中各组分具备不同吸附能力和吸附容量。
正是吸附剂所具备这种：吸附杂质组分能力远强于吸附氢气能力特性，使咱们可以将混合气体中氢气提纯。吸附剂对各种气体吸附性能重要是通过实验测定吸附等温线来评价。优良吸附性能和较大吸附容量是实现吸附分离基本条件。
同步，要在工业上实既有效分离，还必要考虑吸附剂对各组分分离系数应尽量大。所谓分离系数是指：在达到吸附平衡时，（弱吸附组分在吸附床死空间中残存量/弱吸附组分在吸附床中总量）与（强吸附组分在吸附床死空间中残存量/强吸附组分在吸附床中总量）之比。分离系数越大，分离越容易。普通而言，变压吸附氢提纯装置中吸附剂分离系数不适当不大于3。
此外，在工业变压吸附过程中还应考虑吸附与解吸间矛盾。普通而言，吸附越容易则解吸越困难。如对于C5、C6等强吸附质，就应选取吸附能力相对较弱吸附剂如硅胶等，以使吸附容量恰当而解吸较容易；而对于N2、O2、CO等弱吸附质，就应选取吸附能力相对较强吸附剂如分子筛、CO专用吸附剂等，以使吸附容量更大、分离系数更高。
此外，在吸附过程中，由于吸附床内压力是不断变化，因而吸附剂还应有足够强度和抗磨性。
在变压吸附氢提纯装置惯用几种吸附剂中，活性氧化铝类属于对水有强亲和力固体，普通采用三水合铝或三水铝矿热脱水或热活化法制备，重要用于气体干燥。
硅胶类吸附剂属于一种合成无定形二氧化硅，它是胶态二氧化硅球形粒子刚性持续网络，普通是由硅酸钠溶液和无机酸混合来制备，硅胶不但对水有极强亲和力，并且对烃类和CO2等组分也有较强吸附能力。
活性炭类吸附剂特点是：其表面所具备氧化物基团和无机物杂质使表面性质体现为弱极性或无极性，加上活性炭所具备特别大内表面积，使得活性炭成为一种能大量吸附各种弱极性和非极性有机分子优良吸附剂。
沸石分子筛类吸附剂是一种含碱土元素结晶态偏硅铝酸盐，属于强极性吸附剂，有着非常一致孔径构造，和极强吸附选取性。
对于构成复杂气源，在实际应用中经常需要各种吸附剂，按吸附性能依次分层装填构成复合吸附床，才干达到分离所需产品组分目。
吸附平衡：吸附平衡是指在一定温度和压力下，吸附剂与吸附质充分接触，最后吸附质在两相中分布达到平衡过程。在实际吸附过程中，吸附质分子会不断地碰撞吸附剂表面并被吸附剂表面分子引力束缚在吸附相中；同步吸附相中吸附质分子又会不断地从吸附剂分子或其他吸附质分子得到能量，从而克服分子引力离开吸附相；当一定期间内进入吸附相分子数和离开吸附相分子数相等时，吸附过程就达到了平衡。在一定温度和压力下，对于相似吸附剂和吸附质，该动态平衡吸附量是一种定值。
在压力高时，由于单位时间内撞击到吸附剂表面气体分子数多，因而压力越高动态平衡吸附容量也就越大；在温度高时，由于气体分子动能大，能被吸附剂表面分子引力束缚分子就少，因而温度越高平衡吸附容量也就越小。
咱们用不同温度下吸附等温线来描述这一关系，如下图：

V3
V2
V1
P2
吸附压力点
P1
解吸压力点
B
V4
杂质分压
A
吸附容量
高温
常温
D
C

从上图B→C和A→D可以看出：在压力一定期，随着温度升高吸附容量逐渐减小。吸附剂这段特性正是变温吸附（TSA）工艺所运用特性。
从上图B→A可以看出：在温度一定期，随着压力升高吸附容量逐渐增大；
变压吸附过程正是运用上图中吸附剂在A-B段特性来实现吸附与解吸。吸附剂在常温高压(即A点)下大量吸附原料气中除氢以外杂质组分，然后减少杂质分压(到B点)使各种杂质得以解吸。
解吸：在吸附剂上被吸附杂质解吸普通有两种方式：①通过加热吸附剂床层，提高被吸附杂质动能，使得被吸附杂质分子不断从吸附剂表面逸出而解吸，变温吸附即属于此方式.②通过减少倍吸附杂质分压，使得被吸附杂质分子不断从吸附剂表面逸出而解吸,变压吸附(VPSA,PSA)即属于此方式。
在实际工业应用中普通根据气源构成、压力及产品技术指标规定不同来选取PSA、TSA或PSA+TSA工艺。变温吸附法循环周期长、投资较大，但再生彻底，通惯用于微量杂质或难解吸杂质净化；变压吸附循环周期短，吸附剂运用率高，吸附剂用量相对较少，不需要外加换热设备，被广泛用于大气量多组分气体分离与纯化。
但普通在PSA工艺中吸附剂床层压力虽然降至常压，被吸附杂质也不能完全解吸，这时可采用两种办法使吸附剂完全再生：一种是用产品气对床层进行“冲洗”，将较难解吸杂质冲洗下来，其长处是在常压下即可完毕，不再增长任何设备，但缺陷是会损失产品气体，减少产品气收率；另一种是运用抽真空办法进行再生，使较难解吸杂质在负压下强行解吸下来，这就是普通所说真空变压吸附(Vacuum Pressure Swing Absorption,缩写为VPSA)。VPSA工艺长处是再生效果好，产品收率高，但缺陷是需要增长真空泵。
实际采用何种流程需要依照详细原料气构成、流量、顾客对回收率、投资和装置占地面积等规定而灵活拟定。
对于从催化干气中提纯H2变压吸附装置，由于原料气压力较低，氢气含量较低，原料气中杂质含量高且组分非常复杂，因而采用低压吸附、抽真空方式进行吸附剂再生更为合理，这样流程好处有：
A、吸附压力低，不必对大量杂质组分升压，因而能耗低。
B、真空再生，可保证重组分再生效果。
C、再生时无需消耗氢气，才干保证使用低氢含量原料气时氢气产量。
因此，本装置采用抽真空再生8-3-3 VPSA流程。
其核心为总共8台吸附塔，3塔同步吸附，涉及3次持续均压回收氢气过程，真空再生过程持续。
二、 流程简述：
来自界区外催化干气，压力为0.5MPa(G)、温度40℃。进入PSA氢提纯界区后，进入由八个吸附塔构成PSA装置，其中三个吸附塔始终处在同步进料吸附状态，其工艺过程由吸附、三次均压降压、逆放、抽真空、三次均压升压和产品最后升压等环节构成。
PSA装置详细工作过程如下： （以一种吸附塔为例阐明其过程）
1) 吸附过程
原料气自塔底进入吸附塔(T101A～H)中正处在吸附工况两台塔，在吸附剂选取吸附条件下一次性除去氢以外绝大某些杂质，获得纯度不不大于99.99％氢气，从塔顶排出送出界区。
当被吸附杂质传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段某一位置时，停止吸附，转入再生过程。
2）一均降压过程。
吸附结束后，关闭XV-101A，XV-102A，塔T101A停止进原料，通过程控阀XV-103A，XV-103E与刚完毕二均升环节E塔相连进行均压，这时塔T101A死空间内高压氢气均入塔T101E得以回收，直到两塔压力基本相等时，结束一均降过程。
3）二均降压过程。
一均降压结束后，塔T101A又通过程控阀XV-104A，XV-104F进行二均降,这时塔T101A死空间内高压氢气继续均入塔T101F得以回收，直到两塔压力基本相等时，结束二均降过程。
4）三均降压过程。
二均降压结束后，塔T-101A又通过程控阀XV-104A，XV-104G与刚完毕抽真空环节塔T-101G进行均压，这时A塔死空间内高压氢气就接着均入G塔，得以继续回收。直到两塔压力基本相等时，结束三均降压过程。
5） 逆放过程
均压过程结束后，塔T-101A压力已降至0.05MPa.G左右,这时,杂质已开始从吸附剂中解吸出来，于是打开逆放程控阀XV-105A，逆着吸附方向将吸附塔压力降至0.02MPa.G左右。逆放出解吸气被送入逆放气缓冲罐V-102。
6) 抽真空过程
逆着吸附方向，通过抽真空对吸附塔进行再生进一步减少被吸附组分分压,使其从吸附剂中完全解吸出来。
7）三均升压过程。
冲洗过程结束后，塔T-101A通过程控阀XV-104A，XV-104C与刚完毕二均降压环节C塔相连进行均压升压，这时C塔死空间内高压氢气就流入A塔被回收，同步A塔压力得以上升，直到两塔压力基本相等。
8）二均升压过程。
三均升压过程结束后，塔T-101A通过程控阀XV-104A，XV-104D与T-101D进行均压升压，这时T-101A(D)中高压氢气就流入塔T-101D(A)被回收，同步塔T-101A压力得以继续上升，直到两塔压力基本相等。
9）一均升压过程。
二均升压过程结束后，塔T-101A通过程控阀XV-103A，XV-104E与刚完毕吸附环节塔T-101E进行均压升压，回收塔T-101E死空间内高压氢气，同步塔T-101A压力得以继续上升，直到两塔压力基本相等。
三次均压升过程，不但可以回收其她吸附塔内死空间氢气，提高氢气回收率，并且也是逐渐提高吸附塔压力，使吸附塔在无压力波动状况下切换到吸附状态。
10) 产品气升压过程
经持续三次均压升压过程后，塔T-101A压力已升至0.35MPa.G左右,这时通过程控阀XV-103A，XV-107以及调节阀HV-101用产品氢对吸附塔进行最后升压，直到使其达到吸附压力。
通过以上环节后，A塔吸附剂得到了完全再生，同步又重新达到了吸附压力，因而已可无扰动地转入下一次吸附。
其她各吸附塔工作过程与塔T-101A完全相似，只是在时间上互相错开吸附时间三分之一，8个塔交替吸附即可实现持续分离提纯氢气目。
PSA单元工艺步序表：
时序

流程8-3-3 VPSA 流程时序表

吸附塔
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
T101A
A
A
A
A
A
A
E1D
E2D
E3D
D
V
V
E3R
E2R
E1R
FR
T101B
E1R
FR
A
A
A
A
A
A
E1D
E2D
E3D
D
V
V
E3R
E2R
T101C
E3R
E2R
E1R
FR
A
A
A
A
A
A
E1D
E2D
E3D
D
V
V
T101D
V
V
E3R
E2R
E1R
FR
A
A
A
A
A
A
E1D
E2D
E3D
D
T101E
E3D
D
V
V
E3R
E2R
E1R
FR
A
A
A
A
A
A
E1D
E2D
T101F
E1D
E2D
E3D
D
V
V
E3R
E2R
E1R
FR
A
A
A
A
A
A
T101G
A
A
E1D
E2D
E3D
D
V
V
E3R
E2R
E1R
FR
A
A
A
A
T101H
A
A
A
A
E1D
E2D
E3D
D
V
V
E3R
E2R
E1R
FR
A
A
阐明：
A：吸附 E1D～E3D：1～3次均压降压
D：逆放 E1R～E3R：1～3次均压升压 V：抽真空 FR：产品升压

三、 重要操作条件
序号
步序
操作压力
温度
1
吸附 （A）
0.5
常温
3
一均降压 （E1D）
0.5 0.355
常温
4
二均降压 （E2D）
0.355 0.21
常温
5
三均降压 （E3D）
0.21 0.065
常温
6
逆放 （D）
0.065 0.02
常温
7
抽真空 （V）
0.02 -0.08
常温
8
三均升压 （E3R）
-0.08 0.065
常温
9
二均升压 （E2R）
0.065 0.21
常温
10
一均升压 （E1R）
0.21 0.355
常温
11
产品气升压 （FR）
0.355 0.5
常温

四、 吸附塔压力变化

五、 原料及产品重要技术规格
4.1 原料性质
4.1.1 变压吸附氢提纯装置原料气为4000Nm3/h催化干气
其性质及规格如下：　
温度： 40℃
压力： 0.5MPa (G)
组分：
组分
Kg/h
Wt%
Nm3/h
Mol%
H2
154.04
5.74
1725.2
43.13
CH4
581.43
21.67
814.0
20.35
C2H4
355.00
13.23
284.0
7.10
C2H6
523.93
19.52
391.2
9.78
C3
51.07
1.90
26.0
0.65
C4
48.68
1.81
18.8
0.47
C5
63
2.35
19.6
0.49
N2
906.5
33.78
725.2
18.13
共计
2683.65
100
4000
100

4.2 产品规格：
4.2.1产品氢气规格：
温度： 40℃
压力： 0.45MPa(G)
流量： 1466.57Nm3/h
组分： V%
H2 99.99
N2 0.01
∑ 100.00
4.2.2 付产品：解吸气
温度： 40℃
压力： 0.02MPa(G)
流量： 2533.43Nm3/h
构成:
组分
V%
H2
10.02
CH4
32.07
C2H4
11.19
C2H6
15,42
C3
1.03
C4
0.74
C5
0.77
N2
28.62
共计
100

六、 物料平衡表
物料名称
原料气
产品氢气
解吸气
构成
Nm3/h
mol%
Nm3/h
Mol%
Nm3/h
mol%
H2
1725.2
43.13
1466.42
99.99
258.78
10.02
CH4
814.0
20.35

814.0
32.07
C2H4
284.0
7.10

284.0
11.19
C2H6
391.2
9.78

391.2
15,42
C3
26.0
0.65

26.0
1.03
C4
18.8
0.47

18.8
0.74
C5
19.6
0.49

19.6
0.77
N2
725.2
18.13
0.15
0.01
725.05
28.62
共计
2683.65
100
1466.57
100
2533.43
100

七、 附图附表
5.1 工艺管道仪表流程图图例、代号阐明 SP0601-020-00
5.2 工艺原则流程图（PFD） SP0601-020-01
5.3 工艺管道、仪表流程图（PID） SP0601-020-02
5.4 工艺设备一览表 HB01-02
5.5 管线表 HB01-03
5.6 安全阀计算汇总表 HB01-04
5.7 非标设备条件表 HB01-05/1-4
5.8 自控设计条件表 HB01-06
5.9 调节阀设计条件表 HB01-07
5.10 报警和联锁保护一览表 HB01-08
5.11 顺序控制逻辑表 HB01-09
第三节 设 备

一、 本工程采用原则规范
《压力容器安全技术监察规程》 （1910版）
《钢制压力容器》一、二、三 GB150-98
《钢制管壳式换热器》 GB151-98
《钢制压力容器—分析设计原则》 JB4732-95
《钢制塔式容器》 JB4710-92

二、 设备概况
本装置共有设备13台，其中涉及8台疲劳容器。
设备分类表
设备类型
数量（台）
材 质
备 注
罐
3台
碳钢

塔
8台
16MnR
疲劳容器
真空泵
2台
碳钢

三、 重要设备简介
2.1 非标设备条件见图表：HB01-05/1～4
2.2吸附塔设计阐明
本装置吸附塔（T-101A～H）为疲劳容器，共8台。
吸附塔内装吸附剂，设计寿命，按操作压力在2.5～-0.08MPa之间交变，循环次数3.5×104次/年进行疲劳设计。
以上疲劳容器设计、制造按JB4732-95《钢制压力容器-分析设计原则》执行。
四、 非标设备设计及制造技术规定详见设备专业设计文献 第四节 公用工程

一、 冷却水用量
序号
使 用
地 点
温度
℃
压力
MPa
夏季用量
冬季用量
用途
备注
正常t/h
最高 t/h
正常 t/h
最高 t/h
1
真空泵P101
32
0.4
20.0
30.0
16.0
24.0
冷却

2

3

合 计

20.0
30.0
16.0
24.0

二、 电用量
序
号
使 用
地 点
电压
V
设备数量 台
设备容量kW
轴功率
KW
年工作
时 数
年用电量
104kWh.N
备
注
操作
备用
操作
备用
1
仪表用电
220

4
2
4.0
8000
3.2
持续
2
照明用电
220
20

0.2X20

4.0
4000
1.6
间断
3
真空泵P101
380
2

90X2

160
8000
128
持续
4

5

6

共计
220

8
2
8

4.8

380

180

160

128

三、 压缩空气用量
序号
使用地点及用途
用 量 Nm3/h
备 注
非 净 化
净 化
正 常
最 大
正 常
最 大
1
2
3
4
5
6
7
1
仪表及程控阀用

50

压力:0.4MPa
2
吹扫用
.0

开工间断用量

四、 伴热蒸汽用量
序
号
名
称
使用地点及用途
用 量
Nm3/h
压力
MPa
(abs)
纯度
规定
备 注
正 常
最 大
1
2
3
4
5
6
7
8
1
低压蒸汽
冬季伴热用

0.2T/h
≥0.3
/
温度:130-150℃

五、 氮气用量
序
号
名
称
使用地点及用途
用 量
Nm3/h
压力
MPa
(abs)
纯度
规定
备 注
正 常
最 大
1
2
3
4
5
6
7
8
1
氮气
开停车用

1000
≥0.4
≥99.5%
开车一次用量

六、 催化剂、化学药剂用量
序号
名 称
型号或规格
形状
一 次装入量t (m3)
预期寿命(年)
备 注
1
2
3
4
5
6
7
1
氧化铝
吸附剂
φ3～5
球状
2(2.67)
20

2
SP-SI01
吸附剂
φ2～3
球状
4.4(5.64)
20
专有技术
3
SP-15B
专用吸附剂
φ1.5
柱状
10.6(21.2)
20
专有技术
4
SP-15D
专用吸附剂
φ1.5
柱状
5.6(8.62)
20
专有技术
5
SP-5A
分子筛
φ2～3
球状
34（43.6）
20
专有技术
第五节 自控仪表

一、 设计规范
a. SHB-Z05-95 《仪表回路图》
b. SHJ5-88 《石油化工公司自动化仪表选型设计规范》
c. SHB-Z02-95 《仪表符号和标志》
d. SHJ6-88 《石油化工公司控制室和自动分析室设计规范》
e. SHJ18-10 《石油化工公司信号报警、联锁系统设计规范》
f. SH3063-94 《石油化工公司可燃气体检测报警设计规范》
g. SH3406-96 《钢制管阀兰》
h. CD50A12-84 《调节阀口径计算设计规定》
i. GB50160-92 《石油化工公司设计放火规定》
j. GB50058-92 《爆炸和火灾危险环境电力设计规范》

二、 环境特性
本装置重要介质涉及催化干气、氢气、解吸气等,均为易燃易爆介质

三、 控制水平及仪表选型
本系统控制主机按西门子S7-300PLC系统选型，该系统具备更好网络功能和很高性能价格比。
本装置输入、输出点及控制回路如下：
模仿量输入信号： 17点（其中压力12点、流量2点、分析1点、液位2点(真空泵液位)，均为4～20mA原则信号）
模仿量输出信号： 5点均为4～20mA原则信号
开关量输入信号： 52点（其中DC24V 1.A隔爆型信号50点，无源信号2点）
开关量输出信号： 54点（均为DC24V 1.5A隔爆型信号）
调节回路： 共5套,均为本安调节回路

四、 仪表选型
4.1 本装置仪表选型原则上与原设计仪表选型尽量一致,并尽量采用智能仪表。
4.2 分析仪表
选用一台在线氢分析仪对产品纯度进行监控，输出信号为4～20mA。
4.3 流量仪表
流量测量普通选用孔板流量计加差压变送器。
4.4 压力仪表
现场压力批示仪表普通采用弹簧管压力表,外径F150,不锈钢表壳
压力和差压变送器与原设计一致，选用智能型变送器。
4.5 温度仪表
就地温度批示仪表选用双金属温度计，外径F150,不锈钢表壳，远传温度仪表与原设计一致。
4.6 阀位传感器
选用3040霍尔传感开关.
4.7 电磁阀
程控阀门驱动电磁阀选用进口ASCO气动电磁阀,信号为:DC24V 1.5A,防爆级别:DⅡCT4.
4.8 程控阀
本装置程控阀选用高性能气动程控阀.
4.9 调节阀
普通选用气动精小型调节阀，本装置调节阀选用无锡工装产品。
详细仪表设计内容见仪表专业设计文献
第六节 电气

由于本装置属于独立尾气回收氢气单元，因而配电室某些设计由总体院依照最后动力设备选型状况独立设计，以保证电气系统设计统一性和完整性，本装置电气某些设计重要涉及真空泵等动力设备配电设计、现场装置照明、检修电源箱、和装置防雷接地等内容。
用电条件见第四节用电条件表，详细电气设计内容见电气专业设计文献。

第七节 分析化验

7.1 本单元分析重要任务有：
a)负责进PSA装置原料气(催化干气)质量分析(全组分)
b)负责PSA装置产品氢气质量分析（氢纯度）
c)负责PSA装置副产解吸气质量分析(全组分)

7.2 本单元不设分析室，分析任务由顾客中心化验室统一进行。
7.3 分析内容：
详细分析内容、控制指标、分析次数及取样点，详见下表：
样品名称

分 分

分
析

析 析
原
产

化 次
料
品

验 数
气
氢
方
法

项

*

目 次/小时

H2
1/8
1/8
气相色谱

CH4
1/24
1/24
气相色谱

N2
1/24
1/24
气相色谱

C2
1/24
1/24
气相色谱

C3-C5
1/24
1/24
气相色谱

7.4 自动在线分析：吸附塔出口气体氢含量分析，量程为98～100%，控制指标:＞99.99%(V). 第八节 消防

一、 设计范畴
PSA氢提纯装置为独立尾气回收氢气单元，界区内无高温高压设备。本设计仅考虑PSA界区内灭火设施，防雷及防静电设计，界区外其她消防设施由顾客依照装置最后布置及工厂总图考虑。

二、 装置位置及占地
PSA氢提纯装置属于*******************新建PSA催化干气回收氢气单元，装置详细位置由顾客拟定，装置建议配管平面布置详见设备平面布置图：SP0601-020-03。
PSA装置总占地面积为： 250m2。

三、 火灾危险因素分析
本装置为甲类火灾危险装置，其使用物料及生产产品均具备易燃、易爆性质，装置中某些设备为压力容器和设备。重要危险物料类别、特性及其灭火剂种类如下表所示。
物料名称
爆炸极限
V%
火灾危险
类别
闪点
℃
自然点
℃
灭火剂种类
氢气
4～75
甲
气体
570
泡沫、干粉
C1-C5
5.0～15.0
甲
气体

干粉

四、 防火办法
依照装置火灾危险特点，防火安全设计本着“防止为主，防消结合”原则，从防止火灾，防止火灾蔓延和消防三方面采用办法，保证防火安全。
4.1 平面布置
装置内设备平面布置采用流程式及同类设备相对集中布置相结合原则，装置与周边设施及装置内部设备之间防火间距符合《石油化工公司设计防火规范》规定。装置内道路及铺砌载重区与装置外道路相通，既可为检修使用，同步可作为消防通道。
各厂房均按规范规定设有楼梯和安全出口，厂房内最远工作地点到外部出口或楼梯距离按规范规定设立。
4.2 危险物料安全控制
对危险物料安全控制是防火有效办法之一。本装置设计为密闭系统，使易燃易爆和可燃物料在操作条件下置于密闭设备和管道中，各个连接处采用可靠密封办法。装置采用PLC控制系统，对全装置进行集中显示，集中控制和操作。工艺控制系统中设有越限报警和联锁保护系统，保证危险物料始终处在安全控制中。对也许超压塔、容器等设备设立安全阀和阻火器，并与全厂泄压火炬系统连通，放空油气均进入火炬系统，不就地放空。压力容器或设备造型和设计严格执行关于国标。
在容易汇集易燃易爆气体场合，设立7台可燃气体浓度报警器，并将报警信号送至控制室。
4.3 电气防火
本装置爆炸危险区域划分执行《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92），爆炸危险区域中使用相应防爆级别电气设备；工作接地、保护接地、防雷接地及防静电接地设计为连在一起公用接地网，接地电阻不不不大于4欧姆。装置防爆区内照明灯均为防爆灯。
本装置属易燃易爆、高温高压持续生产环境，生产中突然中断电源将导致设备损坏、产品报废等经济损失，甚至危及人身安全，装置内大某些机泵属1、2级负荷，进行双电源、单母分段供电。装置内配电电缆重要沿电缆桥架设。
4.4 建筑物、构筑物防火
装置构筑物、建筑物设计严格执行《建筑设计防火规范》和《石油化工公司设计防火规范》，对需要做耐火保护承重框架、支架、裙座、管架均按规范规定进行耐火保护，耐火极限不低于1.5h。压缩机厂房为封闭式。建筑物泄压通过使用轻型墙板以及设计足够大开窗面积实现。
4.5 火灾报警
本装置除采用行政电话“119”专用号报警外，还设有火灾自动报警系统，在控制室和配电间设有感温探测器和感烟探测器，在装置区设立手动报警按钮。在本装置内设立各厂行政电话均可通过电话“119”专用号报警。
4.6 排水安全办法
装置内含油污水管道下水井井盖与盖座接缝处密封，含油污水井采用含油污水专用无孔铸铁井盖及盖座。在塔、炉、泵、冷换设备等区围堰排出口、建筑物、管沟等排出口、含油污水干管出装置前均设立水封井，水封高度250毫米。在含油污水支、干管最高处检查井设立通气管。

五、 消防设计
消防设计执行《石油化工公司设计防火规范》、《建筑灭火器配备设计规范》、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》等关于规范。
本装置为甲类火灾危险性装置，按照1999年6月1日实行《石油化工公司实际防火规范》（1999年版）7.3.6条规定，本装置消防用水量为300升/秒。消防水由装置外部环状消防水管