膜法氢气回收系统运行小结
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总烃及 乙炔含量 ，并 每 ８ｈ对 主冷 中的液氧排放 １
次，避免了主冷中碳氢化合物的积聚，保证 了主 冷 的安全 ，为 系统 的快速启 动节约 了时 间。
４ 采取的措 施 为 了避免类 似事 故 的再 次发 生 ，改进 了循 环
分子筛带水程度较轻时 ，分子筛的吸附性能 下降 ，影响生产 ；严 重 时，板式换热 器被水和
烷 和部分 未被 回收 氢气 的尾气 经调 节阀减 压后送 往 吹风气 锅炉燃 烧产 生 中压蒸 汽 。
２ 主要设 备
膜 法氢 回 收装 置 的 主 要 设 备 及 规 格 型 号 见
表 １ 。
表 １ 主 要 设 备 及 规 格 型 号
３ 自控 装置
高到 了 １ ％ ， 同等 负 荷 下 ，合 成 氨 日产 量 增 加 ２
来 自合成 系统 压 力 为 ２ Ｐ ６Ｍ ａ的放 空 气 经调 节 阀减 压至 ８～１ Ｐ ，进 入洗 氨塔 ，在 洗 氨塔 １Ｍ ａ
等压氨回收塔净氨后原来主要用于居民区生活用 气 ，部分送吹风气锅 炉燃烧产生蒸 汽。２０ 年 ０８
１ ０月居 民区生 活 用 气 改 为 公 用 煤气 ，因 此 放 空 气全部用于吹风气锅炉燃烧。由于放空气中含有
中与高压水泵打进的软化水在填料层 中逆流接 触 ，放空气中的氨被水吸收后变成氨水，由塔底
排 出 ，送往 氨水提 浓装 置 ；脱 氨后 的气体 由塔顶
பைடு நூலகம்
排 出进入气液分离器 ， 使水吸过程中夹带的雾沫
大量可用于合成氨生产的有效气体——氢气，为
实现节能降耗，公司决定对系统进行改造 ，回收 放 空气 中的氢气 。经考察 ，膜 分离技 术 回收氢气 工艺合理 ，方案成熟 ， 投资少 ，回收期短 ，经济 效益显 著 。因此 公 司于 ２０ ０９年 ２月 与 中 国科 学
（ 济南盛源化肥有 限责任公 司，山东 济南 ２ ００ ） ５ １ １
［ 中图分类号 ］Ｔ １ ． ［ Ｑ １６ ２ ９ 文献标 识码］Ｂ ［ 文章编号］１０ ０４—９３ （ ００ ０ ０ ３ ０ ９２ ２ １ ）２— ０ ２— ２
０ 引 言
１ 工艺流 程简 述
我公 司是 一家 中型氮肥 企业 ，氨醇生 产 能力 １０ｋ ａ ２ ｔ 。合成氨 装 置生 产 过程 产 生 的放 空 气 经 ／
第 ２期 ２１ ０ ０年 ３月
中 氮
肥
Ｎｏ ２ ．
Ｍ— ｉ ｄ Ｎ ｔ ｇ ｎ ｕ ｅ ｔ ｉ ｒＰ ｏ ｒ ｓ Ｓｚ ｉ ｏ ｅ ｏ ｓ Ｆ ｒ ｌ ｅ ｒ ｇ ｅ ｓ ｅ ｒ ｉｚ
Ｍａ ． ２ ０ ｒ ０１
膜 法氢 气 回收 系统运 行 小 结
张艳 丽 。刘 兆军
经过水洗、加热后 的气体送入膜分离器中进
行分 离 ，分离 器 组 由 ３台 ＋１０ｍ ×３００ｍｍ ０ ｍ ０ 中空纤维 膜分 离器组 成 ，采 用 串联形式 连接 。每
回收装置 ，回收放空气中的氢气 。
［ 收稿 日期 ］２０ －９０ ０ ９０ －８
台分离器均可用 阀门切断或接通 ，根据不同的处
院大连 化学 物理研究 所合 作 ，新 上 了 １ 套膜 法氢
得到分离。水洗后气体氨含量低于 ２０× ０ ０ １ 一。
水洗后的气体温度在 ２ ５℃左右，进入套管 式换热器与 ０６Ｍ ａ ． Ｐ 的过热蒸汽换热 ，气体被加
热到 ３ ４ ５～ ５℃ ，使 气 体 温 度远 离 露 点 ，防止 气 体进 入膜 分离 器后产 生水雾 ，影 响分离 性能 。
理量 改变 回收 氢气 的纯 度和 回收率 。
［ 作者简介］张艳丽（ ９７ ， ， １７ 一） 女 山东济南人 ， 工程师。
过对 １分子筛加温延时，将其温度加至 １ 左 ８ｏ ０Ｃ 右， 回２ 来 个循环 （ ８ｈ ，使其 Ｃ ： 共 ） Ｏ 含量控制 在 ｌ １ 以下 ，具备向冷箱进行导气的条件，于 ×０
是进行 了分 流 系统 的临 时停 车再 开 车操作 。在 此
水池 ，时 间控 制 在 ２ ｉ ０ｍｎ以上 ，且 加 药 频 次改 为每 周 １ ，每 次加药 量 ２ ｇ 次 ５ｋ 。 采取 以上措施 后 ，没再发 生 由于加药 引起 的
空冷塔 带水 事故 。 ５ 经 验教训
停车期间，每 ２ｈ 分析 １ 次分馏塔主冷 中液氧的
Ｃ Ｏ 冻结 、堵 塞 ，相关 管道会 被冻裂 损 坏 ，需 要 停 车几 天花费 人力物 力去处 理 。本次从 发现 事故 （ ：４ ）到停 车完 毕 （０ ５ 仅 ０ ５ｈ ９ ５ １ ：１ ） ． ，停 车 处理 及时 才未造成 分 子筛 的大量进 水 。在今后 的 生产 中要注 意循 环水加 药要少 加 勤加 ，不能一 次 大量 的投入 。
了４ ～ ％。 ％ ５
此套 装置 配置 了安全联 锁 系统 ，对 原料 气超 压 、原料气 与 渗透气 的压差 超指 标 、洗 氨塔 氨水
５ 效 益分析
液位超高与超低限、气液分离器液位超高限、原
料气 超温等 均能进 行 自动停 车控 制 。停 车后分 离 器可 自动进入 自我保护 状态 。
水的加药方式。在循环水 池旁建 了一个小水池， 加 药时不 再把药 剂直接 投放 到循环 水 中 ，而是 加
入小 水池 内 ，用 一次水 稀释后 再缓缓 流人 大循环
第 ２期
张艳 丽等 ：膜法 氢 气回收 系统运行 小结
・ ３・ ３
气体通过调节阀进入膜分离器后，靠 中空纤
维膜 内外两 侧 压差 为推 动 力 ，通 过渗 透 、溶解 、 扩散 、解吸等 步骤 实现分 离 。中空纤 维膜 内侧形 成 富氢 区气 流 ，即 渗 透气 ，外 侧 形 成惰 性 气 流 ， 即尾 气 。渗透气 从膜 分离 器底部 输 出 ，进 入压缩 机 三段入 口，加 压后 重返合 成 系统 ；含 有 大量 甲
４ 运 行情况 总结
根 据实 际操作 运行 数据 和分析 结果 ，按渗 透 气 量 ４０ｍ ／ 、渗 透 气 中氢 含 量 ９ ％ 、每 年设 ５ ｈ ０
次，避免了主冷中碳氢化合物的积聚，保证 了主 冷 的安全 ，为 系统 的快速启 动节约 了时 间。
４ 采取的措 施 为 了避免类 似事 故 的再 次发 生 ，改进 了循 环
分子筛带水程度较轻时 ，分子筛的吸附性能 下降 ，影响生产 ；严 重 时，板式换热 器被水和
烷 和部分 未被 回收 氢气 的尾气 经调 节阀减 压后送 往 吹风气 锅炉燃 烧产 生 中压蒸 汽 。
２ 主要设 备
膜 法氢 回 收装 置 的 主 要 设 备 及 规 格 型 号 见
表 １ 。
表 １ 主 要 设 备 及 规 格 型 号
３ 自控 装置
高到 了 １ ％ ， 同等 负 荷 下 ，合 成 氨 日产 量 增 加 ２
来 自合成 系统 压 力 为 ２ Ｐ ６Ｍ ａ的放 空 气 经调 节 阀减 压至 ８～１ Ｐ ，进 入洗 氨塔 ，在 洗 氨塔 １Ｍ ａ
等压氨回收塔净氨后原来主要用于居民区生活用 气 ，部分送吹风气锅 炉燃烧产生蒸 汽。２０ 年 ０８
１ ０月居 民区生 活 用 气 改 为 公 用 煤气 ，因 此 放 空 气全部用于吹风气锅炉燃烧。由于放空气中含有
中与高压水泵打进的软化水在填料层 中逆流接 触 ，放空气中的氨被水吸收后变成氨水，由塔底
排 出 ，送往 氨水提 浓装 置 ；脱 氨后 的气体 由塔顶
பைடு நூலகம்
排 出进入气液分离器 ， 使水吸过程中夹带的雾沫
大量可用于合成氨生产的有效气体——氢气，为
实现节能降耗，公司决定对系统进行改造 ，回收 放 空气 中的氢气 。经考察 ，膜 分离技 术 回收氢气 工艺合理 ，方案成熟 ， 投资少 ，回收期短 ，经济 效益显 著 。因此 公 司于 ２０ ０９年 ２月 与 中 国科 学
（ 济南盛源化肥有 限责任公 司，山东 济南 ２ ００ ） ５ １ １
［ 中图分类号 ］Ｔ １ ． ［ Ｑ １６ ２ ９ 文献标 识码］Ｂ ［ 文章编号］１０ ０４—９３ （ ００ ０ ０ ３ ０ ９２ ２ １ ）２— ０ ２— ２
０ 引 言
１ 工艺流 程简 述
我公 司是 一家 中型氮肥 企业 ，氨醇生 产 能力 １０ｋ ａ ２ ｔ 。合成氨 装 置生 产 过程 产 生 的放 空 气 经 ／
第 ２期 ２１ ０ ０年 ３月
中 氮
肥
Ｎｏ ２ ．
Ｍ— ｉ ｄ Ｎ ｔ ｇ ｎ ｕ ｅ ｔ ｉ ｒＰ ｏ ｒ ｓ Ｓｚ ｉ ｏ ｅ ｏ ｓ Ｆ ｒ ｌ ｅ ｒ ｇ ｅ ｓ ｅ ｒ ｉｚ
Ｍａ ． ２ ０ ｒ ０１
膜 法氢 气 回收 系统运 行 小 结
张艳 丽 。刘 兆军
经过水洗、加热后 的气体送入膜分离器中进
行分 离 ，分离 器 组 由 ３台 ＋１０ｍ ×３００ｍｍ ０ ｍ ０ 中空纤维 膜分 离器组 成 ，采 用 串联形式 连接 。每
回收装置 ，回收放空气中的氢气 。
［ 收稿 日期 ］２０ －９０ ０ ９０ －８
台分离器均可用 阀门切断或接通 ，根据不同的处
院大连 化学 物理研究 所合 作 ，新 上 了 １ 套膜 法氢
得到分离。水洗后气体氨含量低于 ２０× ０ ０ １ 一。
水洗后的气体温度在 ２ ５℃左右，进入套管 式换热器与 ０６Ｍ ａ ． Ｐ 的过热蒸汽换热 ，气体被加
热到 ３ ４ ５～ ５℃ ，使 气 体 温 度远 离 露 点 ，防止 气 体进 入膜 分离 器后产 生水雾 ，影 响分离 性能 。
理量 改变 回收 氢气 的纯 度和 回收率 。
［ 作者简介］张艳丽（ ９７ ， ， １７ 一） 女 山东济南人 ， 工程师。
过对 １分子筛加温延时，将其温度加至 １ 左 ８ｏ ０Ｃ 右， 回２ 来 个循环 （ ８ｈ ，使其 Ｃ ： 共 ） Ｏ 含量控制 在 ｌ １ 以下 ，具备向冷箱进行导气的条件，于 ×０
是进行 了分 流 系统 的临 时停 车再 开 车操作 。在 此
水池 ，时 间控 制 在 ２ ｉ ０ｍｎ以上 ，且 加 药 频 次改 为每 周 １ ，每 次加药 量 ２ ｇ 次 ５ｋ 。 采取 以上措施 后 ，没再发 生 由于加药 引起 的
空冷塔 带水 事故 。 ５ 经 验教训
停车期间，每 ２ｈ 分析 １ 次分馏塔主冷 中液氧的
Ｃ Ｏ 冻结 、堵 塞 ，相关 管道会 被冻裂 损 坏 ，需 要 停 车几 天花费 人力物 力去处 理 。本次从 发现 事故 （ ：４ ）到停 车完 毕 （０ ５ 仅 ０ ５ｈ ９ ５ １ ：１ ） ． ，停 车 处理 及时 才未造成 分 子筛 的大量进 水 。在今后 的 生产 中要注 意循 环水加 药要少 加 勤加 ，不能一 次 大量 的投入 。
了４ ～ ％。 ％ ５
此套 装置 配置 了安全联 锁 系统 ，对 原料 气超 压 、原料气 与 渗透气 的压差 超指 标 、洗 氨塔 氨水
５ 效 益分析
液位超高与超低限、气液分离器液位超高限、原
料气 超温等 均能进 行 自动停 车控 制 。停 车后分 离 器可 自动进入 自我保护 状态 。
水的加药方式。在循环水 池旁建 了一个小水池， 加 药时不 再把药 剂直接 投放 到循环 水 中 ，而是 加
入小 水池 内 ，用 一次水 稀释后 再缓缓 流人 大循环
第 ２期
张艳 丽等 ：膜法 氢 气回收 系统运行 小结
・ ３・ ３
气体通过调节阀进入膜分离器后，靠 中空纤
维膜 内外两 侧 压差 为推 动 力 ，通 过渗 透 、溶解 、 扩散 、解吸等 步骤 实现分 离 。中空纤 维膜 内侧形 成 富氢 区气 流 ，即 渗 透气 ，外 侧 形 成惰 性 气 流 ， 即尾 气 。渗透气 从膜 分离 器底部 输 出 ，进 入压缩 机 三段入 口，加 压后 重返合 成 系统 ；含 有 大量 甲
４ 运 行情况 总结
根 据实 际操作 运行 数据 和分析 结果 ，按渗 透 气 量 ４０ｍ ／ 、渗 透 气 中氢 含 量 ９ ％ 、每 年设 ５ ｈ ０