合成氨工艺技术件模板.docx
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合成氨工艺技术件模板.docx
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合成氨工艺技术件模板
XXXX化工有限公司
XX万吨/年合成氨装置
技术附件
甲方:
XXXX化工有限公司
乙方:
XXXXXX公司
日期:
XXXX年X月X日
目录
1.项目概况1
2.设计基础2
3.设计原则、规范和标准5
4.工艺描述7
5.供应范围12
6.性能保证及考核19
7.乙方技术服务范围和条件21
8.甲方技术人员培训范围和接待条件23
9.分项工作一览表24
1.项目概况
1.1项目介绍
1.2公司介绍
(乙方简介,技术优势,专利技术及应用业绩等)
2.设计基础
2.1界区范围
乙方的工艺设计包设计范围包括(但不限于)以下内容:
甲烷化单元(如果乙方认为有必要)、合成气/循环气压缩单元、氨合成单元、氨冷冻单元及废水废气处理单元(氨回收),以及装置区内配套的公用工程、辅助生产系统和DCS、SIS控制系统等,还应包括乙方认为是必要的内容。
参见工艺流程图,所有进出合成氨装置的界区阀门包含在乙方设计范围。
装置区1米以内的工艺设计包设计由乙方负责,1米以外的并包括以下范围的工艺设计包设计不属于乙方的责任范围:
2.1.1合成气压缩机、循环机的出口及吸入段的法兰,级间冷却器以及防喘振和相关的控制仪表、阀门。
2.1.2氢气和氮气新鲜气切断阀进口法兰。
2.1.3冷却水:
水冷器的进出口。
2.1.4流量控制阀到锅炉给水预热器进口法兰。
2.1.5流量控制阀出口法兰的连续排污。
2.1.6蒸汽过热器下游压力控制阀出口法兰。
2.1.7开工炉燃料气入口法兰。
2.1.8氨压缩机的出口和入口法兰,压缩段(包括级间冷却器和防喘振系统)。
2.2生产能力和年操作时间
(1)生产能力
装置生产能力XX万吨/年液氨(又称无水氨)。
装置操作弹性设定为60%~110%。
(2)年操作时间8000小时。
2.3产品规格
压力:
XXMPaG温度:
常温正常流量:
XXXt/d(XXXt/h)
产品液氨至少满足GB536—1988优等品的要求,其中氨含量≥99.9%(wt)、残留物含量≤0.1%(wt)。
液氨产品规格表
序号
名称
规格
备注
1
纯度
≥99.9%(质量分数wt%)
2
油
≤5(mg/kg)
3
水
≤0.1%(质量分数wt%)
4
铁
≤1(mg/kg)
5
铜
≤5(mg/kg)
6
镍
≤5(mg/kg)
7
钼
≤5(mg/kg)
8
铬
≤5(mg/kg)
2.4副产蒸汽规格(开工会最终确定)
压力:
3.5MPaG温度:
360℃
2.5原料规格(开工会最终确定)
合成氨装置的原料为氢气和氮气,规格见表
氢气的规格
序号
项目
指标
备注
1
氢气纯度%(v)≥
99.5
2MPa,环境温度
2
甲烷%(v)≤
0.4
3
乙烷%(v)≤
0.1
4
CO+CO2ppm(v)≤
20
5
总硫ppm(v)≤
0.1
6
总氯ppm(v)≤
0.1
氮气的规格
序号
项目
指标
备注
1
氮气纯度%(v)≥
99.99
2MPa,环境温度
2
O2ppm(v)≤
10
3
Ar%(v)≤
0.01
2.6公用工程规格(开工会最终确定)
公用工程规格
序号
名称
项目
单位
指标
备注
1
过热蒸汽
压力
MPa
3.5
温度
℃
350
2
低压蒸汽
压力
MPa
1.0
透平背压
温度
℃
200
3
除氧水
压力
MPa
5.0
温度
℃
100
4
新鲜水
压力
MPa
温度
℃
室温
5
循环水
进水压力
MPa
0.45
进水温度
℃
30
回水压力
MPa
0.25
回水温度
℃
40
6
冷冻水
进水压力
MPa
0.45
进水温度
℃
7
回水压力
MPa
0.25
回水温度
℃
17
7
仪表空气
供气压力
MPa
0.7
8
工厂空气
供气压力
MPa
0.7
9
低压氮气
供气压力
MPa
0.7
10
燃料气
供气压力
MPa
热值
KJ/Nm3
11
电
2.7工业三废
(1)废气
氨合成单元的放空气和氨罐区的驰放气经氨回收后排入燃料气管网,开停车产生的废气排入火炬系统。
(2)废水
氨合成单元的锅炉排水直接进入循环水系统,压缩单元和冷冻单元的废水直接进入废水排放系统,催化剂升温还原产生的含氨废水和废气处理单元的含氨废水经处理后循环利用或达标排放。
(3)废渣
主要废渣为废催化剂。
3.设计原则、规范和标准
3.1设计原则
本着节约投资、减少占地、减少定员的原则,本工艺采用先进的工艺技术,安全可靠、操作方便。
以节能降耗为中心,通过优化流程和采用先进的节能措施降低消耗,提高工厂整体经济效益。
3.2设计规范和标准
设计遵循的标准,以国家标准和化工行业标准为主,其它标准辅之,在执行过程中,标准若有修订,应以修订后的有效版本为准。
当各标准发生不一致时,应以国家标准为准。
工艺设计包设计深度按《石油化工装置工艺设计包(成套技术工艺包)内容规定》(SHSG-052-2003)标准要求。
特别的,乙方完成工艺设计包设计和提供设备和材料所应用的标准和规范如下:
《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR004-2009
《钢制压力容器》GB150-2011
《管壳式换热器》GB151-1999
《钢制塔式容器》JB4710-2005
《钢制卧式容器》JB/T4731-2005
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008
《化工企业安全卫生设计规定》HG20571-95
《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》HG/T20519-2009
《压力管道安全技术监察规程-工业管道》TSGD0001-2009
《化工装置管道布置设计规定》HG/T20549-1998
《化工装置设备布置设计规定》HG20546-2009
《化工装置工艺系统工程设计规定》HG20557~20559-1993
《化工装置管道材料设计规定》HG/T20646-1999
《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-2010
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-2011
《钢制管法兰、垫片、紧固件(欧洲系列)》HG/T20592~20614-2009
《工业金属管道设计规范》GB50316-2000(2008版)
《压力管道规范工业管道》GB/T20801-2006
《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002
《化工采暖通风与空气调节设计规范》HG/T20698-2009
《化工企业静电接地设计规程》HG/T20675-1990
《爆炸和火灾危险环境电力设计规范》GB50058—92
《爆炸性气体环境用电气设备》GB3836-1~12—2000
《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》HG20505—2000
《化工自控设计规定》HG/T20509~20515—2000
——所有计量单位采用SI国际单位制
4.工艺描述
4.1工艺介绍
4.1.1工艺技术的选取
(乙方叙述工艺特点、确定原则等)
4.1.2氢氮气压缩单元
(1)流程简述
(乙方按离心式压缩机考虑,合成与循环压缩机可分置或一体,采用背压式蒸汽透平驱动,进汽3.5MPa,350℃,出汽1.0MPa,200℃,副产蒸汽用于驱动透平,差额由管网供给,级间采用循环水冷却)
(2)公用工程消耗
项目
单位
设计值
备注
循环水
t/h
进口30℃,出口40℃
过热蒸汽
t/h
3.5MPag、350℃
低压蒸汽
t/h
副产1.0MPag、200℃
4.1.3氨合成单元
(1)氨合成工艺流程简述
(2)氨合成塔内件气体流程简述
(3)压缩合成回路工艺流程图
(4)压缩合成回路物料热量平衡表
(5)压缩合成回路主要设备一览表
(6)公用工程消耗
项目
单位
设计值
备注
冷冻水(水冷器)
t/h
进口7℃,出口17℃
过热蒸汽
t/h
副产3.5MPag、360℃
除氧水
t/h
5.0MPag、100℃
一氨冷冷冻液氨
t/h
二氨冷冷冻液氨
t/h
4.1.4氨冷冻单元
(1)流程简述
(2)工艺流程图
(3)物料热量平衡表
(4)主要设备一览表
(5)公用工程消耗
项目
单位
设计值
备注
冷冻水(氨冷凝器)
t/h
进口7℃,出口17℃
循环水(级间冷却)
t/h
进口30℃,出口40℃
电
kW
4.1.5三废处理单元
(1)流程简述
(合成回路中的放空气及氨储罐驰放气除去氨后排入燃烧气管网,除氨过程中产生的废水经处理达标后排放或循环利用,氨进行回收)
(2)工艺流程图
(3)物料热量平衡表
(4)主要设备一览表
(5)公用工程消耗
项目
单位
设计值
备注
新鲜水
t/h
洗氨
冷冻水
t/h
进口7℃,出口17℃
电
kW
蒸汽
t/h
蒸氨
4.1.6其它辅助单元
4.2工艺控制
(装置工艺控制设计原则,主要控制回路列表)
4.3预期消耗
4.3.1原料消耗
项目
消耗量
吨氨单耗
氢气
Nm3/h
Nm3/t·NH3
氮气
Nm3/h
Nm3/t·NH3
新鲜气
Nm3/h
Nm3/t·NH3
4.3.2催化剂规格及消耗
催化剂规格及消耗
第一层
第二层
第三层
合计
催化剂型号
物理
性能
形状外观
规格尺寸
堆密度(kg/L)
比表面积(m2/g)
使用
条件
初始使用温度℃
正常使用温度℃
最高使用温度℃
装填量(m3)
使用年限(年)
年消耗(t/a)
吨产品消耗(kg/t·NH3)
推荐生产厂家
4.3.3公用工程及动力消耗
(1)过热蒸汽消耗
序号
用户名称
压力
MPaG
温度
℃
消耗量
(t/h)
单位产品消耗
(t/t·NH3)
备注
1
压缩
3.5
350
透平驱动
2
氨合成
3.5
360
副产
总消耗
3.5
350
(2)低压蒸汽消耗
序号
用户名称
压力
MPaG
温度
℃
消耗量
(t/h)
单位产品消耗
(t/t·NH3)
备注
1
压缩
1.0
200
背压副产
2
废气处理
1.0
200
蒸氨消耗
总消耗
1.0
200
(3)除氧水消耗
序号
用户名称
压力
MPaG
温度
℃
消耗量
(t/h)
单位产品消耗
(t/t·NH3)
备注
1
氨合成
5.0
100
(4)新鲜水消耗
序号
用户名称
压力
MPaG
温度
℃
消耗量
(t/h)
单位产品消耗
(t/t·NH3)
备注
1
废气处理
(5)循环水消耗
序号
用户名称
压力
MPaG
温度
℃
消耗量
(t/h)
单位产品消耗
(t/t·NH3)
备注
1
压缩
4.5→2.5
30→40
2
氨冷冻
4.5→2.5
30→40
总消耗
4.5→2.5
30→40
(6)冷冻水消耗
序号
用户名称
压力
MPaG
温度
℃
消耗量
(t/h)
单位产品消耗
(t/t·NH3)
备注
1
氨合成
4.5→2.5
7→17
2
氨冷冻
4.5→2.5
7→17
3
废气处理
4.5→2.5
7→17
总消耗
4.5→2.5
7→17
(7)氮气、空气、燃料气消耗
序号
名称
消耗量(t/h)
单位产品消耗(t/t·NH3)
备注
1
仪表空气
2
工厂空气
3
低压氮气
4
燃料气
(8)电力消耗
序号
用户名称
电压(V)
计算轴功率(kW)
单位产品电耗
(kWh/t·NH3)
备注
1
氨压缩机
2
高压水泵
废气处理
总消耗
4.4三废处理
(1)废气排放及治理一览表
序号
废气名称
及来源
排放量
(Nm3/h)
处理前组成
(MOL%)
处理方法
排放特性
压力
MPa
温度
℃
连续
间断
1
2
(2)废水(液)排放及治理一览表
序号
废水(液)名称及来源
排放量
(m3/h)
处理前组成
处理方法
排放特性
压力
MPa
温度
℃
连续
间断
1
2
(3)废渣排放及治理一览表
序号
废渣名称及来源
组成及特性
排放特性
排放数量
排放地点、方式
治理措施
连续
间断
1
5.供应范围
5.1专利许可及技术诀窍
5.1.1授予甲方的权利应遵从本合同的条款和条件。
5.1.2自合同生效之日起,乙方将向甲方授予非独占的不可转让的许可和权利在其540MTPD装置的回路中使用乙方的氨合成技术和塔内件。
5.1.3依照上述5.1.2条款,授予甲方的许可和权利不允许在其它非合成回路的装置上使用乙方技术的权利,或将权利、许可和图纸用于非合成回路的操作、维护和检修的其它用途。
5.1.4依照合同规定,一旦专利许可费用全部付清,乙方将授予甲方生产、使用和销售合成氨产品的权利。
上述权利也进一步包括允许甲方的用户在全世界范围内使用或销售合成氨产品的权利,但不包括甲方授予分许可的权利。
5.1.5甲方应该同意:
所有乙方提供的或协助准备的文件和图纸的著作权应属于乙方。
5.1.6依照合同规定,当甲方付清所有的款项,履行了合同规定的甲方的其它义务,并且没有合同终止条款规定的情况出现时,甲方权利是不可撤消的。
5.2工艺设计包设计
5.2.1在2.1所定义的界区范围内,乙方将负责准备和完成合成气/循环气压缩单元、氨合成单元、氨冷冻单元及废水废气处理单元,以及装置区内配套的公用工程、辅助生产系统和DCS、SIS控制系统等的工艺设计包设计。
5.2.2乙方将会审查甲方承担的详细工程设计并提出意见,以确定该设计与乙方的工艺设计包设计的一致性。
(在审查详细工程设计时,乙方不需要进行计算工作。
)
5.2.3工艺设计包设计的内容和询价文件的工艺设计包内容和深度要求。
(1)总述:
工艺设计数据、界区概略、工艺特点介绍和工艺说明、原材料,公用工程以及化学品(如有)的规格、产品规格、原材料、公用工程和化学品的消耗数据、各种排放物的数量和质量。
(2)工艺流程图(PFD):
工艺流程图标明主要的设备,带有负荷和操作条件(例如,温度和压力)的工艺物流和公用工程物流;
工艺流程图还标明各种物流的物料平衡、组成以及条件。
乙方将提供两种工况下的物料平衡:
初期工况,末期工况(设计工况);
公用工程平衡图表标明每个设备正常情况下和最大情况下所需的公用工程,也标明了开车、操作、停车和紧急情况下的公用工程需求
(3)PID图:
PID图由乙方完成并递交甲方查阅,PID图也将标出下列各项:
——特殊的考虑,例如倾斜管线,没有袋状管线,夹套或伴热等等;
——所有的设备和机械装置包括备用设备;
——公称直径,介质符号,阀门以及控制仪表,包括测量点和分析仪;
——主要仪表控制回路图,工艺安全联锁图,以及紧急停车系统图(单独图表表示);
——管道命名表;
——在PID图上标示所有检测仪表和仪表阀门类型;
——安全联锁说明;
——当仪表风中断时控制阀的动作;
——安全阀设定压力;
——管线标示如管线尺寸,流体,管道等级,和保温要求(保温/保冷);
——特殊要求如:
设备标高,设备的布置;
——公用工程流体(例如蒸汽)与工艺设备相连时,将被视为工艺流体。
(4)装置布置图
初步的平面布置图和标示设备布置和高度的立面图,上述平面布置图和设备立面图的绘制仅仅满足工艺的要求,将由甲方在详细工程设计阶段最终确定。
(5)设备一览表
绘制设备一览表,包含名称,设备号,用途,数量要求,制造材质,设计和操作条件以及主要的尺寸。
(6)设备数据表:
这些规格将包括进行详细工程设计所需要的所有的工艺数据
——塔、容器、槽、罐:
提供工艺数据表和所有设备的工程规格,包括工艺流体,相关性质,操作和设计条件以及草图。
草图标示设计规范,形状,内部和/或外部尺寸,所有管口尺寸、等级以及工艺上要求的方位,内件细节,按照ASTM分类的所有部件的制造材料,腐蚀裕度,特殊的射线探伤和消除应力要求,保温以及内衬要求。
规格草图也应包括最大、最小和操作液位位置,管口位置。
如果工艺要求,所有内件的说明以及细节也应一并提供;
——换热器:
所提交的数据表将按照TEMA标准表格提供,标明换热器的TEMA类型,热负荷,换热面积,流量,蒸发/冷凝百分比和曲线,进出口设计温度和压力,进出口操作温度和压力,污垢系数,容许压降和计算压降,流体物性和主要结构尺寸和简图。
以及任何的工艺特殊要求都应特别指出;
——开工加热炉:
数据表应与设备型式,热负荷,操作和设计条件(合成气),允许压降及材料规格一致。
任何特殊要求应加以指出;
——动设备:
规定合成气压缩(循环)机、氨压缩机、泵的工艺规格单。
(7)管道
——管道材料等级:
根据所有工艺管线和公用工程管线的工艺要求和管道标准,为回路所涉及的温度、压力和不同的流体制定管道材料等级,该等级也包括阀门规格;
——特殊管件的规格(如果有)。
(8)电气
——提供整个氨合成回路预计的总电力需求(正常负荷和最大负荷);
——电动机一览表,附上估计等级和负荷数据;
——紧急备用电力使用设备一览表;
——电气控制原理(图)。
(9)仪器仪表
——PID图上标示的停车、联锁、复杂回路控制、顺序控制功能和系统的带说明的联锁图;
——仪表的工艺数据表,回路所需的控制阀和安全阀,提供包括型号,用途,流体名称,测量范围,最大操作和设计工艺条件,其它停车、安全和紧急情况所需特殊要求,流体性质,管道/导管位置,机构材质,基础设计信息等;
——分析器/色谱/其它特殊仪表(控制阀和程控阀仪表数据表)以及推荐厂商名称;
——仪器仪表索引目录,列出已编号的仪表和阀门,它们的位置,相应的P&ID编号以及型号,数量和信号类型(去DCS或ESD系统);
——所有的仪器仪表将按照采用DCS/ESD控制系统操作来进行设计,DCS/ESD系统由甲方自己设计提供。
(10)土建工程
乙方将会指明整个氨合成塔内件的重量(包括重心的位置,单件最大起吊重量和最大高度)以及负荷(包括风力矩和地震力),以使甲方能够相应地设计基础。
(11)保温/蒸汽伴热
确定需要保温/蒸汽伴热的设备、管道和仪表。
提供大致的保温/蒸汽伴热规格。
(12)备件
乙方应该提供试车、两年正常操作和长期操作所需的推荐备件列表(仅仅那些需要进行特殊设计的备件)。
(13)操作手册
——分析方法:
提供样品收集的原则说明,频率,分析方法,原料、中间产品和最终产品质量控制
——操作手册:
包括试车前期,试车期间,开车,考核,正常操作,正常情况下和紧急情况下的停车,工艺设备的维护,安全生产以及人员保护。
——转动设备的操作手册由设备供应商提供。
5.2.4专利设备
(1)氨合成塔内件:
乙方将完成氨合成塔内件的全部基础工程设计和详细工程设计,具体包括以下主要文件:
——氨合成塔内件的工艺说明、工艺规格、总结构图、总装图、热电偶规格、热电偶/热电偶套管的图纸和规格、材料规格、焊接规格、检验测试程序;
——乙方所供材料的列表、所供备件列表、推荐备件列表;
——氨合成塔内件安装步骤、安装所需工具和方法列表、氨合成塔内件现场放置要求;
——开停车步骤和操作手册
——催化剂:
催化剂规格、催化剂装填和卸载步骤、催化剂装填和卸载所需的主要工具和方法、催化剂装填工具图纸、催化剂升温还原程序。
乙方提供至少三家催化剂供货商供甲方招标。
(2)蒸汽过热器和废热锅炉:
乙方将完成蒸汽过热器和废热锅炉的全部基础工程设计和详细工程设计,具体包括以下主要文件:
——总装配图、备件清单、其他制造商文件
乙方提供的文件应足够详尽使甲方可以完成蒸汽过热器和废热锅炉的维修和维护工作及办理相关使用登记手续。
5.3文件
5.3.1工程设计的度量单位采用国际公制。
5.3.2文件格式
(1)图纸和其它文件的尺寸、比例和编号体系采用乙方的标准。
(2)乙方将使用甲方在开工会期间提供的设备、管道和仪表编号系统进行编号。
(3)乙方将提供电子版式新的图纸和文件,使用Acrobat制作文本(pdf文件格式)。
电子版本的图纸和文件应以CD的形式提供两个副本。
(4)最终版的PID将以CAD可编辑文件的形式(.dwg)提供。
有乙方签字的pdf版最终PID应作为法律用途的正式PID。
(5)乙方需要提供最终版平面布置图和立面布置图的可编辑版本。
5.3.3图纸和文件副本数量
乙方将向甲方提供工艺设计包设计中所包括的图纸和文件。
设计文件:
八份
所有图纸:
八份
操作手册:
八份
制造商文件:
八份
5.3.4标准与规范
计算和工程设计
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 合成氨 工艺技术 模板