ICS71.020CCSG01團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CCASC0051—2024氯堿副產(chǎn)氫純化技術(shù)規(guī)范Technicalspecificationsforpurificationofchlor-alkaliby-producthydrogen2024-12-15發(fā)布2025-03-15實(shí)施中國(guó)氯堿工業(yè)協(xié)會(huì)T/CCASC0051—2024中國(guó)氯堿工業(yè)協(xié)會(huì)于1981年成立,是我國(guó)成立最早的全國(guó)性工業(yè)協(xié)會(huì)之一。中國(guó)氯堿工業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)按《中國(guó)氯堿工業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》進(jìn)行制定和管理。中國(guó)境內(nèi)的團(tuán)體和個(gè)人,均可提出制修訂中國(guó)氯堿工業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的建議并參與有關(guān)工作。本文件實(shí)施過(guò)程中,如發(fā)現(xiàn)需要修改或補(bǔ)充之處,請(qǐng)將意見(jiàn)和有關(guān)資料寄送中國(guó)氯堿工業(yè)協(xié)會(huì),以便修訂時(shí)參考。地址:天津市南開(kāi)區(qū)白堤路186號(hào)天津電子科技中心1105室;郵編:300192;電話本標(biāo)準(zhǔn)版權(quán)為中國(guó)氯堿工業(yè)協(xié)會(huì)所有,除了用于國(guó)家法律或事先得到中國(guó)氯堿工業(yè)協(xié)會(huì)的許可外,不得以任何形式或任何手段復(fù)制、再版或使用本標(biāo)準(zhǔn)及其章節(jié),包括電子版、影印件,或發(fā)布在互聯(lián)網(wǎng)及內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)等。ⅠT/CCASC0051—2024前言 Ⅲ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14通用要求 25技術(shù)要求 36技術(shù)指標(biāo) 5附錄A(資料性)氯堿副產(chǎn)氫純化典型工藝流程框圖 6附錄B(資料性)吸附劑水分吸附容量和部分氣體的沸點(diǎn) 8參考文獻(xiàn) 9ⅢT/CCASC0051—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由中國(guó)氯堿工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)提出并歸口。本文件主要起草單位:山東大地鹽化集團(tuán)有限公司。本文件參與起草單位:陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司、福建環(huán)洋新材料有限公司、廣東永恒化學(xué)制劑有限公司、山東昊邦化學(xué)有限公司、佳安氫源(重慶)新能源科技股份有限公司。本文件由中國(guó)氯堿工業(yè)協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)管理和解釋。1T/CCASC0051—2024氯堿副產(chǎn)氫純化技術(shù)規(guī)范1范圍本文件規(guī)定了氯堿副產(chǎn)氫氣純化的通用要求、技術(shù)要求和指標(biāo)要求等內(nèi)容。本文件適用于氯堿副產(chǎn)氫氣的純化,其他氫氣純化亦可參考。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T3634.1氫氣第1部分:工業(yè)氫GB/T3634.2氫氣第2部分:純氫、高純氫和超純氫GB/T21447鋼質(zhì)管道外腐蝕控制規(guī)范GB/T37244質(zhì)子交換膜燃料電池汽車(chē)用燃料氫氣GB/T50050工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范GB50058爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范GB50177氫氣站設(shè)計(jì)規(guī)范GB50235工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范GB50264工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB50316工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T50493石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。副產(chǎn)氫純化系統(tǒng)by-producthydrogenpurificationsystem采用變壓吸附、冷凍分離、膜分離和化學(xué)吸收技術(shù)中的一種或技術(shù)組合,從氯堿副產(chǎn)氫中提純氫氣的制氫系統(tǒng)。3.2變壓吸附技術(shù)pressureswingadsorptiontechnology基于多孔性固體物質(zhì)(吸附劑)內(nèi)部表面對(duì)氣體分子的物理吸附作用,通過(guò)周期性壓力變換實(shí)現(xiàn)氣體分離和提純的技術(shù)。3.3冷凍分離技術(shù)freezingseparationtechnology基于物質(zhì)在不同溫度下呈現(xiàn)不同物理性質(zhì)的原理,通過(guò)降低混合物中各組分的凝固點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)分離的技術(shù)。2T/CCASC0051—20243.4在分子水平上,利用不同粒徑分子的混合物通過(guò)半透膜時(shí),實(shí)現(xiàn)選擇性分離的技術(shù)。3.5化學(xué)吸收技術(shù)chemicalabsorptiontechnology利用化學(xué)吸收溶劑對(duì)雜質(zhì)氣體進(jìn)行吸收,實(shí)現(xiàn)分離的技術(shù)。4通用要求4.1純化系統(tǒng)宜根據(jù)氯堿副產(chǎn)氫的氫氣成分及純化設(shè)備的特點(diǎn),確定采用變壓吸附、冷凍分離、膜分離、化學(xué)吸收等一種或多種聯(lián)合工藝。4.2副產(chǎn)氫純化系統(tǒng)的再生氣,可根據(jù)需要回收利用或直接排入大氣。當(dāng)回收利用時(shí),應(yīng)根據(jù)要求分別設(shè)置再生氣儲(chǔ)罐、壓縮機(jī)或羅茨風(fēng)機(jī)等。當(dāng)排入大氣時(shí),應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家及地區(qū)對(duì)環(huán)境保護(hù)、工業(yè)衛(wèi)生制定的有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。4.3環(huán)境溫度根據(jù)建設(shè)地址的氣象條件和具體情況確定副產(chǎn)氫純化系統(tǒng)的工作環(huán)境溫度。在沒(méi)有確定的數(shù)據(jù)時(shí),工作環(huán)境溫度宜按小于40℃考慮。4.4副產(chǎn)氫純化系統(tǒng)所處場(chǎng)所各部分危險(xiǎn)區(qū)域的范圍及等級(jí)的劃分,應(yīng)符合GB50058和GB50177的規(guī)定。4.5氯堿副產(chǎn)氫純化系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)是確保氫氣生產(chǎn)過(guò)程順利進(jìn)行、生產(chǎn)安全的技術(shù)措施。自控系統(tǒng)應(yīng)滿足工藝要求,宜設(shè)置自適應(yīng)優(yōu)化操作系統(tǒng)以保證較高的氫氣回收率和氫氣產(chǎn)品質(zhì)量,設(shè)置故障診斷和程序切換系統(tǒng),以確保系統(tǒng)安全性及不間斷輸出氫氣。自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)能承受可能事故的發(fā)生,當(dāng)故障發(fā)生時(shí),能及時(shí)報(bào)警、停車(chē),并進(jìn)行妥善處理。4.6氯堿副產(chǎn)氫純化系統(tǒng)的管路、附件的材質(zhì)選擇,應(yīng)符合GB50177、GB50235和GB50316的規(guī)定;氯堿副產(chǎn)氫純化系統(tǒng)的管道保溫應(yīng)符合GB50264的規(guī)定;氯堿副產(chǎn)氫純化系統(tǒng)的管道防腐應(yīng)GB/T21447的規(guī)定。4.7氯堿副產(chǎn)氫純化系統(tǒng)生產(chǎn)區(qū)域應(yīng)設(shè)置氫氣濃度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(GDS)。氫氣濃度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(GDS)應(yīng)符合GB/T50493的要求。4.8氯堿副產(chǎn)氫純化系統(tǒng)出口宜設(shè)置氫氣純度在線檢測(cè)儀。4.9純化系統(tǒng)使用的冷卻水水質(zhì)應(yīng)符合GB/T50050的要求。4.10氫氣壓縮機(jī)前宜設(shè)置氫氣緩沖罐。氫氣緩沖罐容積滿足副產(chǎn)氫純化系統(tǒng)生產(chǎn)需求。擇,包括但不限于選用活塞式、隔膜式、離心式等類(lèi)型壓縮機(jī)。4.12真空泵、氫氣壓縮機(jī)等動(dòng)力設(shè)備應(yīng)配置防爆型電動(dòng)機(jī),電力裝置設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB50058的規(guī)定。當(dāng)氫氣壓縮機(jī)等動(dòng)力設(shè)備布置在廠房?jī)?nèi)時(shí),防爆等級(jí)不低于GB50058規(guī)定的dⅡCT1;當(dāng)氫氣壓縮機(jī)等動(dòng)力設(shè)備布置在室外或敞開(kāi)式、半敞開(kāi)式廠房時(shí),防爆等級(jí)不低于GB50058規(guī)定的eⅡCT1。4.13氫氣壓縮機(jī)應(yīng)設(shè)置安全閥。安全閥應(yīng)裝鉛封,排出的氫氣應(yīng)接至室外。氫氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣管設(shè)置高低壓超限報(bào)警裝置、高低壓超限停機(jī)聯(lián)鎖,排氣管設(shè)置高壓超限報(bào)警裝置、高壓超限停機(jī)聯(lián)鎖。泄放管宜設(shè)計(jì)成垂直方向,其口徑應(yīng)不小于泄放裝置的出口直徑。3T/CCASC0051—20245技術(shù)要求5.1變壓吸附技術(shù)5.1.1工藝流程自氯堿裝置來(lái)低壓氫氣,經(jīng)壓縮機(jī)壓縮升壓后,輸送至凈化工序;在凈化工序氫氣進(jìn)入脫氯塔、脫氧塔,冷卻后進(jìn)入吸附塔,將水分、氨(NH3)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氮(N2)等雜質(zhì)除去。通過(guò)壓縮機(jī)進(jìn)一步壓縮,送至充裝工序,充裝至管束式集裝箱供客戶使用。5.1.2工藝流程框圖典型的變壓吸附工藝流程見(jiàn)附錄A中圖A.1。5.1.3主要設(shè)備5.1.4吸附劑選擇吸附塔用吸附劑主要有:活性炭、分子篩、活性氧化鋁和硅膠。企業(yè)宜根據(jù)各自工況選擇適宜的吸附劑。不同溫度下吸附劑水分吸附容量見(jiàn)附錄B中表B.1。5.1.5吸附床結(jié)構(gòu)要求宜采用包含多個(gè)吸附層的氫氣純化吸附床結(jié)構(gòu)。在多層吸附床中,各個(gè)吸附層材料的選擇、尺寸的設(shè)計(jì)以及排布方式均由上游原料氣組分和下游目標(biāo)產(chǎn)品純度來(lái)確定。5.1.6適用范圍主要適用于氯堿副產(chǎn)氫等粗氫制備后的純化。5.2冷凍分離技術(shù)5.2.1工藝流程原料氣經(jīng)過(guò)預(yù)處理除去部分雜質(zhì)后,進(jìn)入低溫冷凝裝置,根據(jù)雜質(zhì)氣體的沸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)氣體分離。5.2.2工藝流程框圖典型的冷凍分離工藝流程見(jiàn)圖A.2。5.2.3主要設(shè)備5.2.4分離溫度要求宜根據(jù)氫原料氣所含雜質(zhì)氣體在低于其自身沸點(diǎn)但高于氫氣沸點(diǎn)的溫度來(lái)液化分離溫度。部分氣體的沸點(diǎn)見(jiàn)表B.2。4T/CCASC0051—20245.2.5應(yīng)用多級(jí)冷凝冷凍分離技術(shù)的純化效果很大程度上由操作壓力與溫度決定,操作壓力越高、溫度越低,氫氣純化程度越高,但同時(shí)裝置能耗也會(huì)相應(yīng)增加。純化分離單元宜采用多級(jí)冷凝工藝,以確保原料氣的充分冷凝。5.2.6適用范圍主要適用于氫含量不小于98.5%的原料氣回收氫,產(chǎn)氫純度高。5.3膜分離技術(shù)5.3.1工藝流程原料氣經(jīng)過(guò)預(yù)處理除去部分雜質(zhì)后,進(jìn)入膜分離裝置,實(shí)現(xiàn)高純度的氫氣純化。5.3.2工藝流程框圖典型的膜分離工藝流程見(jiàn)圖A.3。5.3.3主要設(shè)備5.3.4膜種類(lèi)要求分離膜主要包含高分子聚合物膜、無(wú)機(jī)膜、金屬鈀膜等。5.3.5膜材料要求主要聚合物膜材料包括聚砜、聚酰亞胺、醋酸纖維、聚醚酰亞胺等材料,其結(jié)構(gòu)類(lèi)型主要分為中空纖維型與螺旋纏繞型。無(wú)機(jī)膜類(lèi)型主要有陶瓷膜、金屬膜、碳分子篩膜等。5.3.6組合工藝要求膜分離工藝宜與其他純化技術(shù)結(jié)合,降低投資成本和能耗,提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。5.3.7適用范圍適用于較小規(guī)模且對(duì)氫氣純度要求高的純化過(guò)程。5.4化學(xué)吸收技術(shù)5.4.1工藝流程利用化學(xué)吸收溶劑對(duì)雜質(zhì)氣體進(jìn)行吸收,達(dá)到純化的目的,并在特定條件下,對(duì)吸收雜質(zhì)后的溶劑進(jìn)行再生,實(shí)現(xiàn)溶劑的循環(huán)利用。5.4.2工藝流程框圖典型的化學(xué)吸收工藝流程見(jiàn)圖A.4。5T/CCASC0051—20245.4.3主要設(shè)備5.4.4化學(xué)吸收溶劑選取常用的化學(xué)吸收溶劑為醇胺溶液和熱碳酸鉀溶液。5.4.5雜質(zhì)氣體脫除部分吸收溶液及其氣體脫除見(jiàn)表1。表1部分吸收溶液及其氣體脫除序號(hào)吸收溶液脫除氣體種類(lèi)1N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液選擇性脫除H2S、酸氣提濃2熱碳酸鉀酸性氣體脫除3MDEA混合溶液同時(shí)脫除H2S和CO25.4.6適用范圍適用于氫氣中特定組分的脫除。6技術(shù)指標(biāo)6.1氯堿副產(chǎn)的工業(yè)氫應(yīng)符合GB/T3634.1的規(guī)定。6.2氯堿副產(chǎn)的純氫、高純氫、超純氫應(yīng)符合GB/T3634.2的規(guī)定。6.3氯堿副產(chǎn)的質(zhì)子交換膜燃料電池汽車(chē)用燃料氫氣應(yīng)符合GB/T37244的規(guī)定。6T/CCASC0051—2024附錄A(資料性)氯堿副產(chǎn)氫純化典型工藝流程框圖A.1典型變壓吸附工藝流程框圖典型的變壓吸附工藝流程見(jiàn)圖A.1。a)抽空再生流程b)沖洗再生流程圖A.1典型變壓吸附工藝流程框圖A.2典型冷凍分離工藝流程框圖典型的冷凍分離工藝流程見(jiàn)圖A.2。圖A.2典型冷凍分離工藝流程框圖A.3典型膜分離工藝流程框圖典型的膜分離工藝流程見(jiàn)圖A.3。圖A.3典型膜分離工藝流程框圖7T/CCASC0051—2024A.4典型化學(xué)吸收工藝流程框圖典型的化學(xué)吸收工藝流程見(jiàn)圖A.4。圖A.4典型化學(xué)吸收工藝流程框圖8T/CCASC0051—2024附錄B(資料性)吸附劑水分吸附容量和部分氣體的沸點(diǎn)B.1不同溫度下吸附劑水分吸附容量不同溫度下吸附劑水分吸附容量見(jiàn)表B.1。表B.1不同溫度下吸附劑水分吸附容量序號(hào)溫度/℃吸附容量/%分子篩活性氧化鋁硅膠125221022250216123752.53410015<3<151259<1約0B.2部分氣體的沸點(diǎn)部分氣體的沸點(diǎn)見(jiàn)表B.2。表B.2部分氣體的沸點(diǎn)序號(hào)氣體沸點(diǎn)/℃1H2-252.82N2-195.