制氢装置吸附剂地器内再生

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1、实用标准文案收稿日期：２０００－０６－１０；修改稿收到日期：２００１－０３－１６。作者简介：黄继勇，３０岁，工程师。１９９５年毕业于北京石油大学石油化工学部石油加工专业，同年分配到扬子石化公司芳烃厂工作，现在扬子石化公司技术处从事生产技术管理工作。制氢装置吸附剂的器内再生黄继勇（扬子石化公司技术处）摘要：详细介绍了制氢装置变压吸附ＰＳＡ４００系列吸附剂中毒的原因，以及利用热氮气在反应器内再生吸附剂的过程和结果。再生结果表明：经过再生后的吸附剂达到中毒前的吸附性能。关键词：制氢装置氮气再生吸附剂扬子石化公司芳烃厂制氢装置是为加氢裂化装置以及公司管网提供氢气的生产装置，该

2、装置合理利用加氢裂化装置副产品轻石脑油为原料，采用蒸汽转化法制备氢气，利用先进的变压吸附技术提纯粗氢气体，制备纯度为９９．９９％的氢气。制粗氢气部分采用德国鲁奇公司的技术专利，变压吸附提纯部分采用美国联合油公司的技术专利。变压吸附提纯物料来自轻石脑油水蒸气转化的粗氢气，主要成分是氢气，其余是一氧化碳、二氧化碳、甲烷和微量水分。吸附剂采用活性炭和分子筛，该工艺利用气体混合物组分的沸点不同，即易挥发的不易吸附，不易挥发的易被吸附的性质，在原料气通过吸附床时，氢气以外的其余组分作为杂质被吸附剂选择地吸附，而沸点低、挥发度最高的氢气基本上不被吸附，以９９．９％纯度离开吸附床，

3、从而达到氢气和杂质分离的目的。装置设计成Ａ、Ｂ两条独立生产系列，经过改造，两系列的造气和变压吸附ＰＳＡ可以交叉运行，提高了装置的灵活性，每套ＰＳＡ系统由装填５Ａ（０．５ｎｍ）分子筛和活性炭吸附剂的固定床１０台、废气罐２台及６３只控制阀门组成，在计算机控制下自动地进行阀门切换，实现吸附床的升温和泄压工艺过程。装置年处理原料轻石脑油或液化气２００ｋｔ，产氢量５２ｋｔ。两套ＰＳＡ装置的设计能力、操作条件、产品规格完全相同。在工业生产中，由于设备泄漏、操作事故等原因，易导致吸附剂性能下降，只有进行吸附剂的更换或再生，才能满足装置正常运行的需要。自２０００年４月２９日起，ＰＳ

4、Ａ４００吸附剂吸附性能有下降趋势，为恢复其活性，于２０００年９月７日９时３０分至９月２０日１１时２５分对ＰＳＡ４００吸附剂进行了器内热氮再生，使吸附剂活性得以恢复，取得了很好的效果。１ＰＳＡ４００吸附剂使用情况精彩文档实用标准文案１．１ＰＳＡ４００吸附剂规格和装填情况ＰＳＡ４００装置于１９９０年投产，１９９５年大检修更换了吸附剂，装填了美国ＵＯＰ公司生产的５Ａ分子筛（ＰＳＡ－Ｈ１）和林德公司生产的活性炭（ＰＳＡ－Ｈ２－１０），其规格和装填情况见表１。表１ＰＳＡ－４００系统吸附剂规格及装填情况项目ＰＳＡ－Ｈ１ＰＳＡ－Ｈ２－１０外观白色或浅褐色条黑色细条粒度（×ｈ）／

5、（ｍｍ×ｍｍ）１．６×３２×（３～５）堆密度／（ｇ·ｍＬ－１）约０．７约０．６０径向压碎强度／（Ｎ·ｍｍ－１）＞２２含水的质量分数，％＜１．５孔径／ｎｍ０．５装填位置上层下层装填量／ｍ３１２．８５３０．０９高度／ｍ２．０１４．７９１．２ＰＳＡ４００吸附剂失活过程２０００年４月２９日，ＰＳＡ４００系列吸附剂吸附性能有下降趋势，ＣＯ和ＣＯ２体积分数达４５×１０－６（工艺设计要求小于２０×１０－６）。５月初，通过对ＰＳＡ４００系列进行了一周低吸附容量运行（分周期吸附容量３５０～７００ｍ３），使吸附剂恢复其吸附性能。随后提高ＰＳＡ４００系统的吸附容量，当分周期吸附容量达到１２

6、００ｍ３时，产品氢气中的杂质超标，后将分周期吸从表２的运行数据来看，从５月份开始，产品氢气中的杂质和废气中氢气含量逐月增加，而吸附容量和氢气回收率却逐月降低，这表明吸附剂已逐步失活，吸附性能逐步下降。精彩文档实用标准文案１．３吸附剂失活原因分析２０００年６月，中国科技大学对ＰＳＡ４００吸附剂床层进行Ｘ射线检测，检测结果表明：床层高度正常，排除了因吸附剂床层高度降低而引起吸附剂容量下降的原因。为了进一步查找原因，对ＰＳＡ４００系统的进料和废气作了烃类分析，在９月初发现进料中Ｃ２及Ｃ２以上组分的体积分数为０．０２％，而废气中未检出Ｃ２及Ｃ２以上组分，根据这一分析结果，导致

7、ＰＳＡ４００吸附剂性能下降的可能原因是吸附剂吸附了一定量的烃类后，占据了吸附剂大部分活性面积，造成了吸附剂吸附能力下降。２ＰＳＡ４００吸附剂再生处理过程ＰＳＡ４００吸附剂于２０００年９月９日２３时至９月１６日８时进行了热氮器内再生。再生前作了如下准备工作：ＰＳＡ４００系统停车，泄压，引氮气逐一对吸附床置换，直到床层气中可燃气体积分数小于０．５％；建立再生流程图见图１，按再生流程用盲板对系统进行隔离。图１ＰＳＡ４００系统吸附剂再生流程注：１～１０为吸附床。２．１吸附剂再生工艺条件要求ａ．再生氮气流量４０００～６０００ｍ３／ｈ；ｂ．控制吸附剂床层升降温速