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1、150广州化工2011年39卷第7期合成气装置TSA运行分析与优化刘成才(中国石化扬子石油化工有限公司芳烃厂,江苏南京210048)摘要:介绍了变温吸附的工艺原理和流程,根据生产实践,分析了合成气装置TSA单元运行情况,针对TSA单元造成转化炉炉温和冷箱进料波动现象对程序进行优化,有效提高了炉温和冷箱进料的稳定性。关键词:合成气装置;变温吸附;TSA;优化OperationAnalysisandOptimizationofTSAinHYCOPlantLIUCheng-cai(Aromat
2、icPlan,tSinopecYangziPetrochemcialCo.,Ltd.,JiangsuNanjing210048,China)Abstract:TheprincipleandprocessofTSAtechnologyweredescribedandoperationforTSAprocesswasanalyzed.Reducingthetemperatureoscillationofreformerandfeedoscillationofcoldbox,optimaloperati
3、onwaspresented.ResultsshowedthatthereliabilityofplantwasenhancedKeywords:TSA;optimization;HYCO扬子石化50万t/a醋酸配套工程合成气装置是目前世界上资、操作和产品的质量。扬子合成气装置TSA主要吸附水和二单套规模最大的装置,主要以天然气为原料,通过蒸汽转化技氧化碳,吸附器采用了双层床结构,在吸附器底层装一层活性氧术、脱碳净化技术和深冷分离技术,主产一氧化碳25万t/a,副产化铝。它先将进料气体中所含的大部
4、分水分吸附掉,而分子筛氢气3.68万t/a,羟基合成气(CO和H2约11混合气体)8万则主要用于清除二氧化碳及其它有害物。同时活性氧化铝还具t/a。TSA装置位于脱碳净化单元后端,主要是将含有微量水蒸的抗酸性,对分子筛具有保护作用,采用双层吸附床,可以延长汽以及约20mg/kg的二氧化碳脱除掉,保证后续深冷分离装置纯化器的使用周期。吸附剂具体参数见表1。的稳定运行。TSA运行的水平直接决定了深冷分离装置的运行表1吸附剂具体参数一览表效果和装置产品的质量,在合成气装置中起着关键作用。沸石分子筛1
5、TSA工艺原理及吸附剂选择性能活性氧化铝5A13X体积质量/(kgm-3)750~850500~800500~8001.1TSA工艺原理TSA即变温吸附,是气体组分在固体材料上吸附能力的差空隙率/%44~504750[1]异以及吸附容量在不同温度下的变化实现分离。使用温度升粒度/mm3~63~53~5降的循环操作,低温下能大量吸附强吸附组分,高温时吸附容量比表面积/(m2g-1)300750~800800~1000降低使得吸附组分得以脱附,通过把加温气体通入吸附剂层,使热导率/(Wm-1
6、K-1)0.130.5890.589吸附剂温度升高,被吸组分解吸,然后被加温气体带出吸附器。再生温度越高,解析越彻底。吸附剂得到再生后,经冷却再在低质量热容/(kJkg-1K-1)0.8790.8790.879温下吸附强吸附组分。变温吸附技术尤其适合在常温状态下强再生温度/K533423~573423~573[2]吸附组分不能良好解析的分离。机械强度/%95>90>901.2吸附剂的选择吸附剂是多孔固体颗粒,它具有巨大的表面积。选择一种吸附剂,要考虑其对气体中的不同组分具有选择性吸附作用,有2
7、TSA运行工艺流程较高的吸附传质速率,能简便经济地再生,且在使用过程中可以保持较高的湿容量,要具备良好的化学稳定性、热稳定性、机械2.1工艺简介强度等物理性质,而且易获得价格低廉。天然气经蒸汽转化后的粗合成气,主要气体成分为:氢气、常用的吸附剂有:硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛等,另一氧化碳、二氧化碳、甲烷。经过aMDEA(甲基二乙醇胺)溶剂外还有针对某种组分选择性吸附而研制的吸附材料,它们均具脱除了绝大部分的二氧化碳,再经过冷干机冷却分液后进入[3]有较大的比表面积。吸附性能的优劣直接影响
8、到装置的投TSA吸附塔进行净化。进吸附塔中的合成气中还含有饱和的水作者简介:刘成才(1982-),男,助理工程师,主要从事制氢、合成气装置技术工作。E-mai:llengle1314@163.com2011年39卷第7期广州化工151蒸汽以及约20mg/kg的二氧化碳等杂质,这部分杂质在后续冷热才逐渐升高。当再生气气体出口温度达到150时,停止加箱进行深冷分离过程中会冻结析出,造成冷箱设备和管道堵塞,热,热吹结束。致使装置无法正常生产,所以在合成气进入
