氢气提纯装置(PSA)改造.pdf

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1、第46卷第7期化工技术与开发Vol.46No.72017年7月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryJul.2017氢气提纯装置（PSA）改造王璐，文章（中国石油广西石化公司，广西钦州535008）摘要：南方某炼厂氢气提纯装置（PSA），由于原设计中的程控阀选型存在一定问题，使得吸附剂使用效果不理想，造成产品氢气纯度只有在吸附剂使用初期时才能达到设计、生产要求，但在保证了产品氢纯度时，氢气回收率却不尽理想，与原设计存在偏离。经过改造，不仅解决了程控阀的问题，更主要的是在满足产品氢纯度的

2、同时，氢气回收率也较为理想。新增的流程、预处理系统也为装置长周期安全、平稳、高效生产奠定了基础。关键词：氢气；改造；运行中图分类号：TQ116.2文献标识码：B文章编号：1671-9905(2017)07-0065-031装置简介南方某炼厂的氢气提纯装置（PSA1），由PSAa主体部分、解吸气压缩机部分和公用工程部分组成，以重整氢气和含硫量高的加氢装置冷低分气等混合/MP压力气为原料，采用国内某公司的10-2-4PSA流程变压吸附氢提纯技术，从混合气中提纯分离出纯度大于99.9%的氢气，副产品解吸气可作为燃料气使用或Time理

3、想均压曲线送入制氢装置。改造后，装置采用国外某公司的10-2-4的流程变压吸附氢提纯技术，原料气为重整氢、含硫量a高的加氢装置冷低分气和氢气回收装置产品氢的混合气。产品氢纯度达99.9%以上，产品氢规模为/MP压力43-112×10Nm·h，氢气回收率达到92％，操作弹性为50％~110％。副产品解吸气进入全厂燃料气管网，或者作为制氢装置或氢气回收装置的原料。装Time置由PSA撬块、预处理部分、解吸气压缩机部分和实际均压曲线公用工程部分组成。图1吸附塔的实际压力变化曲线与理想曲线图1是吸附塔的实际压力变化曲线与理想曲线2原有

4、运行问题对比。从图1可以看出，实际的吸附曲线成阶梯状，2.1设计缺陷均压过程过快。而导致这一现象的原因是均压管线2.1.1均压速度过快的管径设计失误，均压过程中气体流速过大。管线PSA1装置由10台吸附塔和4台缓冲罐组成，采流速过大直接带来设备的运行问题。均压速度过用10-2-4PSA工艺流程，即装置的10个吸附塔中有快，引起床层顶部的吸附剂沸腾而粉化，较高的气流2个吸附塔始终处于同时进料吸附的状态。其吸附携带着吸附剂粉尘对程控阀长期冲刷，吸附塔的每和再生工艺过程由吸附、连续4次均压降压、顺放、冲次均压都会对吸附剂床层造成巨大

5、冲击，并且PSA1洗、连续4次均压升压和产品最终升压等步骤组成。装置运行时一直存在噪音较高的问题。为解决均压收稿日期：2017-04-2566化工技术与开发第46卷-6问题，在均压速度过快的管线中加装限流孔板，之后低分气中铵离子含量约200×10，遇微量硫后会生3次调整孔板的尺寸和位置，均无明显效果。成铵盐，堵塞在出口过滤器处。2.1.2程控阀选型错误2.2.3低分气带液严重程控阀选型为液压制动两位式蝶阀，运行过程两路加氢低分气一直以来带液严重，PSA1原中有三大问题：1）两位式开关动作，瞬间全开或全料气分液罐每天定时切液，排

6、出大量污水。关，进一步加重了均压的速度，每次均压对吸附剂床2.2.4低分气硫化氢腐蚀严重层造成的冲击不亚于一次爆破吹扫；2）程控阀内漏正常情况下，两路低分气经胺洗后可以去除大严重。程控阀内漏是吸附塔内吸附剂穿透失活的主部分硫化氢，满足PSA1对进料中硫含量的要求（设要原因之一，PSA1装置运行以来，已对内漏的程控-6计6×10）。但由于生产波动等原因，低分气中的硫阀多次维修或更换；3）执行机构液压缸接头频繁漏含量有超标的情况。更为严重的是没有脱硫的低分油，液压油滴落到地面，污染装置的雨排系统。气直接进入PSA1装置，大量硫化氢

7、进入吸附剂床层，2.1.3氢气回收率低降低吸附剂的吸附效果，并对原料分液罐顶部钢结PSA1装置设计氢气回收率的保证值是92%，期构格栅板、丝网、吸附塔底部丝网造成严重腐蚀。望值是93%，产品氢纯度为99.9%。但实际运行期间，氢气回收率长期低于90%，主要表现在产品氢3改造内容纯度低（末期低于95%），解吸气氢气含量高（设计由于装置存在诸多生产运行问题，不但氢气纯43%，末期实际高于70%）。针对氢气回收率低的问度、氢气回收率难以保证生产要求，而且还造成了吸题，装置进行了3次换剂，其中两次为撇头换剂，一附塔“跑剂”，导致解吸气

8、压缩机转子损坏等问题。次为全部换剂，每次换剂后初期运行效果改善，随后经多方分析研究，最终于2016年10月开始，对原有吸附剂吸附效果逐渐变差，回收率低的问题始终无PSA装置进行全面改造。法彻底解决。3.1更换工艺包2.1.4PSA1装置管道未设计保冷设施原设计采用国内某公司的