变压吸附一氧化碳提纯装置运行问题分析及对策.pdf

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1、设备管理变压吸附一氧化碳提纯装置运行问题分析及对策张洪伟张延武（河南能源集团中原大化公司河南省濮阳市457000）摘要:从变压吸附装置的吸附剂、设备、工艺三个方面进行了闭合达千次，因此对密封面、填料、执行机构都有着高度要求。问题分析总结，并提出了解决方案和工程设计建议，以保证装置在检修以前根据工艺变化情况找出泄漏阀门，更换程控蝶阀的正常运行和高负荷的提升。密封外环，密封填料，在平衡缸、填料、气缸等处加少量二硫化钼关键词:吸附剂粉化；吸附器；程控阀；二氧化碳含量超标减少磨损。另在使用过程中发现部分手动调节阀执行机构弹

2、簧目前我国变压吸附（PSA）技术在CO/H2提纯领域已占有主倾倒卡涩问题，原因为弧形气缸底部不能很好支撑弹簧直立运要地位，正逐步取代低温法、电解法等传统工艺方式，向着更高作，通过将弹簧底部用铁环焊接加固后问题消除。效、低成本的方向发展[1]。中原大化公司变压吸附装置为濮阳永3.动设备问题金公司年产20万吨乙二醇装置的配套项目，将上游煤气化装置本装置选用14台WLW-2400B型往复立式无油真空泵做为原料气中的CO、H2分别进行提纯，并去除其他杂质成分，送往界CO提纯三段抽空使用，因该泵有易损件多、主要部件重量大、外

3、外乙二醇装置进行反应合成。本文对PSA装置自建成投产以来部附件多等缺陷，致使日常检修任务繁重，占据PSA装置70%的遇到的问题及解决方案进行了分析。检修工作量。一、装置概述因此在真空泵厂房设计之初应充分考虑检修工作的便利性，该装置设计规模为CO产量22000Nm3/h，H2产量厂房内应配备能够覆盖检修区域的天车，且尽量保证真空泵上方42000Nm3/h，原料气处理量为90000Nm3/h。装置工艺流程无干扰吊装的管线、线桥等设施，能够在线突击检修节省工时。依次为PSA-CO2区主要由14台吸附器组成，用以分离回收原

4、料严格定期更换的易损部件，特别是气阀部件应安排工艺人员进行气中的CO2等杂质组分；PSA-CO区由16台吸附器及14台真空专项测温检查，避免严重内漏超温甚至撞缸事故的发生。而在设泵组成，用以分离并提纯其中的CO产品；计之初应处分估算吸附剂、管道部件的影响，保证富余量和有备PSA-H2区由12台吸附器组成进一步提纯H2并送往乙二机可用，避免投产后在另加真空泵。醇装置；自2013年9月乙二醇突破80%负荷以来，变压吸附也随四、脱碳气CO2含量超标之暴露诸多问题，严重制约着负荷的进一步提升，急需进行处理1.问题原因分析和

5、改进。理想的吸附解析过程是等温过程，而在实际生产中由于北方二、吸附剂下沉和粉化气温冬夏温差大，导致原料气由夏季的30℃将至冬季的8℃左在检修程控阀门和动设备时经常发现工作腔内有大量吸附右。低温CO2难以从吸附剂中彻底解析，致使脱碳气中CO2含剂粉末，对设备的密封面和工作面形成冲刷和卡涩，而且易造成量超标。程控阀门特别是偏心蝶阀的密封面损坏，导致阀门内漏窜气事2.工艺调整困难故。同时该粉末滞留真空泵进气阀后造成气阀堵塞，导致真空泵为保证脱碳单元出口CO2含量不超标，缩短脱碳单元运行效率降低等问题。周期，造成脱碳气量过

6、少影响下一工段CO提纯负荷的提高，如1.下沉粉化原因果为提高脱碳工序解析效果需增加冲洗气量，导致产生尾气量过在对吸附塔抽查时发现吸附剂已下沉约70公分，上层表面大增加尾气压缩机负荷，给进一步提升负荷带来新的困难。和分布器处有大量吸附剂粉末。其原因为起初装填吸附剂时从3.应对措施吸附器顶部人孔直接倒入，装置运行一段时间后则会下沉，形成1、提高原料气温度，由煤化工装置到变压吸附装置原料气管顶部空间。吸附剂随气流来回跳动和碰撞粉化。线加装制作伴热管线，用以提高吸附剂床层温度改善解析效果。2.整改措施2、提高鼓风机出口温度

7、并在出口管线加装保温，维持置换气温确立吸附剂装填方案，估算吸附剂装填所需种类和重量，对度。3、在H2提纯区去脱碳区之间增加蒸汽加热器一组用以提高各吸附器进行封头拆除和吸附剂装填。在不影响通流量的情况冲洗气温度，保证CO2分离工序吸附剂床层温度控制在40度最下提高丝网密度并重新加固，防止吸附剂颗粒穿透丝网进入工艺佳工作温度，进而提高CO2组分分离效果。管道及设备。4.技改效果三、设备阀门问题目前装置运行良好，投用后在负荷基本不变的情况下，一区1.吸附器开裂现象脱碳气指标下降在范围之内。改造后不但提高了CO纯度，增加在

8、对其他大型变压吸附单位考察时发现部分厂家的吸附器了经济效益，同时提高了装置运行的稳定性。本体有开裂泄漏现象，其原因为部分设备生产厂家在吸附器外壁结束语上焊接保温托圈或钩钉后没有严格的对焊缝进行打磨与母材平中原大化变压吸附装置自2012年10月运行以来，经过不断齐处理，造成应力集中形成裂纹。的摸索和改进已能够长周期稳定运行，虽然目前向85%以上负荷随后我厂立即