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备战PSA操作手册

PSA岗位操作手册
 
 一、岗位任务
本工序的任务是通过吸附塔分离酸性气脱除工序来的净化气中少量的CO、CO2、N2、CH4、H2S、Ar、CH3OH等杂质,产出纯净的氢气并送出稳定压力、组分的解吸气。
产品气品质: H2?99.5%, CO+CO2≤10ppm
产品气压力: ≥ 3.0MPa(G)
产品气温度: ?38℃
产品气流量: 134808Nm3/h
解吸气压力: ≥0.05MPa
解吸气温度: ?38℃
解吸气流量: 33996Nm3/h
二、岗位管辖范围
十二台吸附塔:C2501、C2502、 C2503、C2504、 C2505、C2506、C2507、C2508、C2509、C2510 、C2511、C2512,两台顺放气缓冲罐:T2501A/B,解吸气缓冲罐:T2502,解吸气混合罐:T2503,工序内的所有阀门、管线和所有的仪表、电气设备等。
三、工艺特点
主要以12-3-6 方式运行,3台同时进料吸附,另外9台分别处于再生的不同步骤,6次均压,冲洗解吸. 每台吸附器经历相同的步骤程序,以预定的程序运行,就可使原料气不断输入、产品氢连续稳定输出。。通过设置解吸气缓冲罐T2502和解吸气混合罐T2503使解吸气以稳定组份和压力输出。12-3-6 运行方式和其它运行方式可以实现自由切换。
四 、工艺原理及过程
变压吸附技术是以吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础,利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组份、不易吸附低沸点组份和高压下吸附量增加(吸附组份)、低压下吸附量减小(解吸组份)的特性。将原料气在压力下通过吸附剂床层,相对于氢的高沸点杂质组份被选择性吸附,低沸点组份的氢不易吸附而通过吸附剂床层(作为产品输出),达到氢和杂质组份的分离。然后在减压下解吸被吸附的杂质组份使吸附剂获得再生,以利于下一次再次进行吸附分离杂质。这种压力下吸附杂质提纯氢气、减压下解吸杂质使吸附剂再生的循环便是变压吸附过程。
多床变压吸附的作用在于:保证在任何时刻都有相同数量的吸附床处于吸附状态,使产品能连续稳定地输出;保证适当的均压次数,使产品有较高的提取率。
在变压吸附过程中,吸附床内吸附剂解吸是依靠降低杂质分压实现的,本装置采用的方法是:常压解吸(见图2-1)
降低吸附床压力(泄压)
逆放解吸
冲洗解吸
图2-1示意说明吸附床的吸附、解吸过程。

图2-1 变压吸附循环中吸附-解吸过程示意图
升压过程(A-B): 经解吸再生后的吸附床处于过程的最低压力P1,床内杂质吸附量为Q1(A点)。在此条件下用产品组份升压到吸附压力P3,床内杂质吸附量Q1不变(B点)。
吸附过程(B-C): 在恒定的吸附压力

下原料气不断进入吸附床,同时输出产品组份。吸附床内杂质组份的吸留量逐步增加,当到达规定吸附留量Q3(C点)时停止进入原料气,吸附终止。此时吸附床内仍预留有一部分未吸附杂质的吸附剂(如吸附剂全部吸附杂质,吸附量可为Q4,C’点)。
顺放过程(C-D): 沿着进入原料气输出产品的方向降低压力,流出的气体仍为产品组份用于别的吸附床升压或冲洗。在此过程中,随床内压力不断下降,吸附剂上的杂质被不断解吸,解吸的杂质又继续被未充分吸附杂质的吸附剂吸附,因而杂质并未离开吸附床,床内杂质吸留量Q3不变。当吸附床降压至D点时,床内吸附剂全部被杂质占用,压力为P2。
逆放过程(D-E): 开始逆着进入原料气输出产品的方向降低压力,直到变压吸附过程的最低压力P1(通常接近大气压力),床内大部分吸留的杂质随气流排出塔外,床内杂质吸留量为Q2。
冲洗过程(E-A): 根据实验测定的吸附等温线,在压力P1下吸附床仍有一部分杂质吸留量,为使这部分杂质尽可能解吸,要求床内压力进一步降低。在此利用顺放气冲洗床层不断降低杂质分压使杂质解吸。经一定程度冲洗后,床内杂质吸留量降低到过程的最低量Q1时,再生终止。至此,吸附床完成一次吸附-解吸再生过程,再次升压进行下一次循环
1、本装置原料为来自低温甲醇洗系统的净化气,主要组份是H2,杂质组份是CO、CO2、CH4和H2O等。主要组成如下:
原料气 组份 V% Nm3/h H2 88.2900 149037.93 N2 7.9890 13485.83 CO 1.5920 2687.37 CO2 2.0000 3376.10 CH4 0.0595 100.44 Ar 0.0617 104.15 H2S 0.0001 0.17 CH3OH 0.0077 13.00 合计 100.0000 168805 温度(℃) 31 压力(MPa) 3.1 平均分子量 5.37 2、工艺流程简图
产品H2
净化气 氢气管网

解吸气
界外

 3、工艺流程简述:
原料气以流量168805Nm3/h、压力3.1MPa、温度31℃进入本工序,首先经流量计计量,通过调节阀25FV001对原料气流量进行调节控制,使其流量连续稳定地送入由十二个吸附塔(C2501-C2512)和一系列程控阀组成的PSA系统, PSA系统采用12-3-6主流程工艺,即设12台吸附塔,3台同时进料吸附,另外9台分别处于再生的不同步骤,6次均压,冲洗解吸。每台吸附塔依次经历吸附、一均降压、二均降压、三均降压、

四均降压、五均降压、六均降压、顺放、逆放、冲洗、六均升压、五均升压、四均升压、三均升压、二均升压、一均升压、最终升压等步骤完成一个吸附与再生的周期。
上述过程均由程控阀自动切换完成,其中程控阀25XV101-112为原料气阀,25XV201-212为产品气阀,25XV301-312为逆放阀,25XV401-412为二、三均压阀,25XV501-512为终充、一均压阀,25XV601-612为顺放、六均压阀,25XV701-712为冲洗阀,25XV801-812为四、五均压阀。
以吸附塔C2501为例:吸附开始,25XV101和25XV201自动开启,原料气从塔底进入,产品穿过吸附塔从塔顶出去;然后关闭25XV101和25XV201,25XV501和25XV505自动开启,吸附塔C2501和C2505进行一均降压;一均降压结束后,关闭25XV501和25XV505,25XV401和25XV406自动开启,吸附塔C2501和C2506进行二均降压;二均降压结束后,关闭25XV406,25XV401和25XV407自动开启,吸附器105C2501和105C2507进行三均降压;三均降压结束后,关闭25XV401和25XV407,25XV801和25XV808自动开启,吸附塔C2501和C2508进行四均降压;四均降压结束后,关闭25XV808, 25XV809自动开启,吸附塔C2501和C2509进行五均降压;五均降压结束后,关闭25XV801和25XV809,25XV601和25XV610自动开启,吸附塔C2501和C2510进行六均降压;六均降压结束后,关闭25XV610,继续开启25XV601,另外再开启25XV009和25XV010,吸附塔C2501进行顺放,顺放气进入顺放气缓冲罐T2501A/B,同时,开启25XV711和25XV712,顺放气从顺放气缓冲罐T2501A/B出来后,进入吸附塔C25011和C25012,对其进行冲洗,通过调节阀25PV005A/B 和25PV006A/B可对冲洗气流量进行调节控制;顺放结束后,关闭25XV601,25XV009、25XV010 、25XV711和25XV712,开启25XV301,塔C2501进行逆放,进一步将其压力降至0.05MPa,逆放气从塔底出来,同时,开启25XV011和25XV012,前期压力较高部分先进入解吸气缓冲罐T2502,缓冲后再经调节阀25PV003A调节压力后,与逆放后期压力较低部分气体一起进入解吸气混合罐T2503,逆放后期关闭25XV011和25XV012,解吸气经调节阀25HV002A/B调节控制,使其压力较稳定地送入解吸气混合罐T2503,最终经混合罐后,解吸气连续稳定地输出。逆放结束后, 关闭25XV301,开启25XV701,25XV702,25XV703, 吸附塔C2502和C2503的顺放气对C2501进行冲洗,冲洗气亦通过调节阀25HV002A/B调节控制,使其压力较稳定地送入解吸气混合罐T2503。冲洗结束后, 关闭25XV701,25XV702,25XV703, 开启25XV601和25XV604,吸附塔C2501和C2504进行六均升压;六均升压结束后, 关闭25XV601和25XV604, 开启25XV801和25XV805,吸附塔C2501和C2505进行五均升压;五均升压结束后, 关闭25XV805, 开启25XV806,吸附塔C2501和C2506进行四均升压;四均升压结束后, 关闭25XV801和25XV

806, 开启25XV401和25XV407,吸附塔C2501和C2507进行三均升压;三均升压结束后, 关闭25XV407, 开启25XV408,吸附塔C2501和C2508进行二均升压;二均升压结束后, 关闭25XV401和25XV408, 开启25XV501和25XV509,吸附塔C2501和C2509进行一均升压;一均升压结束后, 关闭25XV509,利用产品气对吸附器105C2501进行最终升压并通过调节阀25HV001A/B调节控制终充气流量。
4、装置特性和时序表
装置在正常运行方式下的工艺特性(12-3-6运行方式)如下表
步骤 压力(MPa) 温度(℃) 时间(s) 吸附 A 3.1 ≤40℃ 270 降压平衡1 E1D 3.1→2.66 ≤40℃ 30 降压平衡2 E2D 2.66→2.22 ≤40℃ 30 降压平衡3 E3D 2.22→1.78 ≤40℃ 30 降压平衡4 E4D 1.78→1.34 ≤40℃ 30 降压平衡5 E5D 1.34→0.90 ≤40℃ 30 隔离 0.90 ≤40℃ 30 降压平衡6 E6D 0.90→0.46 ≤40℃ 30 顺放PP 0.46→0.22 ≤40℃ 90 逆放 D 0.22→0.05 ≤40℃ 60 冲洗P 0.05 ≤40℃ 90 升压平衡6 E6R 0.05→0.46 ≤40℃ 30 升压平衡5 E5R 0.46→0.90 ≤40℃ 30 隔离 0.90 ≤40℃ 30 升压平衡4 E4R 0.90→1.34 ≤40℃ 30 隔离 1.34 ≤40℃ 30 升压平衡3 E3R 1.34→1.78 ≤40℃ 30 隔离 1.78 ≤40℃ 30 升压平衡2 E2R 1.78→2.22 ≤40℃ 30 隔离 2.22 ≤40℃ 30 升压平衡1 E1R 2.22→2.66 ≤40℃ 30 最终充压FR 2.66→3.1 ≤40℃ 60 合计(循环周期) 1080
 5、时序表暂缺
 6、过程说明
现以第一吸附塔(C2501)为例,说明一个循环周期内各工艺步骤的过程。
1)吸附(A):
开启程控阀25XV101和25XV201 (关闭与吸附塔C2501相连的其它阀门,下同)。
原料气由程控阀25XV101进入并自下而上通过吸附塔C2501,原料气中的杂质组分被吸附,获得的氢气通过程控阀25XV201流出. 当被吸附杂质的吸附前沿(指产品中允许的最大杂质浓度)移动到吸附塔一定位置时,关闭程控阀25XV101和25XV201 (停止原料气进入和产品输出). 此时吸附塔中吸附前沿至出口端之间还留有一段未被杂质占用的吸附剂。
过程压力: 3.10MPa.
步骤执行时间: ?270s.
2)、第一级压力均衡降(E1D简称一均降):
开启程控阀25XV501和25XV505
吸附塔C2501吸附步骤停止后,与吸附塔C2505以出口端相连进行第一级压力均衡,均压过程中吸附塔C2501的吸附前沿向出口端方向推进,但仍未到达其出口端. 当这两个吸附塔压力基本相等时,关闭程控阀25XV501和25XV505,一均降步骤结束。
过程压力: 由3.10MPa下降到2.66MPa.
步骤执行时间: ?30s.
3)、二级压力均衡降(E2D简称二均降):
开启程控阀25XV401和25XV406
接着吸附塔C2501与C2506以出口端相连进行第二级压力均衡,均压过程中吸附塔C2501的吸附前沿继续向出口端方向推进,但仍未到达其出口端. 当这两

个吸附塔压力基本相等时,关闭程控阀25XV406,二均降步骤结束。
过程压力: 由2.66MPa下降到2.22MPa.
步骤执行时间: ?30s.
4)、三级压力均衡降(E3D简称三均降):
开启程控阀25XV407
接着吸附塔C2501与吸附塔C2507以出口端相连进行第三级压力均衡,均压过程中吸附塔C2501的吸附前沿继续向出口端方向推进,但仍未到达其出口端. 当这两个吸附塔压力基本相等时,关闭程控阀25XV401和25XV407, 三均降步骤结束。
过程压力: 由2.22MPa下降到1.78MPa.
步骤执行时间: ?30s.
5)、第四级压力均衡降(E4D简称四均降):
开启程控阀25XV801和25XV808.
接着附塔C2501与刚结束五均压步骤的吸附塔C2508以出口端相连进行第四级压力均衡,均压过程中吸附塔C2501的吸附前沿向出口端方向继续推进,但仍未到达其出口端. 当这两个吸附塔压力基本相等时,关闭程控阀25XV808, 四均降步骤结束。
过程压力: 由1.78MPa下降到1.34MPa.
步骤执行时间: ?30s.
6)、第五级压力均衡降(E5D简称五均降):
开启程控阀25XV809.
接着附塔C2501与刚结束均压六步骤的吸附塔C2509以出口端相连进行第五级压力均衡,均压过程中吸附塔C2501的吸附前沿向出口端方向继续推进,但仍未到达其出口端. 当这两个吸附塔压力基本相等时,关闭程控阀25XV801和25XV809, 五均降步骤结束。
过程压力: 由1.34MPa下降到0.90MPa.
步骤执行时间: ?30s.
7)、第六级压力均衡降(E6D简称六均降):
开启程控阀25XV601和25XV610.
接着附塔C2501与刚结束冲洗步骤的吸附塔C2510以出口端相连进行第六级压力均衡,均压过程中吸附塔C2501的吸附前沿向出口端方向继续推进,但仍未到达其出口端. 当这两个吸附塔压力基本相等时,关闭程控阀25XV610, 六均降步骤结束。
过程压力: 由0.90MPa下降到0.46MPa.
步骤执行时间: ?30s.
8)、顺向放压(PP简称顺放)
继续开启25XV601,另外再开启25XV009和25XV010,吸附塔C2501进行顺放,顺放气进入顺放气缓冲罐T2501A/B,同时,开启25XV711和25XV712,顺放气从顺放气缓冲罐T2501A/B出来后,进入吸附塔C2511和C2512,对其进行冲洗,通过调节阀25PV005A/B 和25PV006A/B对冲洗气流量进行调节控制;顺放结束后,关闭25XV601,25XV009和25XV010 ,25XV711和25XV712。
过程压力由: 由0.46MPa下降到0.22MPa.
步骤执行时间: ?90s.
9)、逆向放压(D简称逆放):
开启程控阀25XV301
吸附塔C2501进行逆放,进一步将其压力降至0.05MPa,逆放气从塔底出来,同时,开启25XV011和25XV012,前期压力较

高部分先进入解吸气缓冲罐T2502,缓冲后再经调节阀25PV003A调节压力后,与逆放后期压力较低部分气体一起进入解吸气混合罐T2503,逆放后期关闭25XV011和25XV012,解吸气经调节阀25HV002A/B调节控制,使其压力较稳定地送入解吸气混合罐T2503,最终经混合罐T2503后,解吸气连续稳定地输出。当吸附塔C2501压力接近解吸气输出压力时逆放步骤结束。
过程压力: 由0.22MPa下降到0.05MPa.
步骤执行时间 : ?60s.
10)、冲洗(P)
开启25XV701,25XV702,25XV703, 吸附塔C2502和C2503的顺放气对C2501进行冲洗,冲洗气亦通过调节阀25HV002A/B调节控制,使其压力较稳定地送入解吸气混合罐Ⅱ105T2503。(冲洗结束后, 关闭25XV701,25XV702,25XV703过程压力保持在0.05MPa)
步骤执行时间 ?90s
11)、第六级压力均衡升(E6R简称六均升):
开启程控阀25XV601和25XV604
吸附塔C2501与刚结束五均降(E5D)步骤的吸附塔C2504以出口端相连进行第六级压力均衡升,均压过程中吸附塔C2501压力升高,当这两个吸附器压力基本相等时,关闭程控阀25XV601和25XV604,六均升步骤结束.
过程压力: 由0.05MPa 上升到0.46MPa.
步骤执行时间: ?30s.
12)、第五级压力均衡升(E5R简称五均升):
开启程控阀25XV801和25XV805
吸附塔C2501与刚结束四均降(E4D)步骤的吸附塔C2505以出口端相连进行第五级压力均衡升,均压过程中吸附塔C2501压力升高,当这两个吸附塔压力基本相等时,关闭程控阀25XV805,五均升步骤结束.
过程压力: 由0.46MPa 上升到0.90MPa.
步骤执行时间: ?30s.
13)、四级压力均衡升(E4R简称四均升):
开启程控阀25XV806
吸附塔C2501与刚结束三均降(E3D)步骤的吸附塔C2506以出口端相连进行第四级压力均衡升,均压过程中吸附塔C2501压力升高,当这两个吸附塔压力基本相等时,关闭程控阀25XV801和25XV806,四均升步骤结束.
过程压力: 由0.90MPa 上升到1.34MPa.
步骤执行时间: ?30s.
14)、三级压力均衡升(E3R简称三均升):
开启程控阀25XV401和25XV407.
吸附塔C2501与刚结束二均降(E2D)步骤的吸附塔C2507以出口端相连进行第三级压力均衡升,均压过程中吸附塔C2501压力升高,当这两个吸附塔压力基本相等时,关闭程控阀25XV407, 三均升步骤结束.(继续开启程控阀25XV401,用于下一步的二均升步骤)。
过程压力: 由1.34MPa上升到1.78MPa.
步骤执行时间: ?30s.
15)、第二级压力均衡升(E2R简称二均升):
开启程控阀25XV408.
吸附塔C2501与刚结束一均降(E1D)步骤的吸附塔C2508以出口端相连进行第二级压力均衡升,均

压过程中吸附塔C2501压力升高,当这两个吸附塔压力基本相等时,关闭程控阀25XV401和25XV408,二均升步骤结束。
过程压力: 由1.78MPa上升到2.22MPa.
步骤执行时间: ?30s.
16)、第一级压力均衡升(E1R简称一均升):
开启程控阀25XV501和25XV509。
吸附塔C2501与刚结束吸附(A)步骤的吸附塔C2509以出口端相连进行第一级压力均衡升,均压过程中吸附塔2501压力升高,当这两个吸附塔 压力本相等时,关闭程控阀25XV509,一均升步骤结束(继续开启程控阀25XV501,用于下一步的最终升压步骤)。
过程压力: 由2.22MPa上升到2.66MPa.
步骤执行时间: ?30s.
17)、最终升压(FR简称终升):
开启终充流量调节阀25HV001A/ B。
经六均压升步骤后,吸附塔C2501最终用产品氢气通过调节阀25HV001A/B限流使其进行充压逐步接近吸附压力,当压力达到吸附压力后,终升步骤结束,关闭程控阀25XV501和调节阀25HV001A/B。
过程压力: 由2.66MPa上升到3.10MPa.
步骤执行时间: ?60s.
至此,吸附塔C2501的吸附、再生过程全部结束,紧接着便进行下一次循环。
五、 仪表及自动控制系统介绍
1、程序控制系统
DCS系统按预先设计的各运行方式步位-步骤关系输出4~20mA DC电流信号,经隔爆电磁阀将信号转换成气信号驱动程序控制阀,实现吸附器各个工艺步骤的切换。




工艺过程中所有的程序控制阀都是由DCS系统控制的,其中部分调节系统也是由DCS系统控制的。本装置DCS系统采用定时控制,运行中吸附塔的工作步骤和程序控制阀的开关状态,可通过计算机屏幕上的流程示意图反应出来,并对程序控制阀的开关状态进行故障诊断、报警并进行吸附器运行方式的切换。
DCS系统根据变压吸附工艺过程,按预先设定的每个工作步骤及时间切换程序控制阀,使其循环切换来控制吸附系统的,达到提纯产品的目的。如有原料气参数的变化,可人工改变设定值(工作步骤的切换时间),以满足、适应新的工况要求。
2、流量系统
1)、解吸气流量指示、调节及计量系统(25FIC003):
解吸气流量指示、调节,与PICA003B挂串级。
2)、产品气流量指示及计量系统(25FIQ002):
对产品气流量进行计量,主要是反映本装置的生产能力, 为经济核算提供依据。
3、压力系统
1)、产品气吸附压力调节系统(25PICA001):
实现产品气、吸附压力显示,给产品气计量提供压力补偿,并保持输出压力稳定。同时实现高低压报警。
2) 、解吸气混合罐T2503超压放空调节系统(25PICA003C):
实现解吸气混合

罐T2503的压力显示,并保持解吸气输出压力稳定和减少波动。同时实现高低压报警。
 3)、解吸气缓冲罐T2502压力自动调节系统(25PIC003A):
实现解吸气混合罐T2502的压力显示,并保持解吸气输出压力稳定和减少波动。
4) 、原料气超压放空调节系统(25PICA004):
实现原料气的压力显示,并保持原料气进入压力稳定和减少波动。同时实现高低压报警。
5) 、产品气超压放空调节系统(25PICA002):
实现产品气的压力显示,并保持产品气输出压力稳定和减少波动。同时实现高低压报警。
4、质量系统(25AAL001/25AAH002)
在线分析产品气中杂质组份(CO+CO2)的含量以及氢气纯度,当含量高于要求值时或纯度低于设计值时,DCS系统发出报警。
5、手操控制系统
⑴、 最终充压流量手操速率控制系统(25HIC001A/B):
保证终充流量和压力达到设定值。在终充步骤,DCS系统依据设定开度和速率控制调节阀(25HV001A/B)逐渐开大至人工设定值,以保证终充流量的稳定和压力升到位。
⑵、 顺向放压流量手操速率控制系统(25PIC005 A/B、25PIC006 A/B):
限流以保证顺向放压流量和压力达到设定值,并保证冲洗再生达到要求。在该步骤,DCS系统依据设定开度和速率控制调节阀(25PV005 A/B、25PV006 A/B),逐渐开大至人工设定值,以保证顺放流量稳定及顺放终时吸附塔的压力达到要求。
⑶、 逆放冲洗手操限流调节系统(25HIC002 A/B):
保证逆放效果,减少解吸气混合罐T2503的压力波动。在逆放、冲洗步骤,DCS系统依据设定开度和速率控制调节阀(25HV002A/B),逐渐开大至人工设定值,以保证逆放、冲洗流量的稳定和减少压力波动。
6、仪表空气压力低报警系统(25PSLL010):
仪表空气压力指示、报警 、联锁。
7、变压吸附工艺运行方式切换
本装置主要运行方式为12-3-6,其它运行方式是为了保证装置出现故障时能不间断生产而设,不宜长期运行,故障解决后,应恢复主要运行方式运行。各种运行方式之间的切换方法如下表:
原运行
方式 切换后的运行方式 12-3-6 11-3-6 10-3-6 9-3-6 8-3-6 7-3-6 6-3-4 12-3-6 / 自动或手动 自动或手动 自动或手动 自动或手动 自动或手动 自动或手动 11-3-6 手动 / 自动或手动 自动或手动 自动或手动 自动或手动 自动或手动 10-3-6 手动 手动 / 自动或手动 自动或手动 自动或手动 自动或手动 9-3-6 手动 手动 手动 / 自动或手动 自动或手动 自动或手动 8-3-6 手动 手动 手动 手动 / 自动或手动 自动或手动 7-3-6 手动 手动 手动 手动 手动 / 自动或手动 6-3-4 手动 手动 手动 手动 手动 手动 / 切换方式有

手动和自动两种。当出现下列情况之一,DCS系统经检测并发出报警。
1) 程序控制阀的外部元件出现故障。
2)某吸附塔程序控制阀的执行机构失灵。
3)某吸附塔的控制输出模件发生故障。
4)某吸附塔的压力变送器内部故障。
装置运行中,如果切换发生设定为自动,出现上述情况时,发出报警的同时DCS会选择优先考虑的运行方式和最佳的切换步位,然后自动进行切换。如果设定为手动,发出报警的同时,CRT上会显示供选择的指令。有些切换发生必须为手动进行。
六 、PSA系统开工
1、开车前应具备以下条件:
1)检查吸附器的上下过滤网、清除所有容器设备内的污物。
2)系统已经吹扫、清洗合格。
3)吸附剂装填完毕。
4)相关公用工程部分已具备供应条件,随时可用
5)仪控设施安装正确且全部完成,安全阀已校验合格。
6)系统内道路畅通,安全设施、消防设施全部到位。
7)各类技术资料已具备,各类方案已齐全。
8)临时盲板、管线及设施已拆除,开车盲板已到位,并处于正常位置。
2、仪表功能试验
1)、逐一检查所有仪表、阀门能否全关、全开,开关是否灵活,以及阀的位置是否准确。
2)、检查所有仪表、联锁功能是否正常。
3、气密
3.1准备工作
1) 吸附剂填装全部结束后吸附塔进人检查,合格后封闭人孔和加料孔,进行气密。
2) 投用所有现场一次压力表、液位计、流量计、安全阀,安全阀旁路关,通知仪表人员同步气密。

3) 关闭系统所有导淋、放空、取样阀。
3.2高压工艺系统
1)、用5.2MPa中压氮气从入界区阀一直气密到出界区阀。
2)、系统隔离:
a) 检查导盲产品气出口盲板,原料气进口盲板,各吸附塔出口放空线盲板。其余盲板全部导通。
b) 确认下列阀门为开位:
C2501-C2512进出口碟阀(24个),C2501-C2512出口去产品气总管碟阀(4个),25HV001A/B前后手阀,25PV001及前后手阀,25PV002前后手阀,25XV101-25XV112及前阀(4个),25XV801-25XV812及后阀(4个),25XV401-25XV412及后阀(4个),25XV601-25XV612及后阀(4个),25XV501-25XV512及后阀(4个),25XV201-25XV212。
e)确认下列阀门为关位:
净化气进工序手阀,产品气出工序手阀,25XV301-25XV312,25XV701-25XV712,25XV009、25XV010、25PV002及旁通阀,低压氮气和系统连接阀,25PV001旁通阀。
f)打开中压氮气入工序手阀,以小于1.0MPa/h的充压速度,分别在1.0MPag、2.0MPag和3.0MPag进行试漏。
g)气密结束后,通过 25PV002泄压至0.6MPa(余气作为低压系统气密用气)。
注:顺放气工艺及逆放、解吸气工艺系统的压力控制

仪表25PIC003A、25PIC003C设定0.1MPag投自动,打开T2501A/B出口安全阀旁通阀,防止设备内漏氮气窜压至低压系统损坏设备。
3.3顺放气工艺系统
1) 用高压工艺系统气密余气为顺放气工艺系统(T2501A/B及其相连管道)气密。
2) 系统隔离
a) 检查打开25PV005A/B、25PV006A/B前后手阀。
b) 25XV601-25XV612,顺放气总管碟阀。
c) 关闭25XV009、25XV010后碟阀。检查导通顺放气总管盲板。
3) 缓慢打开25XV009、25XV010后碟阀,为系统充压至0.4MPag进行试压查漏(如果压力超高可通过T2501A/B安全阀副线泄放)。
 注:解吸气工艺系统的压力控制仪表25PIC003A、25PIC003C设定0.1MPag投自动,防止设备内漏氮气窜压至解吸气工艺系统损坏设备。
3.4逆放、解吸气工艺系统
1) 用顺放气工艺系统气密余气为逆放、解吸气工艺系统气密。
2) 系统隔离
a) 检查打开25XV301-25XV312及后碟阀,25PV003A及前后手阀,25XV0011/12。
b) 检查关闭解吸气出口阀并导盲阀前盲板。25PV003C及旁通阀关闭,前阀打开。
c) 检查打开25FV003前后手阀及旁通阀。
3) 缓慢打开25XV0011/12及后碟阀、25HV002A/B及前后手阀,为T2502、T2503充压至0.10MPag进行试压查漏。
4) 整个系统气密结束后,分别用25PV002、25PV003C、25SV013、25SV014副线泄压至0.05MPag待用。
4 、氮气置换
气密结束后即开始氮气置换,开始时使所有程控阀门均处于关闭状态,置换方法原则如下:
开工低压氮气→吸附器→均压、顺放、冲洗管道→放空管线
开工低压氮气→吸附器→逆放管道→D2502→D2503→放空管线
建立置换流程:
检查打开系统内所有调节阀前后手阀、各程控阀前/后碟阀、冲洗和顺放气总管碟阀,各自调阀按正常生产要求投自动。打开25XV101-112和低压氮气截止阀,由净化气进工序管线进低压氮气充压至C2501-C2512压力均为0.3MPa,之后关闭25XV101-112。
1) 启动变压吸附12-3-6运行程序,开始进行全流程的置换。
2)按氮气流经的先后次序,间断或持续地开关沿路的一些就地放空阀门进行置换和吹扫,并在产品气、解吸气排放口取样分析气体中的氧含量.所有排放口的气体经分析,氧含量小于0.5%(v)可视置换吹扫合格.
3)置换完成后,如暂时不开工,必须用清洁干燥的氮气保压,吸附器压力为0.2MPa,解吸气混合罐压力为0.01MPa. 然后关闭所有工艺用阀.
5 、开车
在装置完成氮气置换后,本装置可以进行投料开车。
以下的叙述以12-3-6方式运行为主,其它的运行方式可参照执行。
5.1 泄压
在装置经过氮气置换后,设备和管路中的压力在装置运行之前通过各设备的排污阀或泄放阀将其压力泄放.泄放

后:
1) 吸附器(C2501-C2512)输出气管压力保留0.05 MPa。
2) 解吸气管路、解吸气缓冲罐(T2502)和解吸气混合罐(T2503)压力为0.01MPa.
3) 将中压氮气、低压氮气所有阀门关闭,盲板倒盲,准备引入净化气。
5.2 启动前的检查
1)检查所有导淋、放空、取样阀门均处于关的位置,所有安全阀处于投用状态。
2)检查各吸附塔进出口、进化气进出界区、解吸气出口盲板倒通,进出口碟阀打开;打开系统内所有调节阀前后手阀、各程控阀前/后碟阀、冲洗和顺放气总管碟阀,各自调阀按正常生产要求投自动。
3)检查投用所有仪表。
4)所有手动放空线手阀关闭。
5)阀门设定:
在启动过程中,原料气进入装置后,不合格产品氢气暂时通过调节阀25PV002去放空管,解吸气通过解吸气缓冲罐、再经解吸气混合罐去解吸气管网。
6) 操作键盘设定:
 在操作键盘上设定为12-3-6方式运行并检查各步位时间值.
5.3 吸附器充压
根据选定的开车部位将各吸附器充压至相应的压力水平,如果没有特殊原因,通常选择12床模式开车,如果开车部位为1.1,则各吸附器的充压水平为:
吸附器号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 压力(MPag) 待定 待定 待定 待定 待定 待定 待定 待定 待定 待定 待定 待定 PSA岗位的充压是利用低温甲醇洗系统合格的净化气进行,充压时应缓慢,避免引起低温甲醇洗压力波动,造成带液。升压时使用入界区手阀控制升压速度,具体方法如下:
1) 、开欲升压吸附器的1#阀
2) 、缓慢稍开PSA单元入界区手阀控制吸附器的升压速度≤0.1MPag,低温甲醇洗根据压力变化情况,及时关小23PV0003,保持压力稳定。
3) 、当充压吸附器压力达到预定水平后,关闭该吸附器的1号阀
4) 、当按照上表的要求完成充压后,关闭所有的1号阀,打开PSA单元入界区手阀
注:在手动开关程控阀时,应密切注意阀门前后的差压,如果差压过大,不允许对阀门进行操作。
5.4 PSA开车及调整
1) 按开车键,PSA系统开始运转,调整调节阀25HV001A/B、25PV005A/B, 25PV006A/B的开度,使终充、顺放压力达到工艺要求;
2) 适当调整吸附时间,调整25HV002A/B以及25PV003A/C的开度,使尾气尽可能的平稳;
3)当产品纯度未达到设计要求范围时,产品气送入放空管。当产品纯度达到设计要求范围时,通知后工段,开启产品氢界区阀将氢气送往后工序;
4)当解吸气未达到设计要求范围时,解吸气送入放空管。当解吸气达到设计要求范围时,解吸气送入后续工段;
5)随着原料气的增加,在保证产品纯度的前提下,随时调整吸附时间;
六 正常操

作及工艺指标的控制
1. 产品纯度的控制(25ARA001/25ARA002)
影响因素:净化气负荷、压力、温度;净化气杂质含量;吸附时间;冲洗气的品质;均压、终充效果等。正常控制:H2?99.5%, CO+CO2≤10ppm。
控制方法:正常生产中,一般是通过调整吸附各步骤时间达到控制纯度的目的。若入口净化气杂质含量高,压力、温度波动,可稳定上游工序的操作。
2. 最终充压、均压压力的控制
影响因素:最终升压、均压时间;程控阀故障。
控制方法:正常生产中,一般是通过调整最终充压阀25HV001A/B、均压时间来控制。如果阀门故障则需联系仪表处理。
3. 解吸气压力、流量的控制(25PIC003B和25FIC003串级)
影响因素:净化气负荷、压力、温度、杂质含量,逆放和冲洗时间,25HV002A/B、25PV003A的操作。
控制方法:正常生产中,一般是通过调整负荷、稳定上游工序及25HV002A/B、25PV003A的操作来控制解吸气压力、流量。如果是逆放和冲洗时间不合理则应调整逆放和冲洗时间。解吸气压力正常控制在0.05MPa。
4. 顺放气压力、流量的控制(25PIC005A/B、25PIC006A/B)
影响因素:净化气负荷、压力、杂质含量,顺放时间等。
控制方法: 正常生产中,一般是通过调整25PV005A/B、25PV006A/B来稳定顺放气的压力、流量,并配合调节顺放时间和上游工序的操作。
5. 运行方式的切换
装置运行时,DCS系统能够自动诊断检查装置的运行情况. 当程序控制阀故障或输入/出模件故障时,经DCS系统检测并发出报警. 在CRT上显示是自动切换
是手动切换。选择自动切换时:DCS系统会作出判断,自动切换到相应的替换运行方式;选择手动切换时:通过操作键盘发出切换指令,选择所替换的运行方式代码,并加以确认。确认后,DCS系统将检测目前的步位是否允许切换. 如切换条件满足,确认后立即切换为所指定的替换运行方式. 如切换条件未满足,在CRT上会作出相应的显示,装置仍按原运行方式进行循环. 在实际切换完成之前,需要取消切换的请求时,应重新选择装置在目前步位正在执行的运行方式.
在装置切换过程中,吸附时间不同于正常运行值. 从一种运行方式切换到另一种运行方式时,吸附时间由控制单元临时控制. 切换发生后执行的吸附时间将应根据工艺状况进行相应的调整。
七、系统停车
1、临时停车(停车时间在24小时内)
1)关闭原料气入工序阀、产品氢气出工序阀。
2)按暂停、自检键,使PSA工作步骤保持当前状态(并记下停车时程序运行的步位),程控阀处于全部关闭。
3) 保持各吸附器内压力。
 2、短期停车(不需要检修).

1)接到停车命令后切断氢气出工序阀,降低进料流量,将吸附时间缩至最短,PSA低负荷快速循环,以净化吸附剂。
2)关闭原料气入工序阀。
3)程序继续进行,利用每次解吸气的排放,逐步降低吸附器内的压力到~0.3 MPa
4)停止自动运行,用手动操作使各吸附器进行均压,保持各吸附器内压力(约0.2 MPa),解吸气混合罐压力大于常压
5)关闭解吸气出工序阀,视情况进行系统氮气置换。
3、长期停车
1)接到停车命令后切断氢气出工序阀,降低进料流量,将吸附时间缩至最短,PSA低负荷快速循环,以净化吸附剂。
2)关闭原料气入工序阀。
3)程序继续进行,利用每次解吸气的排放,逐步降低吸附器内的压力到~0.02 MPa
4)停止自动运行,由原料气入口引低压氮气置换,分析放空气中CO+H2<0.5%为合格。
5)置换合格后,手动操作使各吸附器用氮气充压到0.2MPa保压。
6)关闭解吸气出工序阀。
八、紧急停车
如出现下列情况按紧急停车处理:
1)、D2409大量带液。
2)、断仪表气源。
3)、系统停电。
 4)、系统大量泄露或着火。
紧急停车:按暂停、自检键,使PSA工作步骤保持当前状态,程控阀处于全部关闭;关闭原料气入工序阀、解吸气出工序阀、产品氢气出工序阀,视具体情况,采取相应处理措施。
九、临时或紧急停车后的再开车
1)、检查各吸附器内的压力是否与停车时的压力相符,否则通过手动开启相应的阀门调整各塔压力或采用步进的方法调整。
 2)、设定吸附时间为原运行时间的80%。
 3)、退出自检和暂停键,检查所有调节控制系统是否处于正常自动状态.
 4)、开启原料气入工序阀、产品氢气放空阀25PV002。
5)、产品气合格后,通知后续工序并缓慢开启产品输出阀并逐步增加吸附时间到原运行时间。
十、事故处理
1、操作失调
现象:吸附器再生恶化, 就会很快波及和污染到其它吸附器, 最终导致产品质量的下降。
危害:产品气超标而影响下游工序,可能造成吸附剂过载而导致吸附剂永久性的损坏。
处理:缩短吸附时间,查明原因处理以使原料气带入的杂质量不超过吸附剂能承受的能力。必要时减负荷处理甚至切气紧停。
2、仪表空气压力下降
现象:25PDSLL010指示下降并报警。
危害:可能造成本系统阀门动作迟缓甚至联锁停车。
处理:立即赴现场将低压氮气串仪表风阀门打开,关闭仪表风边界阀,在仪表风恢复正常后,再改回原来的流程。如果压力继续下降则需紧急停车。
3、程序控制阀故障
现象:DCS发出报警信号。
危害:如不及时处

理则可能造成产品气超标、系统操作紊乱。
处理:及时切换为另一种合适的运行方式,切出故障程控阀,及时联系仪表处理。
4、原料气压力大副波动
现象:PICA004指示变化大。
危害:可能造成吸附剂床层松动或压碎,使床层压降增加;产品气纯度下降。
处理:即时稳定系统压力,协调上游工序处理。必要时紧急停车。
十一、安全技术
 1 、概述
安全生产是关系到人民生命、国家财产安全大事, 操作人员应该掌握有关的安全生产基本知识, 自觉遵守有关的规章制度, 确保实现安全、文明生产。
本装置产品为氢气, 按GB4968-85的火灾分类法属C类火灾; 按GBJ16-87第三章第一节火灾危险性分类的规定, 本界区为甲类; 按爆炸危险场所划分的规定, 本界区设备和程控阀布置区为Q-3级场所 (正常情况下不能形成, 在不正常情况下形成爆炸性混合物可能性较小的场所)。
2 、氢气的基本特性
众所周知, 氢气是一种易燃易爆的气体, 在大气压力和室温下系无色、无味、无毒的气体。它的沸点很低(20.4K), 同时也无腐蚀性。但在高温下(>260℃), 它将腐蚀某些金属, 如炭钢, 它与金属中的碳起作用产生“氢脆”现象。氢是所有元素中最轻的一种, 分子量为2。对空气的比重为0.07(空气比重为1), 密度为0.09kg/m3最小, 它还具有高度的渗透性, 氢气在空气中爆炸范围是4.0~75.6%, 氢气不能供给呼吸, 故在高浓度下能使人窒息, 氢气的自燃点为560℃。
3、装置的安全设施
本装置设于户外, 系统多处设有安全阀, 排放气汇集放空总管, 最后经阻火器于高处放空。自控仪表系统在设计上已考虑到一旦遇到突然停电, 装置会自动处于安全状态。装置设计中工艺管道、阀门和管件的选用都已考虑了含氢介质输送的特殊要求, 且符合有关规定。
非标设备严格执行“压力容器安全监察规程”进行验收。
在《变压吸附法制氢装置施工设计说明书》(图号9324-032-01)中已要求用户在总图布置、生产、维修过程应遵照有关规范、规程采取必要的安全措施, 对于有疲劳现象的设备需要提高类别进行管理。
4 、氢气系统运行安全要点
(摘录于GB4962-85 《氢气使用安全技术规程》第四章)
1、输入系统的氢气含氧量不得超过0.5%。
 2、氢气系统运行时, 不准敲击, 不准带压修理和紧固, 不得超压, 严禁负压。
 3、管道、阀门和水封装置冻结时, 只能用热水或蒸汽加热解冻, 严禁使用明火烘烤。
4、设备、管道和阀门等连接点泄漏检查, 可采用肥皂水或携带式可燃性气体防爆检测仪, 禁止使用明火。
5、不准在室内排放氢气, 吹洗置换, 放

空降压, 必须通过放空管排放。
6、当氢气发生大量泄漏或积聚时, 应立即切断气源, 进行通风, 不得进行可能发生火花的一切操作。
7、新安装或大修后的氢气系统必须做耐压试验、 清洗和气密试验, 符合有关的检验要求, 才能投入使用。
 8、氢气系统吹洗置换, 一般可采用氮气(或其它惰性气体) 置换法或注水排气法。
氮气置换应符合下列要求:
⑴ 氮气中含氧量不得超过3%;
⑵ 置换必须彻底, 防止死角末残留余气;
⑶ 置换结束, 系统内氧或氢的含量必须连续三次分析合格。
9、氢气系统动火检修, 必须保证系统内部和动火区域氢气的最高含量不超过0.4%。
10、防止明火和其它激发能源, 禁止使用电炉、电钻、火炉、喷灯等一切产生明火、高温的工具与热物体; 不得携带火种进入禁火区.
选用铜质或铍铜合金工具; 穿棉质工作服和防静电鞋。
5、消防(摘录于GB4962-85《氢气使用安全技术规程》第六章)
9.5.1 供氢站应按TJ16-74的有关规定设置消防用水, 并应根据需要配备"干粉"、 "1211"和"二氧化碳"等轻便灭火器材或氮气, 蒸汽灭火系统。
9.5.2 氢气着火应采取下列措施:
⑴ 切断电源;
⑵ 冷却、隔离、防止火灾扩大;
⑶ 保持氢气系统正压状态, 以防回火。
9.5.3 氢气火焰不易觉察, 救护人员应防止外露皮肤烧伤。
6、安全生产基本注意事项
1)、操作人员必须按操作手册规定操作, 凡新来人员, 必须经过安全教育和操作法学习。实习操作技术, 未经安全技术和操作法考试合格者, 不准进行独立操作。
2)、操作人员在上班时必须穿着整齐, 不准携带易燃易爆物品进入现场, 严格遵守劳动纪律, 严格进行交接班, 严格进行巡回检查, 严格控制工艺指标, 严格执行操作票, 严格执行有关安全规定。
3)、本装置界区内随时保持清洁, 不应堆有易燃易爆物质, 尤其在交通要道上更不得堆放物品, 以保证交通要道畅通。
4) 、本装置界区内应设有消防器材, 操作人员应知道消防器材的放置地点和使用方法, 平时严禁乱动, 消防器材每年定期检查。
5)、设备在未卸去压力时, 绝对禁止任何修理工作及焊接、 拧紧螺丝, 并禁止使用铁器敲击设备。
6)、设备使用的压力表必须是检验合格并打上铅封的, 如压力表指针不回零或误差大于其级数时, 不得继续使用。每年必须校验一次压力表, 并打上铅封。对于采用压力变送器压力指示仪表在使用前必须校好零点。
7) 严禁在本装置界区内吸烟和动火, 凡有爆炸及燃烧气体的容器及管道检修需动火前, 即应报请厂安技科及车间同意, 先用氮气置换、吹净, 经现场分析合格, 并采取了

安全措施, 领取动火证后方可动火。
防止违章动火, 没有批准的动火证, 不与生产系统隔绝, 不进行清洗置换合格, 不把周围易燃易爆物消除, 不按时作动火分析, 没有消防措施及无人监护, 严格禁止动火。
7、确保设备、管道、阀门的气密性。检修后还应试漏, 合格后方能开车, 使用过程中随时注意杜绝气体泄漏现象。
8、定期检查设备接地, 防雷设施是否处于完好状况。
9、 仪表系统发生故障时应由仪表人员进行修理。仪表人员应与工艺操作人员密切配合, 停车检修后再启动时, 必须注意吸附塔内的压力, 以防发生高压逆放现象.

十二、PSA岗位常用计算
PSA岗位的常用计算是氢回收率的计算,氢气回收率的计算与进料、产品和废气中的氢含量有关。
假设PSA进料气中的含氢量为HF(vol%),进料总量为1,产品氢含氢量为HP。产品氢产率为n,尾气含氢量为HW,尾气产率为1-n,则存在下面的氢平衡:
1×HF=n×HP+(1-n)×HW
由上式可以得出n= HF- HW/ HP- HW
则氢气回收率R=n×HP/ HF
= HP(HF- HW)/ HF(HP- HW)
PSA岗位巡回检查内容
室内检查:
1) 检查PSA系统运行状况是否良好,各吸附器的压力变化是否与程序相符
2)检查各工艺步骤的进行时间是否与设定步骤时间相符,检查各控制回路的输出是否平
3) 检查进料流量、产品流量与尾气流量是否在控制范围内,检查系统压力和尾气压力是否符合要求。
现场检查
1)检查各工艺阀门的运行状况是否良好,检查电磁阀、阀位开关等设备是否有异常声音
2) 检查产品、进料和尾气的现场压力和温度,检查各控制阀是否正常,检查仪表风缓冲
3) 检查入口分液罐的液位是否需要排凝,检查各采样点、阀门填料是否泄漏等。
十三、PSA岗位常见问题
1、什么样的混合气体才能使用PSA进行分离?
答:适于采用PSA进行分离的混合气体应具备如下特点:混和气体中各组分必须是在相同的吸附压力下具有不同的吸附能力,不希望的组分应当是在较高的压力下具有较大的吸附能力,而在较低的压力下,又具有较小的吸附能力,吸附能力越大变越容易分离。而希望的组分应当是非吸附性的,或吸附能力很小,且随压力变化吸附能力变化不大。
2、制氢装置中PSA最常用的吸附剂是什么?它们对一般气体的吸附顺序如何?
答:PSA最常用的吸附剂是分子筛和活性碳,根据不同的进料气组成,两种吸附剂组合使用。
分子筛对一般气体的吸附顺序是:
H2<<N2<CH4<CO<CO2
活性碳对一般气体的吸附顺序是:
H2<<N2<CO<CH4<CO2
3、

为什么说PSA运行效果的好坏关键是吸附剂?
答:PSA工艺是以吸附剂内部表面对气体分子的物理吸附为基础的可逆的循环工艺过程,而实现这一循环工艺过程,最基本的要求就是吸附剂具有良好的吸附性能、再生性能以及具有较长的使用寿命。但在装置运行过程中,吸附剂极易受到如进料气带液、升降压速度过快、杂质过载等多种因素的损害,从而使吸附剂失去上述性能,由此导致PSA装置失去对PSA原料气的提纯作用,所以说PSA装置运行效果的好坏关键是吸附剂。
4、怎样延长吸附剂的寿命?
答:(1)吸附器压力的快速变化能引起吸附剂床层的松动或压碎从而危害吸附剂。所以,在操作过程中要防止使吸附器的压力发生快速变化。
(2)进料带液是危害吸附剂使用寿命的一大因素,所以进料气要经过严格脱液,低温甲醇洗系统操作尽量保持稳定,避免净化器中携带甲醇。
(3)进料组分不在设计的范围内也会对造成对吸附剂的损害,严重时可能导致吸附剂永久性的损坏。所以当进料气出现高的杂质浓度时,应缩短吸附时间,以防止杂质超载。
(4)进料温度过高影响吸附剂的吸附能力,易造成杂质超载。温度过低则会影响吸附剂的再生,所以要保证进料温度在要求的范围内。
(5)合理调整吸附时间,及时处理故障报警,防止发生杂质超载,杂质超载严重时,可导致吸附剂永久性损坏。
5、简述均压的过程和作用
答:被吹扫后的吸附器内吸附剂再生完成,但吸附器内压力很低,与进料压力的压差太大,不能直接进行吸附,需要先升压,而完成吸附步骤的吸附器压力较高,同时吸附剂颗粒间,存留一部分氢气应当回收。均压过程即是吸附之后的高压吸附器与再生之后的低压吸附器进行压力均衡,高压吸附器内部的氢气流入低压吸附器。所以均压过程使得再生后低压吸附器的压力升高,并充分利用高压吸附器内部存留氢气,提高氢回收率。
6、简述排放和被吹扫过程及其作用
答:排放是吸附器从供吹扫终止压力下降到尾气压力的逆流泄压过程,排放位置在吸附器的底部,随着压力的不断降低,杂质不断脱附并排入尾气系统,杂质前沿界面不断下移,所以排放过程使吸附器内大部分杂质脱附排出。排放结束后,用供吹扫吸附器提供的纯氢从上部进入进行逆流吹扫,使残留杂质不断脱附并随物流排入尾气系统,从而使绝大多数的吸附剂实现再生。所以排放和被吹扫的作用就是排出吸附器内的杂质使吸附剂实现再生。
7、进料组成变化对PSA有何影响?
答:进料中氢含量增加时,产氢量和氢收率提高,当氢含量低于

设计值时,进料中杂质增加,产氢量和氢收率降低。如果进料中杂质浓度增高而未能及时缩短吸附时间(或者降低进料流量),则能造成杂质超载,使产品纯度下降,影响PSA的操作性能。
8、进料流速变化对PSA有何影响?
答:进料流速降低时,因减少了传质区的长度而改善了分离效果,应延长吸附时间以充分利用吸附剂,获得较高的氢收率。当进料流速提高时,加长了传质区的长度,分离效果变坏,应缩短吸附时间,保证产品纯度,保护吸附剂。
9、进料温度变化对PSA有何影响
答:变压吸附是物理吸附过程,进料温度的高低直接影响吸附剂的吸附性能,进料温度太高,吸附剂的吸附能力下降,因而造成氢收率下降,同时还影响产品纯度和吸附剂的使用寿命。温度太低了会造成吸附剂再生困难,如果因此造成吸附剂再生不完全,则恶性循环的后果将导致杂质超载的现象而损害吸附剂。根据有关资料,10-30℃的范围内,PSA的氢收率基本相等,进料温度太高或太低,氢收率都有所下降。
10、吸附压力是否越高越好?
答:变压吸附是物理吸附过程,其吸附量随压力的增加而增加,开始是以近乎直线增加,而后增加变慢,当压力增加到一定值时,吸附量趋于一个稳定的最大值。在较高的吸附压力下,氢气的吸附量也增加,使得氢气损失增大,另外,再加上再生工艺的特点,可能反而会使氢收率下降。
11、造成杂质超载的原因有哪些?如何防范
答:(1)每周期的循环时间过长,使每周期吸附的杂质量超出允许值,造成杂质超载。所以应根据实际进料流量的大小及时调整吸附时间。
(2)不适当的使用手动步进方式,人为的延长了每周期循环时间,也能造成杂质超载。因此在使用手动步进方式时,要避免装置停留在手动步进方式的周期时间超长。
(3)阀门泄漏也能造成杂质超载,所以应及时发现阀门故障并及时切换到替换运行程序。
(4)进料杂质超出规格要求,如果杂质浓度高则应及时降低进料量并缩短吸附时间,若杂质的成份特殊则应及时切出PSA。
(5)液体夹带不仅降低了吸附剂对正常杂质的吸附能力造成杂质超载,而且脱附困难,严重损害吸附剂。所以进料气要经过严格的脱液分离。
(6)进料温度过高,吸附剂的能力下降,或者进料温度过低,再生效果不好,也会造成杂质超载,所以应控制进料温度在要求的范围内。
12、吸附器压力的快速变化对吸附剂造成什么危害?
答:吸附器压力的快速变化将会引起吸附剂床层的松动或压碎,使吸附剂床层压降增加。由于吸附剂的压碎而产生的粉尘将通过吸附器

中的拦截筛网漏出,并且还可能损坏工艺阀门阀座,堵塞仪表管线,而使整个装置的操作性能变坏,甚至导致停车。
13、为什么要根据进料流量的大小调整吸附时间
答:每台吸附器在一定的产品规格要求和一定量吸附剂的条件下,吸附剂对杂质的允许吸附量是一定的。所以每台吸附器每个吸附步骤只能提纯一定量的进料气。在一定的进料流率下,如果吸附时间过长,则吸附剂过多的吸附了杂质造成杂质超载,不仅使产品纯度下降,而且使PSA的操作性能变坏。若吸附时间太短,则不能充分利用吸附剂,达不到应有的氢收率,造成浪费。所以应根据实际进料流量的大小合理的调整吸附时间,充分利用吸附剂,在保证产品纯度和保护好吸附剂的前提下,获得高的氢收率。
14、如何使低的产品纯度恢复正常?
答:要使低的产品纯度恢复正常,通常采用缩短吸附时间的操作来实现。首先要找到使产品纯度下降的原因,并给予纠正,如果需要切换应及时切换到相应的替换运行程序,然后缩短吸附时间。如果吸附时间设定到最小而产品纯度仍未恢复,则有必要降低进料流量,使每循环周期的处理量更少,以便尽快地恢复产品纯度。产品纯度恢复正常后,应缓慢的增加吸附时间以提高氢回收率,并根据实际需要调整进料流量。
15、由替换程序切回主运行程序前,应做好哪些准备工作
答:在12床PSA中,我们把12床循环过程称为主运行程序,而把其他循环程序称为替换运行程序。由替换运行程序切回主运行程序前,首先必须确认停运吸附器的杂质水平。如果停运吸附器内原有的杂质量较高,例如吸附器停运时的步骤是顺放程序,而切回12床后进行的又是升压或者吸附步骤,则将导致杂质超载,使产品纯度下降,PSA的操作性能变坏。所以在切回主程序前,应先将杂质含量高的停运吸附器降压排放、吹扫,使吸附剂得到再生。然后再将停运吸附器的压力调整到切换步位要求的压力水平。
16、如何防止吸附器内的压力变化过快
答:要防止吸附器内的压力发生过快变化,应注意以下几种操作
(1)正确使用手动阀门操作,在进行手动阀门操作前,应检查阀门两侧的压力,如果阀门两侧的压差过大,进行手动阀门操作时就易造成压力变化过快。
(2)工艺阀门失灵,应及时切换到替换程序,以免造成吸附器内的压力变化过快。
(3)在非停工部位开车,或者没有预先校核吸附器的压力是否与开工步位一致,则可能引起不正常的压力变化,所以开工时,要保证吸附器的压力水平与开工步位一致。
(4)使用手动步进方式时,要注意吸附器的

压力水平与所选步位一致,否则易造成吸附器的压力变化过快。
(5)在某些不适当的步位由主程序切换到替换程序,也能造成吸附器压力变化过快,所以通常选择在最佳步位进行切换。
附表:1
25单元盲板一览表 盲板的位置 管径(mm) 正常生产状态 原料气入界区管线 25 通 产品氢出界区管线 450 通 解析气出界区管线 800 通 1#阀的总管线 400 通 2#阀的总管线 450 通 3#阀的总管线 600 通 4#阀的总管线 150 通 5#阀的总管线 100 通 6#阀的总管线 200 通 7#阀的总管线 250 通 8#阀的总管线 200 通 冲洗管线 400 通 顺放管线 250 通 吸附器的底部管线 400 通 吸附器的顶部管线 250 通 吸附器顶部手动泄压管线 100 盲 附表2:
25单元安全阀一览表 代号 位置 设定压力(MPaG) 进出口管径 25SV001 C2501上 3.2 DN80×100 25SV002 C2502上 3.2 DN80×100 25SV003 C2503上 3.2 DN80×100 25SV004 C2504上 3.2 DN80×100 25SV005 C2505上 3.2 DN80×100 25SV006 C2506上 3.2 DN80×100 25SV007 C2507上 3.2 DN80×100 25SV008 C2508上 3.2 DN80×100 25SV009 C2509上 3.2 DN80×100 25SV010 C2510上 3.2 DN80×100 25SV011 C2511上 3.2 DN80×100 25SV012 C2512上 3.2 DN80×100 25SV013 T2501A出口 1.3 DN80×100 25SV014 T2501B出口 1.3 DN80×100 25SV015 T2502出口 0.75 DN150×200 25SV016 T2503出口 0.75 DN150×200
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