变压吸附脱碳操作手册要点.docx

大英蓥峰化工有限公司变压吸附脱碳操作手册 大英蓥峰化工有限公司 3 30000Nm /h变压吸附脱碳装置 操 作 手 册 四川省达科特能源科技有限公司 二0一 0年十二月 大英蓥峰化工有限公司变压吸附脱碳操作手册 前言 本装置是采用变压吸附 （Pressure swing adsorption 简称 PSA）法，脱 除变换气中的 CO2等杂质。装置设计参数如下： 处理能力： 30000Nm3/h 原料气操作压力： 1.84MPa(G) 原料气组分 (V%) ：CO:0.24% H2:58.61% N2:21% CH4:0.59% Ar:0.26% CO2:18.9% H2O：0.4% 出口压力： 1.78MPa(G) 净化气 CO2含量：＜ 0.2 ％ 氢回收率：≥ 99.6％ N2回收率：≥ 95％ 吸附温度：≤ 40℃ 本提氢装置采用 14-5-11/V工艺流程操作，改变操作条件可使净化气中杂 质含量增加或减少。就 PSA工艺特点而言，净化气中杂质含量越低，氢、氮气 回收率就相应降低。所以操作中不应单纯追求净化气中杂质的含量，而应视 实际需要，选择适当的杂质含量，以获较高的经济效益。 本装置采用气相吸附工艺，因此原料气不应含有任何液体和固体。 在启动和运转这套装置前，要求操作人员透彻地阅读这份操作说明书， 因为不适当的操作会导致安全事故和运行性能低劣以及吸附剂损坏。 本说明书中所涉及压力均为表压，组成浓度为体积百分数，以下不再专 门标注。 工艺说明 2.1 概述 大英蓥峰化工有限公司变压吸附脱碳操作手册 本装置由 14个吸附塔、 2台真空泵、 5台均压罐组成、 1台气液分离器和 1 台净化气罐。吸附塔是本装置的核心部分。 来自变换工段的变换尾气温度≤ 40℃，压力为 1.84MPa，CO2含量为 18.9％ 左右，本装置的目的就是将 CO2浓度降低到 0.2％以下，以保证后工序生产的 要求。静止设备包括气液分离器 (V0322)，14台吸附塔（ T0321A-N ）,产品气 缓冲罐（ V0323），5台均压罐（ V0321A-E ），2台水环真空泵（ P0321A-B）。 真空系统用于保证吸附剂尽可能地再生完全，增加吸附杂质的能力，以 期获得 N2、H2的高回收率。它包括真空泵（ P0321AB），回收水泵等设备。 2.2 脱碳装置工作原理和实施过程 本装置采用变压吸附工艺脱碳。 变压吸附的基本原理是利用吸附剂对吸附质在不同分压下有不同的吸附 容量，并且在一定的吸附压力下对被分离的气体混合物的各组份又有选择吸 附的特性，加压吸附除去原料气中杂质组份，减压脱附这些杂质而使吸附剂 获得再生。因此，采用多层吸附床，循环地变动所组合的各吸附塔压力，就 可以达到连续分离气体混合物的目的。 PSA法脱除变换气中的 CO2等组分，即利用所使用的吸附剂在一定吸附操 作压力下，选择吸附上述几种杂质而使气体得以净化。当吸附床压力降低时， 被吸附的组份就得以解吸，并使吸附剂得以再生，使吸附床按一定的顺序变 化压力就组成连续分离气体混合物的 PSA装置。整个操作过程在入塔原料气温 度下进行。 2.2.1 吸附剂的再生通过三个步骤完成 ① 处于吸附末期的吸附塔与其他已再生吸附剂的吸附塔均压将压力降 至低压，即顺着吸附方向降至某一中间压力（均压），以回收床层死空间 （指 大英蓥峰化工有限公司变压吸附脱碳操作手册 吸附塔内除去吸附剂外的所有空间）的产品气。本工艺采用 11次均压来实现。 ② 逆着吸附方向降压至常压，解吸部分杂质组份，同时将解吸出的含有 部分可利用组分的气体回收至解吸气缓冲罐和解吸气混合罐供其他工序使 用。本工艺采用逆放（ BD）来实现。 ③ 抽真空（ V）使塔内处于负压状态，进一步解吸杂质。本工艺采用水 环真空泵来实现。 2.2.2 脱碳循环过程 每个吸附塔在一次循环中需经历：吸附、一至十一均降、逆放、抽空、十一次均升、终充等步骤。 ① 吸附（A） 来自气液分离器 V0322的变换气，同时从五台吸附塔下端入口， 在吸附工作压力下，通过程控阀 KV3201A~N 、KV3202 A~N 阀自下而上地流经吸附床时，气流中二氧化碳等杂质被吸附剂选择地吸附，脱除二氧化碳等杂质的气 体从塔顶排出，输出的一部分气体用作即将进入吸附状态吸附塔的终充气，而大部分气体作为产品气输出进入下一工序。当杂质组份的吸附前沿（即指产品中所允许的最大杂质浓度）到达吸附床一定高度时，即停止进料和输出产品气。此时吸附前沿至出口之间尚留一段 “未使用过的吸附剂 ”-预留段。 ② 一至十一次均降（ 1D-11D） 吸附停止后，分别与其它各塔进行 11次压力均衡，将其压力逐步降低，此时吸附前沿继续向前推进，但吸附前沿仍未到达出口端。这一过程的作用是回收死空间内的部