63000Nm3变压吸附氢提纯装置操作手册 - 图文

16 减压工序——通过一次或多次的均压降压过程，将床层死空间氢气回收。 顺放工序——通过顺向减压过程获得吸附剂再生气源。 逆放工序——逆着吸附方向减压使吸附剂获得部分再生。

冲洗（或抽真空）工序—用产品氢冲洗（或通过抽真空）降低杂质分压，使吸附剂完成最

终的再生。(本装置采用抽真空再生)

升压工序——通过一次或多次的均压升压和产品气升压过程使吸附塔压力升至吸附压力，

为下一次吸附作好准备

本装置主流程的工序包括：吸附、一～八均降、逆放、抽真空、八～一均升、产品氢终升共二十个工艺步序。

第二节 工艺流程说明

2.1流程简述

本装置由12台吸附塔和3台缓冲罐组成。

本装置采用12-2-8 VPSA工艺流程，即：装置的十二个吸附塔中有二个吸附塔始终处于同时进料吸附的状态。其吸附和再生工艺过程由吸附、连续八次均压降压、逆放、抽真空、连续八次均压升压和产品最终升压等步骤组成。

具体过程简述如下： a. 吸附过程

压力为4.0MPa(G)左右，温度40℃的变换气自装置外来，自塔底进入正处于吸附状态的吸附塔（同时有2个吸附塔处于吸附状态）内。在多种吸附剂的依次选择吸附下，其中的H2O、CO2、N2、CH4和CO等杂质被吸附下来，未被吸附的氢气作为产品从塔顶流出，经压力调节系统稳压后送出界区去后工段。其中H2纯度大于99.5%，压力大于3.9MPa。

当被吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段某一位置时，关掉该吸附塔的原料气进料阀和产品气出口阀，停止吸附。吸附床开始转入再生过程。

b. 均压降压过程

这是在吸附过程结束后，顺着吸附方向将塔内的较高压力的氢气放入其它已完成再生的较低压力吸附塔的过程，该过程不仅是降压过程，更是回收床层死空间氢气的过程，本流程共包括了八次连续的均压降压过程，因而可保证氢气的充分回收。

c. 逆放过程

在顺放过程结束后，吸附前沿已达到床层出口。这时，逆着吸附方向将吸附塔压力降至接

17 近常压，此时被吸附的杂质开始从吸附剂中大量解吸出来，逆放解吸气经过自适应调节系统调节后平缓地放进逆放解吸气缓冲罐，然后再经稳压调节阀调节后送解吸气混合罐。

d.抽真空过程

逆放结束后，通过抽真空进一步降低杂质组分的分压，使吸附剂得以彻底再生。真空解吸气进入解吸气混合罐，在解吸气混合罐中与逆放解吸气混合后再送出界区。

e. 均压升压过程

在真空再生过程完成后，用来自其它吸附塔的较高压力氢气依次对该吸附塔进行升压，这一过程与均压降压过程相对应，不仅是升压过程，而且更是回收其它塔的床层死空间氢气的过程，本流程共包括了连续八次均压升压过程

f.产品气升压过程

在八次均压升压过程完成后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用产品氢气将吸附塔压力升至吸附压力。

经这一过程后吸附塔便完成了一个完整的“吸附-再生”循环，又为下一次吸附做好了准备。。

十二个吸附塔交替进行以上的吸附、再生操作(始终有二个吸附塔处于吸附状态)即可实现气体的连续分离与提纯。 工艺流程特点：

与传统PSA流程相比，本装置流程具有如下特点： 1)均压次数多，氢气回收充分，氢气损失小.

2)特殊的复合床吸附剂装填使本装置能同时脱除炼厂气中除氢以外的全部杂质。 3)采用多床同时吸附的VPSA流程，吸附循环周期短、吸附剂利用率高。 4)本流程真空过程连续、真空时间长，吸附剂再生更彻底。

5)本装置的自动切塔程序实现了对故障塔的不停车检修(主要指程控阀). 2.2 工艺步序说明

本装置共由12台吸附塔组成，其中2台始终处于吸附状态，其余10台处于再生的不同阶段。吸附塔的整个吸附与再生过程都是通过109台程控阀门按一定的工艺步序和顺序进行开关来实现的。 为便于识别这些程控阀门和表述整个工艺过程，我们首先按一定的规律对程控阀进行编号：

XV 1 □□ □

18 吸附塔号：A～L 阀门功能、作用 01-原料气进口阀 02-产品气出口阀 03-产品气升压阀 04-一均、二均阀 05-三均、四均阀 06-五均、六均阀 07-七均、八均阀

08-逆放阀 09－抽真空泵阀 10－终升公共阀

表示VPSA氢提纯工段 表示程序控制阀

步序描述： 一、主流程步序描述

现以吸附塔T101A(简称A塔)为例描述主流程的整个工艺步序过程，T101B～L的工艺过程与T101A完全相同(主流程时序图及阀态表详见附表一)。 ☆ 步序1：吸附(A)

原料气经程控阀XV101A进入PSA吸附塔T101A，其中除H2以外的杂质组份被吸附塔中装填的多种吸附剂依次吸附，得到纯度大于99.5%的产品氢气经程控阀XV102A排出。 大部分氢气经压力调节阀PV103稳压后送出界区，少部分氢气通过程控阀XV103后用于B、C两塔的产品气升压。 随着吸附的进行，当杂质的前沿(即：吸附前沿)上升至接近吸附床一定高度时，关闭XV101A、XV102A，停止吸附。这时，吸附前沿与吸附床出口间还留有一段未吸附饱和的吸附剂，称为预留段。 ☆ 步序2：一均降压(E1D)

在吸附过程完成后，打开程控阀XV104A和XV104D，通过管线H2-105将A塔内较高压力的氢气放入刚完成了二均升的D塔，直到A、D两塔的压力基本相等为止。这一过程不仅是降压过程，而且也回收了A塔床层死空间内的氢气。在这一过程中A塔的吸附前沿将向前推移，但未达到出口。

19 ☆ 步序3：二均降压(E2D)

在一均降过程完成后，打开程控阀XV104A和XV104E，通过管线H2-105将A塔内较高压力的氢气放入刚完成三均升的E塔，用于E塔的二均升。这一过程继续回收A塔床层死空间内的氢气，同时A塔的吸附前沿继续向前推移，但仍未达到出口。 ☆ 步序4：三均降压(E3D)

在二均降过程完成后，打开程控阀XV105A和XV105F，通过管线H2-106将A塔内较高压力的氢气放入刚完成了抽真空的F塔，用于F塔的三均升，直到A、F两塔的压力基本相等为止。这一过程同样是继续回收A塔床层死空间内的氢气，同时A塔的吸附前沿也将继续向前推移，但仍未达到出口。 ☆ 步序5：四均降压(E4D)

在三均降过程完成后，打开程控阀XV105A和XV105G，通过管线H2-106将A塔内较高压力的氢气放入刚完成了抽真空的G塔，用于G塔的四均升，直到A、G两塔的压力基本相等为止。这一过程同样是继续回收A塔床层死空间内的氢气，同时A塔的吸附前沿也将继续向前推移，但仍未达到出口。 ☆ 步序6：五均降压(E5D)

在四均降过程完成后，打开程控阀XV106A和XV106H，通过管线H2-107将A塔内较高压力的氢气放入刚完成了抽真空的H塔，用于H塔的五均升，直到A、H两塔的压力基本相等为止。这一过程同样是继续回收A塔床层死空间内的氢气，同时A塔的吸附前沿也将继续向前推移，但仍未达到出口。 ☆ 步序7：六均降压(E6D)

在五均降过程完成后，打开程控阀XV106A和XV106I，通过管线H2-107将A塔内较高压力的氢气放入刚完成了抽真空的I塔，用于I塔的六均升，直到A、I两塔的压力基本相等为止。这一过程同样是继续回收A塔床层死空间内的氢气，同时A塔的吸附前沿也将继续向前推移，但仍未达到出口。 ☆ 步序8：七均降压(E7D)

在六均降过程完成后，打开程控阀XV107A和XV107J，通过管线H2-108将A塔内较高压力的氢气放入刚完成了抽真空的J塔，用于J塔的七均升，直到A、J两塔的压力基本相等为止。这一过程同样是继续回收A塔床层死空间内的氢气，同时A塔的吸附前沿也将继续向前推移，但仍未达到出口。 ☆ 步序9：八均降压(E8D)