变压吸附脱碳操作法

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第九部分 变压吸附脱碳操作法

第一章 概述 第一节 岗位责任制 一、接班

1. 提前半小时到达岗位，了解生产情况及存在问题，并进行巡回检查； 2. 参加班前会，听取交班班长的生产汇报及本班班长的工作安排、

3. 详细进行岗位交接，通过听取介绍，查阅记录报表，进一步了解上班各项工艺指标

执行情况，设备电器、仪表的运行和检修情况，主要运转设备、备车情况，故障发生原因及处理；

4. 双方检查无误后进行会签，接班后一切工作有接班者负责。 二、交班

1. 努力为下班创造良好的生产条件，保持现场和设备清洁，一般情况下，交班前三十

分钟不准任意改变工艺操作条件；

2. 在现场详细的向接班者介绍生产负荷变动情况，存在问题及注意事项； 3. 交班期间生产有交班者负责，如接班者未到，应继续值班并汇报班长；

4. 在事故不正常情况下，应主动推迟交班，并积极组织人员进行处理，待恢复正常后

再进行交班或接班清楚，双方同意后，可以交班。

5. 交接班完毕双方签字后，交班者去参加班会后，一切由接班者负责。 第二节 安全生产基本注意事项

1. 操作人员必须按照操作手册规程操作，凡新来人员必须进行安全教育和操作方法学

习，实际操作时，未经技术和操作方法考试合格者，不准进行独立操作。 2. 操作人员再上班时，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，严格执行操作规程，严格执行有关安全规定。

3. 本装置界区内应保持清洁不准堆放易燃易爆物质，尤其在交通要道上更不准堆放物

品，以确保交通畅通。

4. 本装置界区应设置有消防器材，操作人员都应知道，消防器材的设置地点和使用方

法，平时严禁乱动，消防器材每年应定期检查。

5. 设备在未卸压时，严禁任何修理工作和焊接，拧紧螺丝并严禁使用铁器敲击设备。 6. 设备使用的压力表必须是检验合格并打上铅封的，如压力表指针不会零或误差大于

其级数时，不得继续使用，每年必须检验一次压力表，并打上铅封，对于采用压力

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便送气压力指示在使用前校好零点。

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和管道需动火前，应

报请厂安全处同意，先用氮气置换、吹净，现场分析合格并采取安全措施，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、不把周围易燃物清除、不按时动火分析、没有消防措施及无人监护的情况下严禁动火。

8. 确保设备、管道、阀门的气密性，检修后应查漏，合格后方能开车。使用过程中随

时注意杜绝气体泄漏现象；

9. 仪表系统发生故障时应通知仪表人员进行修理，仪表人员应与操作人员密切配合，

在停车检修后再启动时，必须注意吸附塔的压力，以防止高压逆放现象。 第三节 岗位任务和管辖范围

岗位任务：把由变脱来的原料气中29.95%的CO2，利用吸附剂的选择性吸附，使CO2降至3%左右，作为产品气送至精脱硫。

管辖范围：由入工段蝶阀V02401开始到出口蝶阀V02423；变压吸附装置内所有的设备包括吸附塔、气液分离器、净化气缓冲罐、真空泵、管道、阀门 、仪表、电器以及工具、器具、安全防护用品、消防器材、建筑物、通讯设备、公用设施等，由本岗位操作人员使用，保养和维护。 第四节 工艺原理

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分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加(吸附组分)、减压下吸附量减少(解吸组分)的特性，将原料气在高压下通过吸附剂床层，相对于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点组分的氢不易吸附而通过吸附剂床层，达到氢和杂质组分的分离，然后在减压下解吸被吸附的杂质组分使吸附剂获得再生，以于再次进行吸附分离杂质。这种高压下吸附杂质、减压下解吸杂质使吸附剂再生的循环便是变压吸附过程。

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，常用方法是：?降低吸附床层压力(泄压)，?用产品组分冲洗,?由真空泵抽吸 第五节 工艺过程

1. 吸附过程：从变脱工序来的压力为1.9MPa的变换气，首先进入原料气分离器中分离

掉其中夹带的液滴，然后自塔底进入处于吸附状态的吸附塔（同时有3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H2S、COS、H2O、CO2等

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组分被吸附下来，未被吸附的H2、CO等有效气体从塔顶流出，送界外。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。

2. 均压降压过程：这时在吸附过程结束后，顺着吸附方向降塔内的较高压力的H2、CO

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H2、CO的过程，本流程共包括12次均压降压过程，以保证H2、CO的充分回收。

3. 逆放过程：这是在均压均降过程结束后，逆这吸附方向进行减压，使被吸附的CO2

减压得以部分解析出来的过程。

4. 冲洗过程：逆着吸附方向对吸附塔用N2冲洗，进一步使被吸附的CO2解析出来的过

程。

5. 抽真空过程：这是在逆放过程结束后，逆着吸附方向对吸附塔抽真空，进一步降低

压力，使被吸附的CO2完全解析出来的过程。

6. 均压升压过程：在抽真空过程完成后，用来自其它吸附塔的较高压力的H2、CO对该

吸附塔进行升压的过程，这一过程与均压降压过程相对应，不仅是升压过程，而且更是回收其它的床层死空间H2、CO的过程，为保H2、CO的回收率，本装置包括12次均压均升的过程。

7. 产品气升压过程：在均压升压过程完成后，为了使吸附塔可以平稳的切换至下一次

吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过终充调节阀缓慢而平稳的用中间净化气将吸附塔压力升至吸附压力以保证产品升压过程的充分和减少对吸附压力波动的影响。 第六节 工艺流程叙述

来自变脱工段的原料气在1.90Mpa、≤40°C条件下入本装置，首先经气液分离器（V02401）分离掉气体中可能夹带的液滴后，经流量计FIQ-02401计量后进入由19台吸附器（T02401A－S）及一组程控阀组成变压吸附系统（PSA系统采用19塔操作，3塔进料，12次均压，冲洗抽空解吸工艺流程）原料气通过三台正处于吸附状态的吸附器中，除CO2、CH4、N2、H2S等组份外的其余组份（净化气）穿过吸附剂、净化气从塔顶出来，经缓冲罐（V02402）缓冲再经流量计FIQ02402计量后，由管道送出界外，其余塔分别进行吸附、均压降、逆放、冲洗、抽空、均压升、终充步骤的操作，19塔交替循环工作，时间上相互交错，以此达到原料气不断输入，净化气不断输出的目的，变压吸附过程的所有步骤由DCS控制完成。

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PSA系统的解吸气来自吸附器的逆放和抽空阶段，逆放气、冲洗和抽空气最后经管道高空直接排入大气，抽空采用给水环式真空泵（P02401A、B） 第二章 主要工艺指标

一、 原料气、净化气、解吸气组份 1. 原料气组份 组份 V％ H2 45.47 CO2 29.95 CO 21.00 CH4 2.29 N2 0.92 H2O 0.37 Σ 100 2. 净化气组份 组份 V％ H2 63.83 CO2 3.00 CO 29.05 CH4 2.84 N2 1.28 H2O 0.00 Σ 100 3. 解吸气组份 组份 V％ H2 0.70 CO2 95.68 CO 1.37 CH4 0.94 N2 0.03 H2O 1.27 Σ 100 二、 压力

1. 原料气压力≤1.9Mpa 2. 净化气压力≥1.8Mpa 3. 解吸气压力≤0.02Mpa 4. 置换N2压力0.4Mpa 5. 仪表空气压力0.45－0.55Mpa 6. 一次水上水压力>0.4Mpa 7. 回水压力 常压 8. 真空泵真空度>－0.08Mpa 三、 温度

1. 原料气、净化气、解吸气、置换N2气、仪表空气温度≤40°C。 2. 一次水上水温度≤20°C. 3. 回水温度30°C左右 4. 真空泵电机轴承温度≤85°C 5. 变速箱油温≤65°C 6. 仪表空气露点温度－60°C 四、流量

1. 原料气流量94000Nm3/h

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2. 净化气流量66664.79Nm/h 3. 解吸气流量27335.21Nm3/h 4. 置换N2流量3000Nm3/h

五、回收率：CO>95％（V） H2>97％（V） 六、电流：真空泵电流≤28.1A 七、程控阀开关时间≤2s 八、总硫≤10ppm 第三章 生产操作方法 第一节 原始开车

一、开车前的准备工作

在装置安装完毕，对自控系统进行严格调试之后，利用正控系统（或者通过电磁手

动打开程控阀门）对装置进行吹扫和气密性试验工作。合格后装填吸附剂，但投入原料气之前必须用真空泵对整个装置进行抽真空，使整个系统的氧含量≤0.5％，因为本装置的原料气、产品气以及解析气均含有大量的H2，如果不预先将系统的氧含量排除尽，在开车初期容易形成爆炸混合物而引起爆炸燃烧，以上工作完成之后将全部程控阀门关闭。 1、自控系统开车前的准备工作

a、检查模拟量控制系统：本装置调节系统的模拟量控制（型号）调节仪表，它们现场变送单元是通过导线连接，因此在安装完毕后，首先检查接线是否真确，然后可送上电信号，检查所有仪表的零位和满刻度是否正确，然后对整个系统进行空负载模拟调试，包括手动调节，看执行机构动作情况。

b、检查执行机构的行程：给调节阀输入4－20mA信号时，检查是否完全行程。 c、检查微机控制系统：微机控制系统的主控信号进电磁阀经电－气转换后操纵现场各程控阀，该系统按要求安装完毕后，首先检查接线是否真确，然后按下列步骤进一步动态检查：

①

3

开启微机电源，进入19/3/12/PSA工艺控制画面，任意设置时间程序即从初时状态开始运行，检查暂停、步进、时间设置、报警等各个功能键是否正常。

②

对程控系统进行空负载功能调试，给现场程控阀门送上仪表空气，将讯号送往现场，按下暂停键，检查系统某一步骤动作是否正常（主要指现场的阀门开关是否和程控机的指示相同），若正常，则取消暂停，再按步进键，程控执行下一步骤，再按下暂停键，检查系统动作情况。正常后取消暂停，这样周而复始，直至把所有程序走完

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