实习报告变压吸附

实习报告——变压吸附
2.1原料
本装置为甲醇裂解气，原料气组成见表2—1
表2—1 原料气组成
甲醇裂解气
组成H2CO CO2甲醇等有机物ΣV% 74.5 0.6 24.9 微量100 甲醇裂解气进装置压力：≥0.9Mpa
温度：≤40℃
流量：～470Nm³/h（物料平衡计算值，以产纯
氢300Nm³/h计）
2.2产品
产品氢气流量：300Nm³/h
产品氢气质量：H2≥99.998%
产品氢气压力：≥0.8Mpa
温度：≤40℃
2.3副产品
解吸气压力：0.02Mpa
温度：40℃
流量：～170Nm³/h（物料平衡计算值，以产纯氢300Nm³/h 计）
2.4工艺原理及方法
提纯氢气的原料气中的主要组分是H2，其它杂质组份是CO、CO2和H2O等，本装置采用变压吸附技术（PSA）从原料气中分离除去杂质组份获得提纯的氢气产品。

变压吸附技术是以吸附剂（多孔固体物质）内部表面气体分子的物理吸附为基础，那个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）、减压下吸附量减小（吸附组份）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，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，以利用下一次再进行吸附分离杂质。

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。

2.5工艺步骤
本装置主工艺为5—1—3/V工艺（以下简称1#工艺），即5塔1塔进料3次均压抽真空工艺，当某一吸附器出现故障时装置可切换为四塔流程，采用4—1—2/V工艺（以下简称2#工艺）。

以下以1#工艺为主对PSA工艺过程进行介绍。

以5—1—3/V方式运行时，其中一台吸附器处于进入原料气、产出氢气的吸附步骤，其余四台吸附器处于吸附剂再生的不同步骤。

每个吸附器经历相同的步骤程序，以表3—1方式排列，即可达到原料气不断输入、产品氢连续稳定输出。

表3—1 5—1—3/V工艺步骤表
分周期 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 时间S 240 30 180 30 30 180 30 30 180 30 30 210 压力
Mpa 0.90
0.6
5
0.40 0.15
0.0
2
-0.
08
0.1
5
0.15 0.40
0.4
0.6
5
0.90
吸附器
A
A E1D E2D E3D D V E3R IS E2R IS E1R FR
吸附器
B
E1R FR A E1D E2D E3D D V E3R IS E2R IS 吸附器
C
IS E2R IS E1R FR A E1D E2D E3D D V E3R 吸附器
D
D V E3R IS E2R 00 E1R FR A E1D E2D E3D 吸附器
E
E1D E2D E3D D V E3R IS E2R IS E1R FR A
表3—2 4—1—2/V工艺步骤
分周
期
1 2 3 4
步位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 时间
s
240 30 30 30 180 30 180 30 30 180
吸附器A A E1D E2D D V E2R IS E1R IS FR
B E1R IS FR A E1D E2D D V E2R IS
C V E2R IS E1R IS FR A E1
D E2D D V
D E1D E2D D V E2R IS E1R IS FR A
2.6吸附压力调节，低压报警系统
为了保证吸附塔工作压力的稳定，设置了此调节回路。

当
任一塔处于最终升压步骤时，由于升压是用产品氢气，此时如产
品气输出量不变，就会造成处于吸附状态的那个塔的压力下降而
影响吸附工况。

因此，必须及时调节阀PV-1201开度，即改变产
品气输出量，使处于吸附状态的吸附塔压力稳定在给定值上，以
保证吸附压力稳定。

当吸附塔压力低于给定值时该系统会发出报
警信号。

2.7终充流量手操作系统（HC-1201/KS-1201）
在终充时间内，该回路能保证终充流量基本恒定，以减少净化气输出量的波动，并保证在终充结束时吸附塔压力接近吸附压
力，以防止吸附压力波动。

由于均压阀与该调节阀相连，为防止
在均压时对正在吸附的塔造成影响，在一均过程开始前几秒，由
KS-1201程序控制器输出信号使调节阀关闭。

一均步骤结束后超
前信号消失，由调节系统控制流量的大小。

2.8自动控制系统在DCS上的功能
置零：变压吸附过程即回到初始状态，程序从头运行。

暂停：变压吸附过程保持原有状态，所有程控阀关闭；消除
暂停键，变压吸附过程从原状态运行。

自检：输出控制信号切断，所有程控阀关闭；程序运行但无信号输出。

手动/自动：在手动状态时，程控阀由手动开关控制；自动状态时，程控阀由自动控制系统控制。