PSA脱碳知识讲座
新型PSA脱碳装置的应用
新型PSA脱碳装置的应用上一篇/ 下一篇 2007-12-25 14:24:19 / 个人分类：网上收集查看( 88 ) / 评论( 2 ) / 评分( 8 / 0 )合成氨变换气中含有约18％--28％的二氧化碳，在进人合成氨精炼工段之前必须将CO2脱除，所得氢气和氮气用来生产合成氨。
合成氨厂采用不同的工艺路线进行变换气脱碳是影响其吨氨消耗的重要因素，因此脱碳是合成氨工艺中的一个重要阶段。
变换气脱除CO2的方法很多，国内中小型合成氨厂最普遍采用的就是碳化法，即将合成工段生产的氨返回碳化工段来吸收变换气中的CO2，得到碳酸氢铵产品，作为商品化肥销售。
但随着化肥行业竞争的加剧和农业生产用肥的季节性变化，碳酸氢铵呈现出严重的供大于求的现象，迫使中小型合成氨厂大幅度压缩碳铵产量，增加液氨产量。
因此如何选择技术先进、经济合理的脱碳工艺是摆在许多小型合成氨厂面前的课题。
常用的脱碳方法有：水洗法、碳酸丙烯酯法、MDEA法、NHD法等湿法脱碳及PSA干法脱碳。
变压吸附法脱除合成氨变换气中CO2工艺自1991年在湖北建阳县化肥厂成功实现工业化以来，10年中已在全国建成各种规模的工业装置近百套，为中、小型合成氨厂改变产品结构、节能增效起了显著的作用。
与传统的湿法脱碳技术相比，变压吸附脱碳技术以自动化程度高、操作方便可靠、操作费用低、适应性强、无设备腐蚀问题等优点而受到众多厂家的青睐。
随着市场竞争日益激烈．中小型合成氨厂要在市场上生存下去就必须提高竞争能力，降低生产成本，因此变压吸附脱碳技术已日益成为目前脱碳技术的首选。
但是该方法也存在有效气体回收率偏低及装置一次性投资较高的缺点。
1、PSA脱碳方法的特点PSA法用于合成氨变换气脱碳的优势比较明显，虽然一次性投资稍高，但从长期生产经营考虑，选用PSA法较为合理。
与其他的湿法脱碳方法相比，PSA法脱碳技术还具有以下特点：(1)工艺流程简单，开停车方便，通常开车后60分钟后即可得到合格的净化气产品；(2)操作中不带液体，无设备腐蚀问题，也不消耗蒸汽，装置运行费用低；(3)CH4在变换气中一般为0.7％--0.9％．经PSA脱碳后CH4可脱除50％左右，使合成系统的弛放气大大减少；(4)以煤为原料的氨厂变换气中一般H2S约为50—200mg／m3，有机硫为20--50μg/m3，在经PSA脱碳后净化气中硫含量可降至1mg/m3以下；(5)由于PSA技术对变换气净化度高(氢氮气中CO2含量≤0．2％)，可采用甲烷化代替铜洗，免除铜洗液污染环境，同时气体净化度高，硫化物、观等杂质仅含微量，将延长甲醇催化剂使用寿命：(6)技术成熟可靠，具有十来年长期运行的工业业绩。
脱碳闪蒸气PSA氢回收装置的运行
处理 闪蒸 气 量／ ｍ。・ （ ｈ～ ， 态 ） 标 闪蒸 气 操 作 压 力 （ 压 ） 表 ／ＭＰ ａ
２ 装 置运行 情况
该装置运行参数见表 １ 。气体成分分析数据 见 表 ２ ２０ （ ０ ８年 ３月 １ ７日） 。
表 １ 装 置 运行 参 数
工艺参数
设计处 理原料气 量 ９５０ｍ／ （ 态 ）实 际 原料 ０ ｈ 标 ， 气量 ４００ｍ／ （ ０ ｈ 标态 ） 产 品气 量 １ ５ ｈ 标 ， ０ｍ ／ （ ４
品气 ， 再逆着 吸附方 向降压 ， 易吸 附组分被 排放 出
来， 吸附剂得 到 初 步再 生 。再通 过 抽 真空 进 一步 解 吸吸附剂上 残 留 的吸 附 杂质 ， 附 剂得 到完 全 吸 再生 。抽真空 结 束后 ， 用 回收氢 系统 均 压气 和 利
合成 氨脱碳 系统 ＭＤ Ａ溶液的净化处理 Ｅ
水后进 入 吸附塔 组 中处 于 吸 附步骤 的 ３台塔 ， 由 下 而 上通 过床 层 ， 出塔 产 品气 送 人 压 缩机 入 口。
当被 吸附杂质 的浓度 前 沿 接近 床层 出 口时 ， 闭 关 吸 附塔 的闪蒸 气 人 口阀和产 品气 出 口阀 ， 其停 使 止 吸附 ， 通过 ２次 均压 步 骤 回收床 层 死空 间 的产
四川 美丰化 工股 份有 限公司 １０ｋ ａ合成氨 ０ ｔ ／
装 置于 ２０ ０ ０年 ３月建 成投 产 。该 装 置 以 天然 气 为原料 ， 脱碳净 化 装置 采 用两 段 再 生 流程 的活化 Ｍ Ｅ Ｄ Ａ脱碳工 艺 ， 吸收压 力为 ２ ６ ａ 自投用 ． ５ＭＰ 。
产 品气 对床层 逆 向升 压 至接 近 吸 附压 力 ， 附床 吸
以来 ， 行情况 良好 ， 过不 断调整 和优化 工艺操 运 经 作 ， 较 短 时 间 内 ， 统 实 际 产 氨 能力 由设 计 的 在 系 ２０ｔｄ增 大 到 ３０ｔｄ 系统 吨氨 消 耗 ＭＤ Ａ仅 ７ ／ ３ ， ／ Ｅ
PSA脱碳后精脱硫装置的运行
３ 问题 探 讨
（） １ 建议 对精 脱 硫后 总硫 含 量 数 据控 制建 立 在线 分 析 ， 好 采用 在线 色谱 分 析仪 进行 分析 ； 最 可 以对 精脱 硫 塔进 、 口气体 中 总硫 含 量 进 行 定 期 出 对 比分析 ， 保 ２ 精脱 硫 塔 出 口总硫 质 量 浓 度 在 确
中低 的 Ｃ 含 量 ， 应 视 实 际 需 要 选 择 适 当 的 Ｏ 而
Ｃ： Ｏ 含量值 ， 以获较高的经济效益。
如果 产 品气 中 Ｃ 含量 升 高 ， 明床 层 已遭 Ｏ 表 污染 。这主要 是 由于操 作 调 节不 当引 起 的 ， 有 也
的装填应严格按安全操作规程进行 ； 严禁含气态 水 或液态 水 的气体从 吸 附塔 的底 部或 者顶部 进入 吸附剂床层 ， 吸附剂将失效。 否则
补加 空 气 。运行 近 ３年来 ， 口总硫 质量 浓 度 依 出 然在００ ／ｎ （ 态 ） 下 。根 据 气 量 变 化 控 ．３ｍｇｒ 标 以 制补加 空气 量 ， 保脱 硫 效 率 及生 产 稳定 。在 此 确
３ ” 目自２０ Ｏ项 ０ ６年 ９月 开车 以来 ， 脱硫 装 置 运 精
２ 存 在 的 问题
（） １ 采用 不 同 的分 析 方 法 ， 定 的 数 据 有 较 测 大 的差别 ； 量法 采取 以氢氧 化钠 吸 收 ， 汞 以双硫 腙
吸 附装 置 的运行 十分 不 利 ， 仅对 工 段 自身 设 备 不 （ 程控 阀 内件 ） 成点 腐蚀 ， 造 也会 导 致 Ｈ ｓ及 有 机
负荷 生产 时配套 运行 ＷＰ １ ５型 空气 压缩 机 进 行 一３
化工集团有限公司PSA脱碳岗位操作规程
化工集团有限公司PSA脱碳岗位操作规程一、工作原理：变压吸附脱碳的工作原理是利用固体吸附剂在一定压力下对不同气体的吸附容量具有差异的特点，在吸附剂选择吸附条件下，加压吸附变换气中的CO2、H2O及大部分H2S等组份，而其它H2、N2、CO等气体做为产品气输出系统，减压时这些被吸附的组分解吸，同时使吸附剂得到再生。
二、生产工艺流程筒述：本脱碳工艺采用六吸附塔的抽真空流程，每个吸附塔在一次循环中需经历吸附、均降、中充、放空、抽空、均升、终充等步骤，吸附塔间交替执行这些步骤，达到连续脱碳的目的。
本岗位原料气来自碳化水洗塔前，经水分除去气体中的游离水后，经流量计按程序由KVl#阀进。
入某两台吸附塔，脱除CO2等有害组份后的产品气经KV2#阀排出至产品气总管，计量后输送至压缩三入2#总管。
吸附塔完成吸附过程后则通过KV4#和KV5#向其它某吸附塔和空罐进行均压降和均压升等步骤回收气体，并实现吸附塔下一循环前的备用。
其中完成最后一次均压降后，塔内余压由KV6#阀排入放空管，然后由真空泵经KV3*阀对塔内抽真空使吸附剂再生，抽出的气体通过放空管排入大气。
三、脱碳工艺指标及主要设备规格：(一)工艺指标1、气体成份(1)原料气C％,～23％(2)产品气CO2流量：<1万m3／min 0．2％-．0．4％<1--,1．5万m3／min d2％刀．6％<1．5、1．8万m5／n血<1．0％(3)放空气CO2≥72％2、压力：(1)原料气：0．6~0．8MPa(2)放空气：<0．04MPa(3)真空负压：0,---O．09MPa(4)空罐压力：<0．48MPa(5)仪表空气压力：0．5,-0．8MPa3、温度：(1)真空泵出水：<40℃(2)电机温度：<60℃4、电流：(1)真空泵电机电流：120~150A5、真空泵工作液流量：60~120kg／min仪表空气管油罐滴油：夏天6--,8滴／mm、冬天12,-,13滴／mm(二)主要设备一览表：序号设备名称规格型号台数备注1、吸附塔f2200x16 6 V=26rrr'2、空罐jr2600x14 5 V=32rrr'3、真空泵2BF=303 90KW 64、水分／1600x14 1四、开停车操作(一)原始开车：1、置换：(抽空置换)(1)开启真空泵，打开其中一只3＃阀及相连1＃阀(对原料气管道)抽空到-0．095MPa，关闭3＃阀，小量打开原料气进口充压到0．01MPa，(水分器置换用原料气放空即可)。
PSA脱碳仪表控制知识[1]
![PSA脱碳仪表控制知识[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/458eea21ccbff121dd368328.png)
PSA脱碳仪表控制知识电磁阀：定义：电磁阀是用来控制流体方向的自动化基础元件，属于执行器；通常用于机械控制和工业阀门上面，对介质方向进行控制，从而达到对阀门开关的控制。
（相当于放大器）电磁阀从原理上分1）直动式电磁阀：原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。
特点：真空、负压、零压时能正常工作，通径一般不超过25mm。
电磁阀分为常闭和常开二种；一般选用常闭型，通电打开，断电关闭；但在开启时间很长关闭时很短时要选用常开型了。
2）先导式电磁阀：原理：通电时，电磁力把先导孔打开，阀杆顶部腔室压力迅速上升，当压力大于弹簧的弹力时，推动阀杆向上移动，阀门打开；断电时，电磁力消失先导孔关闭，阀杆顶部腔室压力通过旁通孔排出，弹簧推动阀杆复位，关闭阀门。
特点：只能在正压下工作，且压力大于弹簧的弹力。
有几个工作状态就是几位，共有几个通口就是几通。
二位二通（加氧空压机）二位三通（空干站，加氧空压机）二位五通（脱碳程控阀，造气阀门驱动、输灰电磁阀）三位五通（双向电磁阀或先导阀）。
电磁阀和电动阀的区别1.开关形式：电磁阀通过线圈驱动，只能开或关，开关时动作时间短。
电动阀的驱动一般是用电机，开或关动作完成需要一定的时间模拟量的，可以做调节。
2.工作性质：电磁阀一般流通系数很小，而且工作压力差很小。
比如一般２５口径的电磁阀流通系数比１５口径的电动球阀小很多。
电磁阀的驱动是通过电磁线圈，比较容易被电压冲击损坏。
相当于开关的作用，就是开和关2个作用。
电动阀的驱动一般是用电机，比较耐电压冲击。
电磁阀是快开和快关的，一般用在小流量和小压力，要求开关频率大的地方电动阀反之。
电动阀阀的开度可以控制，状态有开、关、半开半关，可以控制管道中介质的流量而电磁阀达不到这个要求。
电磁阀一般断电可以复位，电动阀则需要加复位装置。
3.适用工艺：电磁阀适合一些特殊地工艺要求，比如泄漏、流体介质特殊等，价格较贵。
制氢装置操作工(PSA脱碳模块)高级理论知识试卷
职业技能鉴定国家题库(公开题)制氢装置操作工(PSA 脱碳模块)高级理论知识试卷注 意 事 项1、考试时间：120分钟。
2、请首先按要求在试卷的标封处填写您的姓名、准考证号和所在单位的名称。
3、请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。
4、不要在试卷上乱写乱画，不要在标封区填写无关的内容。
一 二 三 四 五 总 分得 分得 分 评分人一、单项选择(第1题～第385题。
选择一个正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。
每题0.5分，满分192.5分。
)1. 职业道德是指从事一定职业劳动的人们，在长期的职业活动中形成的一种内在的、非强制性的( )。
A、行为机制B、规章制度C、规范行为D、约束机制 答案：D2. 职业道德是一种内在的、( )的约束机制。
A、强制性B、非强制性C、随意性D、自发性 答案：B3. 属于职业道德范畴的内容是( )。
A、企业经营业绩B、企业发展战略C、人们的内心信念D、员工的技术水平 答案：C4. 下列选项中，( )不是职业道德具有的特征。
A、范围的有限性B、内容的稳定性和连续性C、行业的多样性D、形式的多样性 答案：C5. 在职业活动中，( )的提高有利于人的思想道德素质的全面提高。
A、职业道德B、学识水平C、自身素质D、家庭道德 答案：A6. 增强职业道德，可以( )，增强企业内部凝聚力。
A、协调员工之间的关系B、增加员工福利C、为员工创造发展空间D、调节企业与社会的关系 答案：A7. 企业职工具有良好的职业道德，可以使企业( )。
A、促进决策科学化B、增强员工独立意识C、模糊企业上级与员工关系D、提高产品和服务质量答案：D8. 提高职业道德修养的前提是( )。
A、确立正确的人生观B、学习先进人物的优良品质C、培养自己良好的行为习惯D、同旧思想、旧意识及不良现象作斗争 答案：A9. 确立正确的人生观是加强职业道德修养的( )。
A、主要途径B、前提C、基础D、目的 答案：B10. @职业道德修养的基础是( )。
脱碳与甲烷化
物料衡算 序号 物料名 流量与
组成
二氧化
碳
其他组
分
合计 100
9000
1 2
低变气 出塔净
化气
%
Nm3/h
18.9
1713
81.1
7287
%
Nm3/h %
0.3
14.64 98.2 1
99.7 5
100
7255.5 7270.2 1.8 100
3
出塔再
生气
Nm3/h 1694.1 36.697 1729.8
安全生产
噪音控制：
改进工艺，改造机械结构，提高精密度。
一级预防
对室内噪声，可采用多孔吸声材料吸收。 实行噪声作业与非噪声作业轮换制度。
对接触噪声的作业工人定期进行听力检查。
二级预防
职工还应加强自我保护意识。
物料衡算
已知条件： （1）原料气组成（体积分数） 出系统净化气CO2含量：0.2% 出系统再生气CO2含量：98.0% 进系统低变气CO2含量：19.0% （2）流量（Nm3/h） 进系统变化气： 9000 出系统净化气： 7270.2 出系统再生气： 1729.8
R’2NCOOH（4） R’2NH+R2CH3NH+· HCO3-（5） R2CH3NH+· HCO3-（6）
基本原理
反应受（4）式控制，但是（4）式要比（1） 式——即二氧化碳的水化反应进行得快很多， 所以综上所述，加入活性剂后改变了MDEA 溶液吸收二氧化碳的历程。活化剂起了传递 二氧化碳的作用，加快了反应速度。
甲烷化工段
基本原理
甲烷化反应是CO和CO2，在一定的温度和甲烷化 催化剂作用下，与H2发生反应，生成CH4和水蒸 气，通过后部冷却，使水蒸气冷凝分离，最后得 到只含CH4杂质的合格氢。 甲烷化反应方程式如下：
变压吸附基本原理(整理)
变压吸附技术一、概况：变压吸附（简称PSA）是一种新型的气体吸附分离技术，它有如下优点：（1）产品纯度高。
（2）一般可在室温和不高的压力下工作，床层再生时不用加热，节能经济。
（3）设备简单，操作、维护简单。
（4）连续循环操作，可完全达到自动化。
因此，当这种新技术问世后，就受到各国工业界的关注，竞相开发和研究，发展迅速，并日益成熟。
1960年Skarstrom提出PSA专利，他以5A沸石分子筛作为吸附剂，用一个两床PSA装置，从空气中分离出富氧，该过程经过改进，于60年代投入了工业生产。
70年代，变压吸附技术的工业应用取得突破性的进展，主要应用在氧氮分离、空气干燥与净化以及氢气净化等。
其中，氧氮分离的技术进展是把新型的吸附碳分子筛与变压吸附结合起来，将空气中的O2和N2加以分离，从而获得氮气。
随着分子筛性能改进和质量提高，以及变压吸附工艺的不断改进，使产品纯度和回收率不断提高，这又促使变压吸附在经济上立足和工业化的实现。
二、基本原理：利用吸附剂对气体的吸附有选择性，即不同的气体（吸附质）在吸附剂上的吸附量有差异和一种特定的气体在吸附剂上的吸附量随压力的变化而变化的特性，实现气体混合物的分离和吸附剂的再生。
变压吸附脱碳技术就是根据变压吸附的原理，在吸附剂选择吸附的条件下，加压吸附原料气中的CO2等杂质组分，而氢气、氮气、甲烷等不易吸附的组分则通过吸附床层由吸附器顶部排出，从而实现气体混合物的分离，而通过降低吸附床的压力是被吸附的CO2等组分脱附解吸，使吸附剂得到再生。
吸附器内的吸附剂对不同的组分的吸附是定量的，当吸附剂对有效组分的吸附达到一定量后，有效组分西欧哪个吸附剂上能有效的解吸，使吸附剂能重复使用时，吸附分离工艺才有实用的意义。
故每个吸附器在实际过程中必须经过吸附和再生阶段。
对每个吸附器而言，吸附过程是间歇的，必须采用多个吸附器循环操作，才能连续制取产品气。
多床变压吸附的意义在于：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，使产品有较高的回收率。
变压吸附脱碳工艺流程及主要设备讲解
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#PSA脱碳与PC脱碳的比较
PC脱碳与PSA脱碳运行总结石锋马中霞王群祥<山东海化盛兴化工有限公司青州 262500）1 概述山东海化盛兴化工有限公司目前已具备年产120 kt氨醇、150kt尿素地生产能力.现有两套脱碳装置,一套为1997年投产地碳丙脱碳装置<以下简称PC脱碳）,设计能力50kt/a,实际通过地最大气量为36000Nm3/h<60kt/a）；一套为配套“12·15”技改项目新增地变压吸附脱碳装置<以下简称PSA脱碳）,设计能力70kt/a,该装置2004年6月投入运行,到目前为止处理最大气量42000 Nm3/h.两套脱碳装置并联运行,满足了合成氨--尿素生产地需要.2 脱碳装置技术及运行2.1 PC脱碳装置2.1.1工艺过程PC脱碳由吸收和再生两大部分组成,CO2含量为26%地变换气通过吸收塔后,形成合格地净化气供合成氨生产使用,吸收了CO2地碳丙液经减压在解吸塔中解吸出CO2,形成浓度≥98%地CO2气体供尿素生产使用.2.1.2主要设备一览表设备名称规格型号数量<台）吸收塔φ2800×35532<mm） 1再生塔φ3800×31960<mm） 1闪蒸洗涤塔φ3000/φ1200/φ700×25777<mm） 1变换气分离器φ1000×5656(mm> 1净化气分离器φ1000×5656(mm> 1洗涤塔φ1400×22584(mm>1脱碳泵DJ720-60×5 Q=720m3/h 功率=850Kw 1200D1-43×7 Q=280m3/h 功率=440Kw 1200D1-43×7 Q=280m3/h 功率=360Kw 2多级离心泵 DG6-25×12Q=6.3m3/h 功率=18.5Kw1气体风机9-26-12NO6.3功率= 45Kw3真解风机L53LD 功率=55Kw22.1.3生产运行生产运行数据表<2006年3月中旬）项目设计参数运行参数变换气组成/％<V）H249.9953.1N216.6716.3CO229.56 25.8CO2.833.2CH4 0.951.6变换气压力/MPa(表压> 1.75 1.85变换气温度/℃ 35 22变换气量<m3/h,标态） 30000 31900净化气中CO2含量/% 1.0 0.67产品CO2气纯度/% 98.5 98.8碳丙液温度/℃ 35 17.2碳丙液流量<m3/h） 720 720产品CO2输送压力/MPa 0.01 0.014～0.0162.2 PSA脱碳装置2.2.1工艺过程变压吸附脱碳装置由提纯段和净化段组成,工艺过程如下图所示.尿素生产使用；出提纯段地中间气进入净化段,将CO2净化至≤0.2%供合成氨生产使用.提纯段共13台吸附塔,采用了3塔吸附8次均压流程,动力设备配套1台2BEC-40和1台2BEC-42型真空泵,真空度-0.06MPa.提纯段PSA工艺主要步骤为吸附、均压降、提纯、逆放、抽真空、二段气升压、均压升、终升等,每台吸附塔在1次循环中需经历23个步骤,操作过程在入塔原料气温度下运行.净化段共10台吸附塔,采用2塔吸附6次均压流程,动力设备配套1台2BEC-40和1台2BEC-50型真空泵,真空度-0.072MPa.净化段PSA工艺主要步骤为吸附、均压降、逆放、抽真空、均压升、终升等,每台吸附塔在1次循环中需经历18个步骤,操作过程也在入塔原料气温度下进行.2.2.2技术特点自从二段法PSA脱碳工艺首先在湖北宜化集团投入运行后,几年来该技术得到了较快地发展,工艺流程进一步简化,H2、N2、CO2等气体回收率进一步提高,降低了项目投资和运行费用.我公司42000m3/h<标态）变换气PSA脱碳装置技术特点如下.⑴两段吸附压力均选用1.7～1.9MPa在已投用地二段法PSA脱碳生产装置中,有地装置第一段和第二段吸附压力均为0.7MPa,有地装置第一段选用0.7MPa而第二段选用1.7MPa,但气体回收率均不十分令人满意.而两段吸附压力均为 1.7～1.9MPa时,氢气回收率可提高0.5～1%,氮气回收率可提高2～3%,CO回收率可提高4～5%.⑵采用均压流程代替置换流程随着变压吸附技术研究地深入和不断改进,针对置换流程较复杂、控制难度大等不足,选用运行更可靠地均压流程可以简化工艺流程,取消2台置换气压缩机和3台置换气缓冲罐,降低了投资和运行费用.置换流程是将部分产品CO2气循环使用,用置换气压缩机将该部分气体输送至吸附塔内,对塔内死空间地H2、N2进行置换以提高CO2产品气地纯度.而均压流程是利用均压降地吸附塔内吸附剂所吸附地高浓度C02对自身塔内死空间地H2、N2等杂质进行置换,以提高自身吸附塔内地C02产品气纯度,而被置换出地H2、N2等气体进入其他均升吸附塔,作为该塔地均压升气体,即在提高CO2产品气纯度地同时最大限度地回收H2、N2等气体.在置换流程中,因为CO2产品气输送起始压力高,为了减小CO2产品气负荷地波动,必须通过罗茨鼓风机、调节阀、气柜、缓冲罐等设备以达到稳定输送地目地.而均压流程地CO2产品气输送起始压力低,通过简单地缓冲贮罐和调节伐即可实现稳定地输送.⑶无气体返回脱碳前工序净化段地部分解吸气回收至提纯段,部分解吸气放空,整套装置经过自身处理解吸气,完全没有解吸气回收至脱碳前系统,且能达到较高地有效气体高回收率.⑷吸附塔数量配置合理与其他地二段法PSA脱碳技术相比,本装置吸附塔地数量有所增加,但因为配置合理,工艺流程得以优化,在保证有效地均压次数满足生产要求地同时,使投资费用降低,因此比其它二段法PSA脱碳装置运行更为稳定,且CO2纯度和H2、N2、CO地收率更高,运行地电耗更低.经比较,吸附塔数量配置与脱碳装置内其它设备地配套完全满足投资节省、运行费用低、工艺指标符合生产要求地技改目标.⑸可省去变换气脱硫工段PC脱碳工艺一般要求变换气中地H2S脱除到10--20mg/m3<标态）以下进入脱碳系统,否则易在吸收塔中析出大量单质硫沉积在填料层,造成吸收塔地堵塞,影响脱碳效果.而PSA脱碳工艺允许进入系统地变换气中H2S≤300 mg/m3<标态）,甚至H2S含量在500-600 mg/m3(标态>时,也未对装置运行造成影响,从而可省去变换气脱硫工段.2.2.3主要设备一览表设备名称规格型号数量<台）提纯段吸附塔φ2200×6794<mm）13净化段吸附塔φ2400×6839<mm） 10 气水分离器φ1600×5770<mm）1过滤器φ2600×7100<mm）1混合器缓冲器φ2000×11333<mm）1CO2中间缓冲罐φ2600×14000<mm）2产品CO2贮罐φ2600×16820<mm）1提纯段真空泵2BEC-40 80Nm3/min22BEC-42 132Nm3/min 1 净化段真空泵2BEC-50 140Nm3/min12BEC-40 80Nm3/min1泵站CB100×232.2.4生产运行生产运行数据表<2006年3月中旬）项目设计参数运行参数变换气组份/％H253.153.2N215.116.3CO227.425.8CO3.43CH41.01.7变换气压力/MPa(表压> 1.7-1.91.75变换气温度/℃≤4032变换气H2S含量<mg/m3,标态）≤30085处理变换气量<mg/m3,标态） 42000 42300H2回收率/% ≥99.599.5N2回收率/% ≥9594.4CO回收率/% ≥94 94.3净化气中CO2含量/% ≤0.20.6产品CO2气纯度/% ≥98.598.5产品CO2输送压力/MPa 0.010.014-0.016产品CO2回收率/% ≥7059.1吨氨电耗/kWh ≤51 23.34吨氨循环水/m3 3.7 2.873 气体成份地回收率3.1 PC脱碳当PC脱碳处理气量31900Nm3/h时、变换气进吸收塔压力 1.85MPa(表压>、PC贫液Q=720m3/h温度18℃时,闪蒸气压力<表压）与对应地流量数据如下表.我公司运行地PC脱碳闪蒸气压力为0.36-0.38MPa,则闪蒸气流量取3H2地回收率：1-<1690×21.9%）÷<31900×53.1%）=97.8%N2地回收率：1-<1690×10.8%）÷<31900×16.3%）=96.5%CO地回收率：1-<1690×3.6%）÷<31900×3.3%）=94.2%CO2地回收率：1-<1690×61.9%）÷<31900×25.8%）=87.3%CH4地回收率：1-<1690×1.8%）÷<31900×1.6%）=94%说明：因PC脱碳净化气出口、产品气出口未安装流量计,只能以闪蒸气计算PC脱碳地回收率,以上回收率中含混解气、气提气中地成份,仅供参考.3.2 PSA脱碳当PSA压力 1.75MPa、处理气量42300Nm3/h时,净化气流量为30700Nm3/h ,产品气流量为6550 Nm3/h.气体成份%<V）H2地回收率：30700×72.9%÷<42300×53.2%）=99.5%N2地回收率：30700×21.2%÷<42300×16.3%）=94.4%CO地回收率：30700×3.9%÷<42300×3%）=94.3%CO2地回收率：6550×98.5%÷<42300×25.8%）=59.1%CH4地回收率：30700×1.4%÷<42300×1.7%）=59.8%说明：因回收地CO2气体生产尿素有剩余,所以在操作中加大了CO2气体地放空量.4 主要物料消耗及经济效益4.1 水、电消耗2006年3月对PC脱碳和PSA脱碳进行了生产考核,吨氨水、电消耗数据如下：.2碳丙消耗2005年共产合成氨113795吨,PC脱碳产氨49764吨,消耗碳丙液48吨,则吨氨碳丙消耗为0.96kg,按碳丙液10元/kg计算,吨氨费用为：10×0.96=9.6<元）.4.3吸附剂消耗PSA脱碳装填氧化铝35.143m3、硅胶335.366m3,合计161.2万元,吸附剂设计寿命15年,按使用寿命10年、年产7万吨氨醇计,吨氨消耗吸附剂费用为1612000÷10÷70000=2.3<元）.4.4、吨氨费用比较按电费0.32元/kWh计算,PC脱碳吨氨费用：0.32×104.44+9.6=43.02<元）PSA脱碳吨氨费用：0.32×23.34+2.3=9.77<元）仅此两项,PSA脱碳比PC脱碳吨氨费用节省43.02-9.77=33.25<元）,按年产7万吨氨醇计算,则PSA脱碳年节约费用33.25×70000=232.75<万元）.5 结束语5.1 PC脱除CO2是一种物理吸收法,工艺技术成熟,具有能耗较低,溶液性质稳定,不易降解等特点.二十世纪八十年代开始,在中小型氮肥厂得到较多地应用,大多数企业生产运行正常,但部分1.7MPa压力操作地装置净化气中CO2含量较高,在无联醇地生产工艺中,致使铜洗负荷增大,个别厂只能串氨洗装置降低CO2含量.5.2 我公司PSA脱碳因联醇生产地需要,提高了净化气中CO2含量指标,联醇停运时净化气中CO2含量完全可以达到设计值<≤0.2%）.因为PSA脱碳地工艺特点,决定了净化气中CO2含量越低,H2、N2气地回收率就越低,因此在生产操作中不应单纯追求净化气中低地CO2含量,而应视实际需要控制适当地含量,以获得更高地有效气体回收率.就此而言,PSA脱碳更适合有联醇地合成氨生产工艺.5.3 二段法PSA脱碳技术具有工艺流程简单、原料气净化度高、运行稳定可靠、自动化程度高、运行费用低等特点,完全可满足合成氨生产气体净化和尿素生产地需要,是一种值得推广地脱碳新工艺.<收稿日期2006年3月28日）。
psa变压吸附
变压吸附(PSA)技术是近3多年来发展起来的一项新型气体分离与净化技术。
变压吸附(PSA)气体分离装置中的吸附主要为物理吸附。
变压吸附气体分离工艺过程的实现主要是依靠吸附剂在吸附过程中所具有的两个基本性质:一是对不同组分的吸附能力不同,而是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加,随吸附温度的上升而下降。
利用吸附剂的第一个特性,实现了对混合气体中某些组分的分离、提纯;利用吸附剂的第二个性质,实现吸附剂在低温高压下吸附、在高温低压下解吸再生。
一.基本原理任何一种吸附对于同一被吸附气体(吸附质)来说,在吸附平衡情况下,温度越低,压力越高,吸附量越大。
反之,温度越高,压力越低,则吸附量越小。
因此,气体的吸附分离方法,通常采用变温吸附或变压吸附两种循环过程。
如果压力不变,在常温或低温的情况下吸附,用高温解吸的方法,称为变温吸附(简称TSA)。
显然,变温吸附是通过改变温度来进行吸附和解吸的。
变温吸附操作是在低温(常温)吸附等温线和高温吸附等温线之间的垂线进行,由于吸附剂的比热容较大,热导率(导热系数)较小,升温和降温都需要较长的时间,操作上比较麻烦,因此变温吸附主要用于含吸附质较少的气体净化方面。
如果温度不变,在加压的情况下吸附,用减压(抽真空)或常压解吸的方法,称为变压吸附。
变压吸附操作由于吸附剂的热导率较小,吸附热和解吸热所引起的吸附剂床层温度变化不大,故可将其看成等温过程,它的工况近似地沿着常温吸附等温线进行,在较高压力下吸附,在较低压力下解吸。
变压吸附既然沿着吸附等温线进行,从静态吸附平衡来看,吸附等温线的斜率对它的是影响很大的。
吸附常常是在压力环境下进行的,变压吸附提出了加压和减压相结合的方法,它通常是由加压吸附、减压再组成的吸附一解吸系统。
在等温的情况下,利用加压吸附和减压解吸组合成吸附操作循环过程。
吸附剂对吸附质的吸附量随着压力的升高而增加,并随着压力的降低而减少,同时在减压(降至常压或抽真空)过程中,放出被吸附的气体,使吸附剂再生,外界不需要供给热量便可进行吸附剂的再生。
脱碳技术介绍
一、胺化学吸收法分离回收烟气中CO2工艺
脱碳抽气点选在FGD和冷却塔之间管道上
典型的化学吸收法分离脱除烟气CO2的工艺流程：
经过除尘、脱硫等处理后的烟气经初步冷却和增压 后，从吸收塔下部进入，在塔内与由塔顶喷射的吸 收剂溶液逆相接触。烟气中的CO2与吸收剂发生化 学反应而形成弱联结化合物，脱除了CO2的烟气从 吸收塔上部被排出吸收塔。而吸收了CO2的吸收剂 富CO2吸收液（简称富液）经富液泵抽离吸收塔， 在贫富液热交换器中与贫CO2吸收液（简称贫液） 进行热交换后，被送入再生塔中解吸再生。富液中 结合的CO2在热的作用下被释放，释放的CO2气流 经过冷凝和干燥后进行压缩，以便于输送和储存。 再生塔底的贫液在贫液泵作用下，经过贫富液换热 器换热、贫液冷却器冷却到所需的温度，从吸收塔 顶喷入，进行下一次的吸收。
全球对CCS项目的示范与规划正在不断升温
美国、日本、加拿大、英国、德国、法国、意大利 等主要发达国家都在研究建设C C S示范项目 澳大利亚、印尼、墨西哥、沙特阿拉伯，都在考虑 建设CCS示范项目 B P、壳牌等许多大型国际石油公司都成立了专门的 业务机构。 我国华能、中石油、神华、中国绿色煤电、新奥等 公司都在开展CCS项目研究工作。华能年捕集3000 t CO2的高碑店项目已于2008年投产。而国内最大的两 个项目神华集团马家塔煤碳直接液化项目年捕集与 封存100万t CO2计划和中国绿色煤电有限公司准备在 天津建设的2 5 0 M WIGCC加CCS项目。煤气化联合循环
PSA培训教材(共 44张PPT)
2019/2/1
1、深冷：投资大、能耗高、开停车慢、可获 得多产品。 2、膜分离：投资小、操作简便、纯度低、压 损大。 3、化学吸收：压损小、收率高、纯度低、能 耗高、操作麻烦。 4、吸附分离：纯度高、压损小、能耗低、操 作简便、收率低。
2019/2/1
气体净化 方法：
PSA-H2 提 纯 技 术 特 点
2019/2/1
作 下 吸 附 剂 可 与 装 置 同 寿 命 。
吸附是指：当两种相态不同的物质接触时，其 中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面 被富集的现象和过程。其实质就是在两相的交 界面上，物质的浓度会自动发生变化的现象和 过程。 P
n = 3.52×1022
MT n = 单位时间碰撞单位表面并停留的分子数 M=气体的分子量 P＝气体分子的分压（毫米汞柱） T＝温度0K 单位表面积上浓聚的分子数：B =n.Z Z=分子在表面上停留的平均时间
与 深 冷 、 膜 分 离 、 化 学 吸 收 等 气 体 分 离 与 提 纯 技 术 相 比 ， 变 压 吸 附 技 术 之 所 以 能 得 到 如 此 迅 速 的 发 展 是 与 其 具 有 的 下 列 特 点 分 不 开 的 。 ⑴ 产 品 纯 度 高 ： 对 于 绝 大 多 数 气 源 ， 变 压 吸 附 几 乎 可 除 去 其 中 的 所 有 杂 质 ， 得 到 纯 度 大 于 99.9999%的 高 纯 氢 。 ⑵ 工 艺 流 程 短 ： 对 于 含 有 多 种 杂 质 的 气 体 ， 在 大 多 数 情 况 下 变 压 吸 附 都 可 以 一 步 将 各 种 杂 质 脱 除 而 获 得 纯 氢 。 ⑶ 原 料 气 适 应 性 强 ： 对 于 氢 含 量 从 1 5 ～ 9 8 % ， 杂 质 包 括 H 2O 、 N 2、 O 2、 C O 、 C O 2、 烃 类 、 硫 化 物 、 氮 氧 化 物 等 多 种 组 分 的 复 杂 气 源 ， 均 可 利 用 变 压 吸 附 予 以 提 纯 。 ⑷ 操 作 弹 性 大 ： 变 压 吸 附 氢 提 纯 装 置 的 操 作 弹 性 一 般 可 达 30～ 120% ⑸ 产 品 纯 度 易 调 节 ： 只 需 调 整 运 行 参 数 ， 变 压 吸 附 氢 提 纯 装 置 即 可 得 到 各 种 不 同 纯 度 的 产 品 氢 气 以 用 于 不 同 的 目 的 。 ⑹ 操 作 简 便 ： 变 压 吸 附 装 置 的 设 备 简 单 、 运 转 设 备 少 ， 且 全 部 是 自 动 化 操 作 ， 开 停 车 一 般 只 需 0.5～ 2 小 时 。 ⑺ 能 耗 低 、 运 行 费 用 小 ： 变 压 吸 附 装 置 一 般 都 在 常 温 和 中 、 低 压 力 下 进 行 ， 且 正 常 操
PSA作用原理与技术
PSA作用原理与技术PSA（Pressure Swing Adsorption）是一种重要的物理吸附技术，用于气体分离和纯化。
它通过变换压力来实现吸附床的吸附和脱附过程，从而将混合气体中的目标组分与其他成分分离。
PSA的基本原理是利用物质在特定条件下与吸附剂相互作用的不同亲和力来分离气体。
在PSA过程中，混合气体首先进入吸附床，其中装填有吸附剂。
吸附剂的成分和性质选择取决于要分离的气体。
当混合气体通过床层时，吸附剂会吸附其中的一些组分，而其他组分会通过床层。
这样，目标组分可以被有效地集中在吸附床中。
在吸附过程中，吸附床逐渐饱和，吸附能力降低。
一旦吸附床饱和，就需要进行脱附过程。
脱附过程是通过减小压力来实现的，这样可以减小吸附剂和组分之间的亲和力，从而使吸附剂释放吸附的组分。
通过减小压力并保持一定的流量，被吸附的组分可以被实时排出。
此时，吸附床变为脱附状态，可以进入下一个吸附循环。
PSA技术的关键是周期性地切换吸附与脱附阶段，并保持连续的气体流动。
这样可以实现多床的连续流程操作，提高分离效率和纯化程度。
在实际应用中，PSA技术主要用于气体分离和纯化。
其中最常见的应用是空气分离。
通过PSA技术，可以将空气中的氧气、氮气和其他杂质组分进行分离和纯化。
具体操作可以通过调整压力和流量来实现。
此外，PSA还可以应用于氢气分离、甲烷脱碳、天然气脱硫以及气体净化等领域。
在氢气分离中，可以通过调整不同压力下的选择性吸附来实现氢气的纯化。
在甲烷脱碳中，可以通过PSA技术将甲烷中的二氧化碳分离出来，从而提高甲烷质量。
总而言之，PSA是一种基于差异吸附特性的物理吸附技术，通过调整压力和流量实现气体的分离和纯化。
它可以应用于空气分离、氢气分离、甲烷脱碳以及气体净化等多个领域，并具有高效、环保、经济等优点。
随着科学技术的发展，PSA技术的应用前景将会更加广阔。
制氢的反应及PSA相关知识培训
脱氯剂由于技术保密等原因，目前尚不知道催化剂的具体成 分，但推断其活性成分也为金属，具体的反应机理如下： MO+2HCl → MCl2+H2O M－活性金属成分
由于脱氯和脱硫反应的平衡常数非常大，反应几乎是不可逆
的。氧化锌脱硫剂和脱氯剂均属于消耗型的化学剂，每年更 换一次，脱氯剂每次用量为6.28吨，脱硫剂每次用量为 41.48吨。
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大庆石化公司120万吨/年加氢裂化装置配套工程
中国石油
4×104Nm3/h制氢装置培训教程
3 转化反应及其影响因素
3.2 转化反应机理
反应
靶反应CnHm：n=4，m=10 C4H10+H2O→4CO+9H2 C4H10+8H2O→4CO2+13H2 起始过程 C4H10→C4H8+H2 C4H8→C4H6+H2 C4H10→C3H6+CH4 C4H8→2C2H4 异分子之间相互反应 C4H8+H2O→C4H9OH CH3-CH=C=CH2+H2O→C2H5-CO-CH3 CH3-C≡CH+H2O→CH3-CO-CH3 CH3-CH2-CH=CH2+H2O→C3H8-CHO CH3-CH2-CH=CH2+H2O→C2H5-CO-CH3 CH3-CH=C=CH2+H2O→CH2O+CH2=CH-CH3
中国石油
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2 脱硫反应及其影响因素
2.1 脱硫反应概述
制氢装臵转化催化剂对于原料中的硫含量一般要求小
于0.3PPm，根据这一指标要求，对于制氢原料气中的 硫含量有两种不同的脱硫方案，对于原料气中硫含量 在500PPm以上，必须首先对原料进行粗脱硫，即采用 N-甲基二乙醇胺溶液将原料其中的硫含量降低到 20PPm以下，在采用氧化锌脱硫剂进行精脱硫，这样 既保证了脱硫效果，同时又节约了脱硫用的ZnO脱硫 剂，降低了装臵的操作费用。 制氢装臵脱硫、脱氯反应装填在一个反应器内，上层 装脱氯剂，下层装脱硫剂和超级脱硫剂。脱硫和脱氯 同时进行，反应机理类似，脱硫剂和脱氯剂属于消耗 性的催化剂，最终目的是为了保护转化催化剂。
变压吸附脱碳技术
变压吸附脱碳技术变压吸附脱碳技术在合成氨和尿素生产过程中，都需要除去大量的CO2组份，其脱碳过程均在变换工序后。
经变换后的变换气，CO2含量通常在18％～35％。
脱除变换气中CO2的方法很多，从大类来分，可分为湿法和干法，湿法可根据吸收机理的不同，分为化学吸收法、物理吸收法和物理－化学综合吸收法；干法即变压吸附(PSA)法。
变压吸附法脱除变换气中CO2是利用吸附剂对CO2的吸附力很强，而对H2、N2、C O等的吸附力相对较弱的特性，压力状态下(一般为0.7~1.5MPa)吸附CO2以及吸附力更强的H2O、硫化物等杂质，在真空状态下脱附这些杂质，使CO2与H2、N2等组分得以有效的分离，同时使吸附剂获得再生。
PSA干法脱碳技术在1991年开始进入工业应用，由于其显著的优越性，目前已得到越来越广泛的应用。
PSA干法脱碳技术主要有以下特点：（1）操作方便，流程简单，无设备腐蚀问题，能耗低，操作中不消耗蒸汽，装置运行费用低。
（2）CH4在变换气中一般为0.7～0.9%，经PSA脱碳后CH4含量可降低到0. 2～0.4%，使合成系统的弛放气大大减少。
（3）以煤为原料的氨厂变换气中一般H2S约为50～200mg/m3，有机硫为20～50ppm，其主要组分为COS、CS2、硫醇、硫醚等，在经PSA脱碳后净化气中H2 S含量可降至0.5mg/m3，有机硫除COS 外可全部除去。
（4）由于PSA技术对变换气净化度高（氢氮气中CO2含量≤0.2%），可采用甲烷化代替铜洗，节省蒸汽和冷冻量消耗，免除铜洗液污染环境。
由于气体净化度高，硫化物、NH3等杂质均为ppm级，使有联醇工序的合成氨厂甲醇质量大大提高，且将延长甲醇催化剂使用寿命。
针对合成氨生产厂家的不同需要，在脱碳工序，变压吸附脱碳技术的用于主要有以下三种类型：●用来替代碳化以增产液氨为目的的PSA脱碳工艺变换气经PSA脱碳后氢氮气中CO2含量小于0.2%，直接进铜洗或甲烷化工序。
合成氨工业-脱碳
脱碳工段4.1脱碳工段概述二氧化碳小部分来自粗气，大部分是粗气中的一氧化碳经与水蒸气变换回收氢气以后所得。
变换气中的CO2的含量可高达30%以上。
微量的CO2就会致氨合成催化剂中毒而丧失活性，大量的CO2更是白白占据气体的体积，从而增加压缩和其他压力设备的费用。
因此CO2的脱除是气体的净化中最主要的一步。
用不同的原料和不同的造气的方法的生产过程中，都有相当数量的二氧化碳需要除去。
由于需要脱除的CO2量较大，脱除CO2是合成氨生产过程中能耗较高的工序。
脱除CO2的方法基本上可分为两种，化学吸收法和物理吸收法。
化学吸收法大多是使用碱性溶液作为吸收剂，与CO2进行化学反应而生成化合物；加热反应再生时，反应逆向进行并放出CO2。
化学吸收一般同压力的关系不大，适用于气体中的CO2分压较低，净化度要求较高的场合。
物理吸收一般是用水和有机溶剂为吸收剂，溶剂吸收的CO2的容量随CO2的分压升高而上升，再生依靠简单的闪蒸解析和气提放出CO2不消耗热能，总能耗比化学吸收法低，物理吸收适用气体中CO2分压较高的情况，属于这类方法的有加压水洗法、低温甲醇洗法、聚乙二醇二甲醚法等。
玉龙化工脱碳工艺适用的是甲基二乙醇法（MDEA法），这类吸收剂兼有化学吸收和物理吸收的特点，称为物理—化学吸收法。
4.2 MDEA法MDEA法脱除CO2工艺是德国BASF公司80年代开发的一种低能耗脱除CO2工艺。
此工艺被世界上许多大型氨厂适用。
生产实践表明：此方法不仅能耗低，而且吸收效果好，能使净化气中的CO2含量降至100ml/m3以下；溶液的稳定性好，不降解，挥发性小；对碳钢设备的腐蚀性小，对烃溶解度低等优点。
4.2.1 MDEA法理论基础MDEA的化学名为N-甲基二乙醇胺，它是一种叔胺，主要物理性质：分子式C5H13NO2，分子量119.17，密度1.039g/cm3（20℃），凝固点-21℃，沸点246℃（102kPa时），闪点126.7℃，粘度101×10-3Pa.s（20℃），蒸汽压<1Pa（20℃），汽化热17.58kJ/mol。
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第二阶段是从吸附剂颗粒表面传向颗粒中心，称为内部传 递过程或内扩散。 这两个阶段是按先后顺序进行的，吸附时，气体先通过气 膜到达颗粒表面，然后才能向颗粒扩散，脱附时则逆向 进行。 五．多床变压吸附的意义在于 在技术上可以处理更大负荷、同时有效地降低一次性投资； 保证生产的连续性；可以使吸附床交替循环运行 ，并实 现多次均压，来保证装臵有较高回收率； 六. 多床同时在线吸附的意义在于 保证在任何时刻都有不只一台、相同数量的吸附床处于吸 附状态，使产品能够稳定连续地输出；保证适当次数的 多次均压，使产品的回收率有保证。
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吸附可分为物理吸附、化学吸附、活性吸附和毛细管凝缩 物理吸附是由吸附质分子和吸附剂表面分子之间的引力 所引起的。被吸附气体也较容易的从固体表面解吸出来， 所以物理吸附是可逆的。 九．吸附法的分类 变压吸附法:在加压下进行吸附、减压下进行解吸； 变温吸附法:在低温下吸附，升温下解吸。
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• 相关术语：物料部分
1〉原料气 变换气流量：200000(Nm3/h) 变换气压力：2.7(MPa) 变换气温度：≤40℃
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在二段中任和何时刻总是有4台吸附器处于吸附步骤，由 入口端通入原料气（半成品气），在出口端获得CO2含 量为≤1.1%的净化气。每台吸附器在不同时间依次经历 吸附（A），顺放（PP），第一级压力均衡降（EID）， 第二级压力均衡降（E2D）第三级压力均衡均降（E3D） 第四级压力均衡降（E4D）直至第10级压力均衡降 （E10D）顺放（PP2），逆向放压1﹙D1﹚，逆向放压 2（D2），抽真空（V），第10级压力均衡升（E10R）， 第9级压力均衡升（E10R）至第一级压力均衡升（E1R） 和最终升压（FR），所有的压力均衡降都用于其它吸附 器的压力均衡升，以充分回收将被再生成吸附器中的有 效气体H2，N2及CO。顺放步骤的顺放进入升压气缓冲 罐作为一段升压用，顺放二﹐D1气进入混合器缓冲罐预 升压用，剩于的CO2通过抽真空步骤进一步解吸，作为 解吸气放空。
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• 变压吸附系统 原料气（变换气）在压力2.6－2.7MPa温度≤40℃下进 入系统，进入水分离器除去游离水后送入一段，经流量 计（FT—101）计量后进入由20个吸附塔组成的PSA－ CO2/R系统，在一段任何时刻总有5台吸附器处于吸附 步骤，由入口通入原料气在出口端获得8－12%的半成品 气。每台吸附器在不同时间依次经历吸附（A）第一级压 力均衡降（E1D）第二级均衡降（E2D），第三级压力 均衡压力降（E3D），第四次压力均衡降（E4D）直至 第10次压力均衡降（E10D）顺放（PP），逆向放压一 （D1）﹐逆向放压二（D2），逆向放压三（D3）﹐抽 空（V），预升压（R），第10级压力均衡升（10R）， 第9级压力均衡（E9R）直至第一级压力均衡（E1R）， 预终充（Fr）和最终升压（FR）。
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第二阶段是从吸附剂颗粒表面传向颗粒中心，称为内部传 递过程或内扩散。 这两个阶段是按先后顺序进行的，吸附时，气体先通过气 膜到达颗粒表面，然后才能向颗粒扩散，脱附时则逆向 进行。 五．多床变压吸附的意义在于 在技术上可以处理更大负荷、同时有效地降低一次性投资； 保证生产的连续性；可以使吸附床交替循环运行 ，并实 现多次均压，来保证装臵有较高回收率； 六. 多床同时在线吸附的意义在于 保证在任何时刻都有不只一台、相同数量的吸附床处于吸 附状态，使产品能够稳定连续地输出；保证适当次数的 多次均压，使产品的回收率有保证。
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七．物理吸附特点 吸附过程中没有化学反应，吸附过程进行的极快。参与吸 附的各相物质间的动态平衡即可完成。并且这种吸附是 完全可逆的。 变压吸附分离气体组分的成功与否取决于选择吸附剂的性 能。不同的分离组分对象应选择不同的吸附剂。 八．什么叫吸附？答：当气体分子运动到固体表面上时，由 于固体表面原子剩余引力的作用，气体中的一些分子便 会暂时停留在固体表面上，这些分子在固体表面上的浓 度增大，这种现象称为气体分子在固体表面上的吸附。 相反固体表面被吸附的分子又重新返回气相的过程称为 解吸和脱附，吸附物质的固体称为吸附剂，被吸附的物 质称为吸附质。按吸附质与吸附剂之间引力场的性质， 吸附可分为化学吸附和物理吸附。
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第二部分 工艺原理及过程
一．吸附过程具有如下特性 1、吸附剂对气体的吸附具有选择性，即不同的气体（吸 附质）在吸附剂上的吸附量有差异； 2、一种特定的气体在吸附剂上的吸附量随着其分压的降 低而减少。 二. 变压吸附脱碳技术（工艺原理） 就是根据这些特性，在较高压力下吸附原料中的CO2等组 分；不易吸附的组分则穿过吸附床从顶部输出，然后通 过降低吸附剂床层的压力，使得吸附的CO2等组分脱附 解吸，从而使吸附剂获得再生。
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吸附器 所有的压力均衡降都用于其它吸附器的压力均衡 升，以充分回收将被再生吸附器中的有效气体H2、N2及 CO逆放步骤排出吸附器中吸留的CO2等组份，剩于的 CO2通过抽真空步骤进一步解吸并作为产品CO2气输出。 半产品气经半成品气缓冲罐缓冲后以稳定的流量压力 2.60－2.70MPa下输出直接进入一段PSA－CO2/R系统。 采用18－4－10＆DP/V工艺。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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程控阀编号规则： KV N 0 i x KV 程序控制阀 N 程序控制系统、工段号 0 I 阀门功能 X 塔的编号: 从A到R 注：吸附塔也有采用数字进行编1号，例如F塔改写为6塔； 根据习惯，程控阀编号略去工序号””，即KV109F改为 KV9F。
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• 气体成份 变换气中硫化氢≤5mg/m3 半产品气中CO2 8—12％ 净化气中CO2 ≤1.0％ 产品CO2 ≥98.0％
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• 运行时序 PSA1 主程序20－5－10/V 辅助程序19－4－10/V 18－4－10/V PSA2 主程序18－4－10/V 辅助程序17－3－10/V 16－3－9/V 负荷大、小时：主程序、辅助程序？ 1、尽量采用主程序运行，因为它的效果是最好的；除非 负荷极低时。 2、由于是按2塔进行硬件分组，所以，要拆开处理时，最 少必须切除2塔；
在变压吸附过程中吸附床内吸附剂的解吸是依靠降低杂质分压实现的，本装 置采用的解吸方法是：降低吸附压力（卸压），抽空、解析。
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三. 吸附的分类 吸附分为物理吸附和化学吸附 物理吸附－－也称范德华吸附，是由吸附质分子和吸附剂 表面分子之间的引力产生的吸着现象，是可逆的表面吸 附。变压吸附过程属于物理吸附。 化学吸附－－吸附过程中伴有化学反应的吸附，是不可逆 的吸附，吸附过程发生了质变。石灰石吸附氯气，沸石 吸附乙烯的过程属于化学吸附。 四．物理吸附的传质过程 吸附质从气体主流到吸附剂颗粒内部的传递过程分为两个 阶段： 第一阶段是从气体主流通过吸附剂颗粒周围的气膜到颗粒 的表面，称为外部传递过程或外扩散；
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• 第四部分自动控制系统与仪表
• • • PSA工艺是靠周期性地切换阀门来实现, 为使整个工艺过程能连续稳定的进行,要求自 动控制系统具有较高的水平。本装置程控系统采用DCS控制系统。 系统控制画面上设有工艺流程模拟图,显示阀门的开关状态和吸附塔工作状态。 本装置的主要工艺参数有压力、温度、流量和组分。除部分压力在现场检测和部分分 析点在现场取样外, 与装置运行相关的重要参数如吸附塔压力、原料气、产品气流量、 产品含量等在控制画面有上指示。 本装置共设置了流量计量系统、吸附塔压力记录系统、压力自动调节系统、手动调节 系统、 流量调节系统、在线连续分析仪、计算机程序控制系统和报警系统。 流量计量系统：用于检测、指示和记录流量 。 吸附塔压力记录系统 吸附塔压力自动调节及低限报系统 最终充压流量调节系统 组分含量分析及报警系统 控制界面功能键： 手动键、暂停键、步进键、自检键 复位键（主要供检查程序用，有权限要求，不会出现误操作）
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第一部分 前言
• 本装臵用于合成氨变换气中二氧化碳的脱除，设计能力 为200000Nm3/h。 • 本岗位作用：从氢氮气压缩机来的变换气经一段﹑二段 吸附塔加压脱除二氧化碳及硫后，制取合格的净化气送 往氢氮压缩合成液氨；一段吸附塔经降压抽真空解吸制 的高浓度的二氧化碳气送往二氧化碳压缩去合成尿素。 • 主要内容：包括工艺原理、工艺流程、工艺过程、开停 车程序、操作方法、故障判断和相关的安全知识 。 • 采用气相吸附工艺 ； • 压力均为表压，组份浓度为体积百分数，流量均为标准 状态下的体积流量 。
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吸附可分为物理吸附、化学吸附、活性吸附和毛细管凝缩 物理吸附是由吸附质分子和吸附剂表面分子之间的引力 所引起的。被吸附气体也较容易的从固体表面解吸出来， 所以物理吸附是可逆的。 九．吸附法的分类 变压吸附法:在加压下进行吸附、减压下进行解吸； 变温吸附法:在低温下吸附，升温下解吸。
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〃总结：其它塔的工作步骤与A塔相同。 原料气同时进入吸 附状态下的5个塔, 由于各塔的工作步骤在时间上相互错 开, 这样就能达到连续处理原料气及得到产品气的目的。
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采用变压吸附技术从原料气中提纯及脱除的变压吸附装置，变压吸附是以吸 附剂，（多孔固体物质）内部表面对气体分子的物理吸附为依据和和吸附剂 在相同压力下易吸附高浮点组份不易吸附低沸点组份和高压下被吸附组份吸 附量增加，低压下吸附量减小的特性来实现杂质的分离。将原料气在一定压 力下通过吸附床层时，在一段原料气中的高沸点杂质组分CO2等被选择性吸 附，低沸点组份N2，H2等作为半成品气由吸附塔出口排出，然后在减压下解 吸所吸附的杂质组份CO2等作为产品CO2气输出，使吸附剂获得再生以利于 下一次，再次进行吸附分离杂质。一段的半成品气进入二段，作二段的原料 气（半成品气）半成品气中的高沸点杂组份CO2等被选择性吸附，低沸点组 份N2，H2等作为净化气（产品气）由吸附塔出口输出，然后在减压下解吸被 吸附质组份CO2等作为解吸气输出，使吸附剂获得再生的循环便是变压吸附 过程.