PSA操作手册1

催化干气PSA氢提纯装置操作手册

*****公司PSA氢提纯装置使用

（成都华西化工研究所编制）

序言

本操作手册是成都华西化工研究所专为*****公司建设的18000Nm3/h催化干气PSA氢提纯装置编写的。用于向装置操作人员提供正确的操作步骤，以及预防和处理事故的方法。

本装置是采用变压吸附（简称PSA）法从催化干气中提纯氢气的成套装置。在启动和运行本装置前，要求操作人员透彻地阅读本操作手册及相关图纸。因为，不适当的操作会导致运行性能低劣、产品不合格，甚至吸附剂损坏或安全事故。

本操作手册不可能对装置的所有操作及安全防护措施作完全描述。如有疑问，成都华西化工研究所的技术服务人员将在操作人员培训期间给予解答。同时，在任何情况下，装置操作人员均应遵守石化行业和工厂的其它有关安全、劳动保护、事故预防及生产管理的规定。

成都华西化工研究所保留用开工和生产阶段所测数据对本操作手册进行补充的权利。

本操作手册中的内容及技术数据属成都华西化工研究所技术机密。未经成都华西化工研究所许可，用户有义务限制本操作手册只向买方的操作及维护人员提供。

本装置设计的原始数据由*****公司和北京石化工程公司提供，施工设计由北京石化工程公司完成。在此，致以特别的感谢！

目录

序言

第一章概述

第一节前言

第二节装置概貌

第三节装置的主要设备

第四节设计基础

第二章工艺过程说明

第一节吸附工艺原理

1.1 基本原理

1.2 吸附剂及吸附力

1.3 吸附平衡

1.4 工业吸附分离流程及相关参数

1.5 工业吸附分离流程的主要工序

第二节工艺流程说明

2.1 流程简述

2.2 工艺步序说明

2.3 控制功能说明

2.4 工艺参数的设定

2.5 报警、联锁功能说明

第三章装置的操作

第一节装置的开车

1.1 首次开车准备

1.2 首次开车

1.3 正常开车步骤

1.4 开车阶段的调整

第二节装置的运行

2.1 产品纯度调整

2.2 装置处理量调整

2.3 吸附床的切除

2.4 操作注意事项

第三节装置的停车

3.1 正常停车

3.2 紧急停车

3.3 临时停车

第四章维修与故障处理第一节故障查找指南第二节故障处理

第五章安全规程

附：阀门一览表

附：吸附剂装填表

第一章概述

第一节前言

吸附分离是一门古老的学科。早在数千年前，人门就开始利用木炭、酸性白土、硅藻土等物质所具有的强吸附能力进行防潮、脱臭和脱色。但由于这些吸附剂的吸附能力较低、选择性较差，因而难于大规模用于现代工业。

变压吸附(Pressure Swing Adsorption)气体分离与提纯技术成为大型化工工业的一种生产工艺和独立的单元操作过程，是在本世纪六十年代迅速发展起来的。这一方面是由于随着世界能源的短缺，各国和各行业越来越重视低品位资源的开发与利用，以及各国对环境污染的治理要求也越来越高，使得吸附分离技术在钢铁工业、气体工业、电子工业、石油和化工工业中日益受到重视；另一方面，六十年代以来，吸附剂也有了重大发展，如性能优良的分子筛吸附剂的研制成功，活性炭吸附剂、活性氧化铝和硅胶性能的不断改进，以及ZSM特种吸附剂和活性炭纤维的发明，都为连续操作的大型吸附分离工艺奠定了技术基础。

由于变压吸附(PSA)气体分离技术是依靠压力的变化来实现吸附与再生的，因而再生速度快、能耗低，属节能型气体分离技术。并且，该工艺具有：流程简单、开停车速度快、操作稳定、产品纯度高、催化干气适应性强，对于含多种杂质的混合气可将杂质一次脱除得到高纯度产品的特点。因而近三十年来发展非常迅速，已广泛应用于各种含氢气体的分离与提纯，混合气体中一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气、氩气和烃类的制取、各种气体的无热干燥等。而其中变压吸附制纯氢气技术的发展尤其令人瞩目。

自一九六二年美国联合碳化物公司(UCC)第一套工业PSA制氢装置投产以来，UCC公司、Haldor Topsoe公司、Linder公司等已先后向各国提供了近千套变压吸附制氢装置，装置的处理能力最大已达200000Nm3/h以上。与国外相比，国内的变压吸附技术起步较晚，特别是在PSA装置大型化技术方面较为落后，以至在七、八十年代，我国的大型变压吸附装置完全依赖进口。为改变这种状况，我们进行了坚持不懈的努力，终于成功地完成了变压吸附计算机集成液压操纵技术和高性能三偏心金属密封程控蝶阀的开发工作，并合作研制成功了比国外制氢分子筛吸附容量更大、强度更高的新型制氢分子筛HX5A-98H和HXBC-15吸附剂。实现了大型变压吸附装置国产化关键技术的突破。

在此基础上，通过招标，我公司承包设计、建设了目前我国最大的PSA制氢装置：“茂名石化公司1x105Nm3/h变换气PSA氢提纯装置”，基本实现了将外国公司完全赶出中国PSA制氢领域的目标，并首次实现了大型变压吸附制氢装置的出口，承包设计、建设了“苏丹喀土穆炼油厂

11000Nm3/h催化干气PSA制氢装置”。这标志着我国的PSA制氢技术已达到世界先进水平。

*****公司催化干气制氢装置的特点是：催化干气组分特别复杂，吸附压力低。为保证装置的可靠性和产品氢的质量与回收率，本装置采用了先进可靠的“TSA+VPSA+脱氧”工艺流程。

第二节 装置概貌

1.1 装置规模

装置设计处理能力： 18000Nm 3/h 催化干气 装置公称产氢能力： 6000Nm 3/h 1.2 装置组成

本装置由预处理工段、变压吸附氢提纯工段、粗氢脱氧工段、和产品加压工段组成 1.3 流程框图

1.4 生产方案

本装置以催化干气为原料，采用成都华西化工研究所变压吸附技术，通过预处理和VPSA 氢提纯两个工段，从催化干气中分离出纯度大于99%的粗氢气，再采用化学方法脱氧使产品氢纯度最终达到加氢装置的工艺要求：其中氧含量小于10ppm ；CO+CO 2含量小于50ppm 。然后送出界区去加氢装置。

催化干气经提纯氢后剩余的解吸气，作为燃料气送出界区，经加压后进燃气管网。

1.5 工艺流程特点

☆ 预处理部分可除去上游装置操作一旦发生扰动时带过来的大量H 2O 、C 5及C 5以上难解吸的组分，

充分保证VPSA 的分离效果和吸附剂使用寿命。并提高氢气收率。

☆ 预处理塔采用连续冲洗和抽真空相结合的方式再生，代替了传统的变温吸附再生工艺，既节省

了投资，又降低了能耗。

催化干气 产品氢

脱氧 六塔PSA 预处理 冷却 解吸气

真空泵