加氢裂化PSA系统正常操作法

加氢裂化PSA系统正常操作法

1.1 正常操作要求：

1.1.1 PSA系统的操作对反应系统的平稳运行影响很大，正常操作一定要稳定氢气流量和新氢纯度，保证反应系统乃至整个装置的平稳运行。

1.1.2 加强与重整车间等上游装置的联系，提前了解原料气流量和纯度的变化，积极调整操作。

1.1.3 调节好吸附时间，在吸附时间一定时，逆放和终升时间应尽量长且缓慢进行。

1.1.4控制和调节好吸附温度、吸附压力，逆放、均压、产品气升压的速度不宜过快，应坚持这样的原则：在保证压力要求的前提下应尽量缓慢进行。否则可能影响再生效果和吸附剂使用寿命。

1.1.5 在保证质量的情况下，应优化操作，尽可能地提高产品氢的收率。

1.1.6 密切注意PSA系统各机泵的运行情况，确保备用机泵正常备用。

1.2工艺控制指标：（详见《馏分油加氢裂化工艺卡片》）

1.3 PSA进料、产品和副产品性质

1.4塔类设备

1.5 工艺参数对操作的影响

1.5.1工艺条件与装置处理能力的关系

a. 原料气组成:

吸附塔的处理能力与原料气组成的关系很大。原料气中氢含量越高时，吸附塔的处理能力越大；原料气杂质含量越高，特别是净化要求高的有害杂质含量越高时，吸附塔的处理能力越小。

b. 原料气温度:

原料气温度越高，吸附剂的吸附量越小，吸附塔的处理能力越低。

c. 吸附压力:

原料气的压力越高，吸附剂的吸附量越大，吸附塔的处理能力越高。

d. 解吸压力:

解吸压力越低，吸附剂再生越彻底，吸附剂的动态吸附量越大，吸附塔的处理能力越高。

e. 产品纯度:

产品纯度越高，吸附剂的有效利用率就越低，吸附塔的处理能力越低。

1.5.2氢气回收率影响因素

a. 由于PSA装置的氢气损失来源于吸附剂的再生阶段，因而吸附塔的处理能力越高，则再生的周期就可以越长，单位时间内的再生次数就越少，氢气损失就越少，氢回收率就越高。

b. 不同工艺流程下的氢气回收率:

在不同的工艺流程下,所能实现的均压次数不同,吸附剂再生时的压力降也就不同,而吸附剂再生时损失的氢气量随再生压力降的增大而增大.一般来讲,PSA流程的均压次数越多,再生压力降越小,氢气回

收率越高.但从另一方面考虑,均压次数太多,容易将部分杂质带入下一吸附塔并在吸附塔顶部形成二次吸附,从而使该塔在转入吸附时因顶部被吸附的杂质随氢气带出而影响产品氢纯度.

对于冲洗流程和真空流程来讲,冲洗流程需消耗一定量氢气用于吸附剂再生,而真空流程则是通过抽真空降低被吸附组分的分压使吸附剂得到再生,故采用冲洗流程时,氢气回收率较低,但真空流程能耗较高.

c. 产品氢纯度与氢回收率的关系:

在原料气处理量不变的情况下,产品氢纯度越高,穿透进入产品氢中的杂质量越少,吸附剂利用率越低,每次再生时从吸附剂死空间中排出的氢气量越大,氢气回收率越低.

d. 吸附压力对氢气回收率的影响:

吸附压力越高，吸附剂对各种杂质的动态吸附量越大.在原料气处理量和产品氢纯度不变的情况下,吸附循环周期越长,单位时间内解吸次数越少,氢气回收率越高.

e. 解吸真空度对氢气回收率的影响:

由于被吸附的大量杂质是通过抽真空而解吸,故抽真空时间的长短、真空度的高低都将影响氢气的回收率。一般来讲，抽真空时间越长，真空度越高，吸附剂的再生越彻底，在纯度不变的情况下，吸附时间越长，氢气回收率越高。

f. 吸附时间(或吸附循环周期)对氢气回收率的影响:

在原料气流量和其他工艺参数不变的条件下，延长吸附时间就意味着单位时间内的再生次数减少，再生过程损失的氢气也就越少，氢气

回收率越高.但是,在同样条件下,吸附时间越长,进入吸附剂床层的杂质量越大,因吸附剂动态吸附量不变,故穿透进入产品氢的杂质量将增大,这势必会使产品氢纯度下降.由此可见,吸附时间的改变将同时影响产品氢的纯度和收率.在PSA制氢装置的实际操作过程中,为了提高PSA装置运行的经济性,我们应在保证产品氢中杂质含量不超标的前提下,尽可能的延长吸附时间以提高氢气回收率.

1.5.3 产品氢纯度的影响因素

a. 原料气流量对纯度的影响:

在气体工艺条件及工艺参数不变的条件下,原料气流量的变化对纯度的影响很大,原料气流量越大,每一循环周期内进入吸附塔的杂质量越大,杂质也就越容易穿透,产品氢纯度越低.相反,原料气流量减小,则有利于提高产品氢纯度.

b. 解吸再生条件对产品氢纯度的影响:

如前所述,在常压冲洗再生的情况下,一方面因要消耗部分产品气用于吸附剂再生,氢气回收率较低;另一方面,因吸附剂再生不彻底,吸附剂动态吸附量较小,因而若原料气流量不变,则产品氢纯度下降.与之相比,采用真空解吸再生时, 吸附剂动态吸附量大,吸附剂再生彻底,不仅有利于提高氢气回收率,也提高了产品氢纯度.

c. 均压次数对产品氢纯度的影响:

原料气处理量和吸附循环周期不变,均压次数越多,均压过程的压力降越大,被吸附的杂质也就越容易穿透进入下一吸附塔并在吸附剂床层顶部被吸附,致使该塔在转入下一次吸附时杂质很容易被氢气带出,影响产品氢纯度.

综上所述，为了提高氢气回收率进而提高装置的经济效益.在原料气组成、流量以及温度一定的情况下应尽量提高吸附压力、降低解吸压力、延长吸附时间、降低产品纯度（在允许范围内）；在原料气流量发生变化时，应适当调整吸附时间以保证产品氢纯度.

1.6 步序说明

本装置主流程的工序包括:吸附、一～五均降、逆放、抽真空、五～一均升、产品氢终升共十四个工艺步序。

1.6.1 工艺流程说明

a. 流程简述

来自界区外的压力 1.1MPa(G)、温度40℃的重整氢，进入缓冲罐V3004，后进入脱氯反应器（R3001），经重整氢压缩机C3001A/B升压至2.4 MPa(G)，与T1010顶来的脱后低分气混合，一同进入E3002A/B 冷却到40℃，再进入缓冲罐V3006A/B，，从塔顶出来后再由塔底部进入吸附塔T3001A～H)中正处于吸附工况的塔(始终有2台)，在多种吸附剂组成的复合吸附床的依次选择吸附下，一次性除去氢以外的几乎所有杂质，直接获得纯度大于99.9%的产品氢气从塔顶排出，然后经吸附压力调节阀PV5422稳压后送出界区。

PSA单元除送出产品氢外，还产生逆放解吸气和真空解吸气。逆放解吸气来自于吸附床的逆放步骤，真空解吸气产生于抽真空步骤，所有解吸气均送解吸气混合罐V-3003。逆放解吸气和真空解吸气在混合罐中混合后去解吸气压缩机.

b. 吸附塔的工作过程依次如下：

①吸附过程