氢气变压吸附提纯单元改造探讨

动过 大问题一 直是制约裂解炉炉温控 制的瓶 颈。因此，０ ８年对 Ｐ Ａ单元进行技术 改造 ， 其处理 能力 ２０ ｓ 使
和尾 氢运 行 平稳 率 得 到 明显 提 高 。
关 键 词 ：变 压吸 附 （ Ｓ ） Ｐ Ａ ；氢 气 ；吸 附 剂 ； 性 炭 ； 控 模 式 活 程
１ 改造 前工艺 介绍 中国石油 吉林石 化公 司 乙烯 厂 乙烯 装 置改 造
在运 行控 制模 式上 ， 主要采 用 ６—２—３模 式 ： 即同一时 间 内 ６台床投 入运 行 ， ２台床 处 于 吸附状 态， ３台床处 于 再 生 解 析 状 态 ， 床处 于 隔离 状 １台
态 。具体 见表 １ 。
粗 氢 进料
图 １ 氢 气 变 压 吸 附 提 纯 单 元 流 程示 意
５ ％ ， 氢进 入 裂 解 炉 燃 料 气 系 统 ， 程 示 意 见 ５ 尾 流
图 １ 。
前 的 ＰＡ单 元共 有 ６台 ２ 吸 附床 ， Ｓ ０ｍ 的 １台 ３０ ９ ｍ 的尾 氢缓 冲罐 ， 设计 处 理 粗 氢能 力 （ 准 状 态 ） 标
为 ２ ０ ｈ 进料 粗 氢纯 度 ９ ％ ～９ ％ ， １０ ０ｍ ／ ， ２ ４ 出料 纯 氢纯 度 不 小 于 ９ ． ％ ， 生 尾 氢 纯 度 ５ ％ ～ ９５ 产 ０
有 针对 老装 置氢 气组 分 和 产量 的吸 附 剂 已无 法 适 应 改扩 建后 氢气 组分 的需 要 。 ２ ２ 尾 氢 流 量 波 动 影 响 裂 解 炉 燃 料 气 压 力 和 组 ．
分 波 动
对 应 的床层 切 除 检 修 ， 时还 要 全 单 元 停 车 泄 压 有 才能 进行 检修 ， 工作 量 很 大 ， 影 响 到下 游 的用 户 也 需求 ， 故应 从根 本上 改 变 程控 模 式 ， 以降 低运 行 的 故 障 率 ， 少检 修频 次 ， 减 降低 检修 难度 。
表１ 运行控制模式
２ 改造原 因
２ １ 氢气 产量 和组分发 生 变化 ．
２０ ０ ５年 装 置 扩 能 改 造 ， 乙烯 产 能 由 ４ ０ ｋ／ ２ ｔａ
提升 至 ７０ ｋ ａ ０ ｔ 。但 当 时 Ｐ Ａ 单 元 并 未 进 行 改 ／ Ｓ
收 稿 日期 ：０ ９—１ ２０ ２—１ 。 ３ 作 者简 介 ： 欣 （ ９ ｏ一 ） 男 ，０３年 毕 业 于 吉 林 大 学 化 学 袁 １８ ， ２０
通 量 不相 同 ， 响 到 系统 充 压 和 吹 扫 上 线 等 程 序 影 的平稳 切 换 ， 接 影 响 到 系 统 的平 稳 运 行 。为 保 直
置在 此 次改 扩 建 中 ， 冷 分 离 部 分 增 加 了低 压 甲 深 烷 采 出 ， 冷 单 元 分 离 温 度 由 一１０ ｏ 低 到 深 ４ Ｃ降
渡
乙 工Ｙ２０２Ｔ ２ 烯 Ｔ ＬＥ２３Ｙ～ Ｅ Ｅ Ｄ）２ ３ Ｈ ＮＩ（ＲＯ 业 ０， Ｓ １Ｕ Ｎ
氢气 变 压 吸 附提 纯 单 元 改造 探讨
袁 欣 ，王 明 臣， 明峰 孙
（ 中国石 油吉林 石化 公司 乙烯厂 ， 吉林 ，３０ ２ １２ ２ ）
摘
要 ：中国石 油吉林石化公 司乙烯厂 乙烯装置氢气变压吸 附提纯单元 （ Ｓ Ｐ Ａ单元 ） 与原 ３ ０ｋ ａ 是 ０ ｔ ／
乙烯 装 置 一 同 开车 的单 元 ， 计 能 力 和 吸 附 组 分 完 全 按 照 原 ３０ ｋ ａ装 置 所 产 生 氢 气 产 量 和 组 分 而 确 设 ０ ｔ ／
定。装 置 ７０ｋ／ 改扩建完成后 ， ０ ｔａ 氢气产量和组分发生 了很 大变化 ， 同时，Ｓ Ｐ Ａ单元所存在 的尾 氢流 量波
大 幅波 动 ， 制约 装置 裂解 深度 的平 稳控 制 。
２ ３ 控 制 软件 程序 和模 式落 后 ．
后粗 氢 产 量 为 ２ ０ ４０ ０～２ ０ ｈ Ｐ Ａ 处 理 能 ７０ ０ｒ ／ ， Ｓ ｎ 力 明显 不 足 ； 是 粗 氢 组 分 发 生 明显 变 化 。该 装 二
造， 该单 元 的粗 氢进 料 因 装 置 扩 建 工 艺 路 线 和 技
术变 化 而 发 生 了 变 化 ： 是 产 量 变 化 。改 造 前 粗 一
氢产 量 （ 准状 态 ） １ ０ 标 为 ４０ ０—１ ０ ｈ 改 造 ６０ ０ ｍ ／ ，
和组分波动较 大， 热值变化造成裂解 炉出 口温度
科学学 院应用化 学与化 工专 业 ， 获理 学学士 学位 ，０ ３年 至 ２０
今 ， 直在 乙烯 装 置 从 事 生 产 和 管 理 工 作 ， 历 过 装 置 改 扩 一 经
建、 大检修及局部停车检修等项 目， 工程师。
第２ ２卷
袁
欣 等．氢气变压 吸附提纯单元 改造探讨
’２ １・
该 Ｐ Ａ单元 已经运行 ｌ 以上 ， 控模 式 已 Ｓ ０年 程
相 对落 后 。原 控 制 程 序 是 各 床 各 个 调 节 阀 均 为 ＰＤ调节 的常规 控 制 模 式 ， Ｉ 因运 行 时 间 较 长 ， 阀 各 门的性 能 曲线 均不相 同 ， 要 同步 开 关 时 ， 阀流 需 各
一
１７ ｏ 氢气 与 甲烷 分 离 程 度 提 高 ， 气 纯 度 由 ５ Ｃ， 氢
８％ 一８％ 提 高 到 ９ ％ 一９ ％ 。 同 时 ， 保 证 ０ ５ ３ ５ 为
Ｐ Ａ单 元 能 力 能 够 满 足 扩 建 后 生 产 需 要 ， 扩 建 Ｓ 在
证 系 统 的相 对 平 稳 ， 只能 通 过 人 为 分 别 摸 索 各 调 节 阀 性能 曲线 后 ， 分 别 设 定 ＰＤ及 手 工 定 位 方 再 Ｉ 式 ， 持生 产 。长 时间 低 阀位 运 行 ， 流 量物 料 的 Байду номын сангаас 大 正 、 向冲刷 使 不 同 限位 情 况 下 的 阀体 出现 定 位 反
不准、 阀道 损坏 等情 况 ， 定期 将 出现 故 障 的 阀 门 需
中增加 了 １套 甲 烷 化 单 元 ， 证 在 粗 氢 进 入 到 保 Ｐ Ａ前其 一氧 化 碳 浓 度 由 （ ０ ２２０ Ｓ １２０～ ０ ）×１ ０ 降至 ０ ２×１ 以下 ， ． ０ 这样 ＰＡ单 元各 床层 上部 原 Ｓ