制氢装置PSA氢提纯课件

1、XXXXX有限公司200000Nm3/h制氢装置PSA氢提纯单元操作手册XXXXXXX有限公司2007TIZZIIZZIIZZIIZZIIZZIIZZIIZZIIZZIIZZIIZZIIZZIIZZITOC o 1-5 h z序言4第一章概述5 HYPERLINK l bookmark13 第一节前言5第二节装置概貌6 HYPERLINK l bookmark15 第三节设计基础7第二章工艺过程说明8第一节9第二节!第三章00000第一节第二节第三节第四章维修与故障处理第一节第二节故障处理第五章安全规程20202528错误!未!29XXXXXXXXXXXX200000Nm3/h制氢装置PSA,

2、PSA）法从变换气中提纯口气的成套装,服务人员将培训期同时，在,化行业和本工厂的其它劳动保生产管理的规定。装置用户/与安全的责任与本培训无关。XXXXXX有限公司保留用开工和生产阶段所测数据进行补充的权利内容及技术数据属XXXXXX机密未经XXXXXXXX有限公司许可，用户有义务只向买方维本装置设计的,计过程上述单位支持和帮助。在此，致以特别的谢意！强度更高的新型制氢分子筛。第一章概述第一节前言酸性白土、,变压吸附(PressureSwingAdsorption)气体分离与提纯技术成为大型化工,的。,活性炭、,以及另一方面，ZSM,(PSA)气体分离技术是依靠压力的变化来实现吸附与再生的，,作

3、稳定、因而近三(UCC)第一套工业PSA来，UCC公司、HaldorTopsoe公司、Linder,50000Nm3/h,特别是在,自九十年代中期，XXXXX有限公司通过招标承包设计、建设了我国最大的PSA制氢装置“茂名石化公司6X104Nm3/hPSA氢提纯装置”以后，国内技术在中国PSA制氢领域已基本完全替代了国外技术，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。第二节装置概貌装置规模：10000Nn3/h；生产方式：；（对产品气）：60口120%；装置组成本装置由8

4、111罐构成。工艺流程序号名称口号操作条件操作介质数量（台）1吸附塔T4101A口H温度：40压力：0.03口2.5MPa变换气82口放气罐V4101温度：40压力：0.8MPa口气13V4102温度：40压力：0.8MPa解吸气14V4103温度：40压力：0.2MPa解吸气1第三节设计基础本装置PSA制氢装置是为在特定压力下从特定的组分中提取氢气而设计的。,另外，,在原料气,：()：流量：15510Nmh序号组分名称解析气，V%1水0.2882口气71.643甲烷4.674一氧化碳2.445二氧化碳17.836氮气3.137合计100.008压力，MPa（表）2.59,4010,40产品规

5、格,；,用作,PSA装置的操作条件进行,:1)产品口气流量：10000Nm3/hTOC o 1-5 h z:组分mol%H2口99.9CH40.1CO+CO2D20PPm402.4MPa(G)2)解吸气()流量：5509.93Nm3/h序号组分名称解析气，V%1水0.812口气20.173甲烷13.154一氧化碳6.865二氧化碳50.206氮气8.827合计100.008压力，MPa（表）0.039,40第二章工艺过程说明第一节吸附工艺原理基本原理,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。口一般为密度相对较大的多孔固体口,被,即：,进行的吸:,PSA,工业PSA,：,具

6、有不同的吸附能力和吸附容量。1.2.1：.AS吸附剂在大型PSA：AS吸附剂对HO均有很高乙,因,；.HXSI-01吸附剂PSA,.1-3,CO。23).HXBC-15B吸附剂,1.5,用于脱除CO2组分。.HX-CO专用吸附剂HX-COCO,CO2和CO。.HX5A-98H吸附剂,规格为2-3球,HX5A-98H,0.5nm。HX5A-98H,CODN,21.2.2,HX5A-98H性，,如果受,但应注意：,PSA工段的吸附剂一般是和装置同寿命的。1.2.3吸附力,相分界面上的气体分子的特殊形态。一般来说，(),被吸附在,一般可接:分子引力F=C1/rm-C2/rn(mn)其中：C1,C2表

7、示电磁力常数，主要与分子的极性和瞬时偶极矩有关r,结构、,PSA制氢装置所利用的就是吸,气气气气气一口化口甲口化口丁烷甲,最后吸附1.3吸附平衡质在两相中的分布达到平衡的过程。,对于对于,；,：从上图的BlA和ClD可以看出：,逐渐增大；从上图的BlC和AlD可以看出：,A-B（即A点）,（到B点）1.4工业吸附分离流程及其相关参数,（PSA）,吸附（TSA）。TSA、PSA或TSA+PSA工艺。,；,1.4.2工艺条件与装置处理能力的关系：,CO）越高，特别；,：,吸附压力：,解吸压力：,产品纯度：,1.4.3由于PSA,越高，,：,PSA,，,次吸附，纯度。,故采生，,：,：,吸附剂对各种

8、杂质的动态吸附量越大。在,：,将会引起,吸附时间():,口量不变，,由,在PSA,为了提高PSA装置运行的经济性，我们,PSA装置吸附时间参数设定的基本原则。,间、降低产品纯度(在允许范围内)；1.4.4产品氢纯度的影响因素：,很大，,容易穿透，相反，,：如前所述，,；,生时，,：,：,时就必须切换至其它塔吸附。因而，,这样才能,在DCS画面上PSA部分设有：当“TMAUTO”设为自动状态“DCS,DCS“TMAUTO”和“TMADJUST”OFF”时：T1、T2、T3、T4请注意：当“TMAUTO”设为自动状态“ON”时,“TMAUTO”“ON”状态，,PSA,影响。：PSA：,.以0.02

9、为单位增加操作系数.等三个完整的PSA循环周期(：x24).重复以上的步骤增加操作参数直到产品纯度下降至允许的最低值.00.05,.以0.1.等三个完整的PSA循环周期(：x24).重复以上的步骤减小操作参数直到产品纯度上升至允许值以内,当“TMADJUST”设为自动状态“OFF”时当“TMADJUST”设为自动状态“ON”时CO含量超高(大于10ppm)时，软件会自动减小吸附时间值；当产品中CO5ppm)时，；：CO,“TMAUTCETMADJUST”,2.4.2,PSA的关键参数。1)PSA吸附压力PSAPICA47032.5MPa。,3)吸附各阶段的压力吸附塔T4101A口HDDDD,8

10、-1-4流程：(,)AE1DE2DE3DE4DPPDDPPE4RE3RE2RE1RFRA,：PV4703、PV4708、PV4704或PV4705故障等。2.4.3流量的设定第三章装置的操作规格、孔、褶皱、重皮、加渣、法1.5口，且小皱纹型号、第一节装置的开车1.1,试车。,因而管路系统的检验需特别仔细认真。1）工艺管道、管件及阀门的检验a.b.在工艺管道安装前应逐根严格检查管道是否有裂纹、c.在法兰、弯头、三通、口径管等管件安装前应逐个检查其材质、规格、型号是否符合国家有关规定和设计要求。d.安装前应检查管件的法兰密封面是否平整光洁，无损伤。,深度。,于2mm,；,g.在安装前应检查各种工艺

11、阀门的规格、要求。h.在安装前所有阀门均应作强度和严密性试验。试验应用洁净水进行。i.阀门的强度试验压力为公称压力的以壳体j.阀门的严密性试验在口称压力下按国家有关规定进行，,）。k.安全阀在安装前，首先应检查其规格、型号、压力等级、材质是否符合设计l.安全阀的开启压力为工作压力的1.05口1.15倍,0.9口1.0倍,m.在装置管道系统焊接工作完成后，；其中与吸15%探伤。2）管道系统的强度检验a.管道系统的强度检验应在管道系统、支吊架施工完成后进行。b.管道系统强度试验前应将不能参与试验的设备、,c.管道系统强度试验用洁净水进行，试验压力详见管道一览表d.试验中，压力应缓慢上升，在达到试验

12、压力后，应稳压10口a.,b.试验完成后应及时拆除盲板，排除所有积水。(：,从0.3MPa开始每升0.1MPa应保压3分钟。3）管道系统的吹扫0.3MPa,不锈钢液压管线的吹扫压力应不低于1.0MPa。b.吹扫的顺序一般是先主管、后支管，分段进行。遇到孔板、滤网、止回阀、理部分和PSA部分应采用爆破式吹扫，并将要吹口处,：,d.吹扫过程中，应用锤子5分钟无尘土、,4）管道系统的气密性检验a.b.系统各设备、管道、仪表均应按设计安装好才可进行整个装置的气密性试验，2.5MPa,0.2MPa。实验气体,d.系统保压要求：10.5%。通过DCS吸附剂装填1）首先确认整个系统均处于干燥状态。2）用干燥

13、空气置换所有需要装填的吸附塔，确定无爆炸、有毒或窒息性气体。1.2首次开车3）吸附剂装填前应先检查吸附塔下分布器，要求确认：,无缝；,4）选择天气晴朗时进行装填，,5）为保证吸附剂在装填时磨耗和破碎较少，料斗下应装布袋，布袋长度为6-8m。6）每装填一层吸附剂，就应下塔将吸附剂抹平并铺一层不锈钢丝网（直径等于400mm）,导。7）本装置的吸附剂装填顺序为：自塔底向上依次装填A-AS、HXSI-01、HXBC-15B、HX-CO、HX5A-98H。每种吸附剂之间用浮动不锈钢丝网隔开。8）9）装填完成后，注意：,1.1.4系统置换干燥、洁净0.5%（体积）,0.5%为止（）。，,1）确认系统已口气

14、置换合格。2）确认原料气组成已合格，不带液。3）拆除进出口区的所有工艺气管线盲板，并作记录。4）控制系统及所有仪表通电，并投入操作状态。5)在DCS,用将PSA系统运行按钮置为RUNNING状态，应保持在7）缓慢打开原料气进口阀，0.1MPa左右8)2.4MPa后，打开手动产品气放空阀，将不合格的产品气9)PSA出口口气纯度达到99.9%且CO含量低于10Ppm后，关闭产品气放空阀并打开产品气出口区阀门。1.3，：1）控制系统及所有仪表通电，并投入运行。2）启动PSA3）逐渐向系统缓慢投料，当吸附塔压力升至2.4MPa，4)口气纯度合格后，系统转入1.4开车阶段的调整,30180%的负荷缓慢加

15、量。并选择较小的“操作系数”第二节装置的运行,2.1变压吸附工艺具有产品纯度范围宽、即：,；就必须将产品纯度控制在即能满足生产,：nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnPV4705B,2.2.3冲洗过程PV4704,PV4704,是随动PID调节。需要操作工调节的也只是改变值。由于PSA8台吸附塔组成。,本装2.3即：,1)切塔步骤a.；,DCS()b.切塔操作；,直接在DCS,然后将其置“ON”。则程序将自动关断该塔的所有程控阀，将故障塔切出工作线。c.,e.,a.,注意：,XV4701、出气阀XV4702XV4707、XV4708,PSA装置的绝大多数故障均出现在仪表和控制系统上，

16、缩2.4.22.1(),度，,或将“TMADHUST”置为“ON”让计算机自动调整。4）在作切塔、,并通知后PV4708的随动PID调节来实现的，PV4708,PV4708的最大、最小开口和PID参数。逆放压力的调节与控制本装置逆放压力的调节与控制是通过调节阀PV4705A、PV4705B来实现的，PID调节。需,3),状态不对，故。为此，,最小。,OFF”然后确认。b.；,(;)这样：,nnnnnnnnnnnnn口2.41）系统严禁将水带入2）在生产过程中，如须检修与工艺气接触的任何设备均应先进行置换。3）操作工应定时巡检液压系统，检查油温、油位是否正常，系统有无漏油点。工段。5）逆放、口压

17、、产品气升压的速度均不宜太快，应坚持这样的原则：在保证能达到压力要求的条件下应尽量缓慢进行。6）在吸附时间一定时，冲洗和逆放的时间应尽量长且应缓慢均匀进行。第三节装置的停车装置：正常停车：1）首先通知前后工段做相应的调整2）在DCSSTOP,3）关闭原料气进气阀、产品气出口阀、解吸气出口阀、火炬线接口阀，口氢提4）通过DCS,使PSA基本相等并且都处于较高的正压。,因而，,DCS的程序复位，因而再次开车时紧急停车,：1）在DCSSTOP状态，关闭程控阀门。同时，程,序将自动记住停车时的状态。这时系统即已处于紧急停车状态。临时停车（不超过1小时）,其步骤紧急停车或临时停车后的重新投运,所以这,对

18、产品纯：1）确认各吸附塔的压力与DCS2）看吸附塔压力历史记录，确认压力未发生大的变化。3）在DCSSTOP置为RUNNING,系统即转入正常运行。：,!,第五章安全规程5.1概要PSA（如H2、CH4、CO及烃类）的泄漏、因此，,：,合浓度为4口75bVOL),：,尾气阀是安全的，VIII口石油化工企业设计防火规范GB50160口92GB50058-92SH3047口93口工业企业噪声控制设计规范GBH87口85口职业性接触毒物危害程度分级GB5044口85TH36口79口口生产设备安全卫生设计规范GB5083口855.2超压保护,ASME（美国机械工程师学会）压力容器规范第整个PSA“火源”导致吸附床内气体膨胀而产生的。以防这个容器过长时间地遭受热冲击。,PSA装置的低压部分，因而也配备有安全阀。5.3安全阀,在,全口,和下游阀口口并上盲口才能拆卸。,废气处理如,以火灾防护(口的容器),中：易燃内燃烧。合，,但是，燃烧因此，,对于PSA,施，特殊的情况下才可