化工公司焦炉煤气制LNG项目PSA提氢操作手册

PAGEPAGE53焦炉煤气制LNG项目PSA提氢工段操作规程（初稿）编写：编写：审核：审批：二零一四年四月三十日XXXX化工科技有限公司2016年12月目录岗位的职责、任务及范围1、岗位任务2、岗位管辖范围3、职责范围二、岗位工艺流程简述1、工艺原理2、工艺流程叙述三、主要工艺控制参数1、生产能力和消耗定额2、工艺参数四、开车步骤1、原始开车准备2、原始开车3、正常开车步骤4、开车后调整五、正常作业指导1、产品纯度调整2、装置参数的调节3、装置操作注意事项六、停车作业指导1、短期停车2、紧急停车3、长期停车4、事故处理七、安全生产及环境保护1、安全生产2、生产的环境保护八、附件1、联锁逻辑图2、调节、报警和联锁装置一览表3、安全阀及防爆板4、分析指标一览表5、特殊按钮说明6、静设备一览表7、动设备一览表8、物料平衡表9、热量平衡表一、岗位的职责、任务及范围1、岗位任务利用吸附剂对不同的吸附质的选择吸附特性和吸附能力随压力变化而呈现差异的特性，实现气体混合物的分离和吸附剂的再生。在吸附器加压时将深冷后的富氢气中的氢提取出来，减压再生时一氧化碳等惰性气体解析作预处理系统的再生气源。同时将深冷后富氢气中提取出的氢送往用户。2、岗位管辖范围本装置由12台变压吸附塔、2台顺放气缓冲罐、1台解吸气混合罐、1台氢气缓冲罐组成。3、职责范围3.1、提氢岗位微机操作工（1）负责本岗位与上下相接工序的正常生产协调和联系工作，保证生产连续、稳定运行。（2）负责预处理及两套提氢的微机操作，为下工序提供合格的氢气，同时保证脱硫脱氧稳定，为下工序提供合格的原料气。（3）坚守岗位，遵守纪律，认真操作，不串岗、睡岗，不做与工作无关的事。认真执行《交接班制度》、《巡回检查制度》及公司制定的各项规章制度，保证在规定时间内完成交接班工作。（4）负责执行本岗位所属设备的技术操作和安全规程，将各工艺指标控制在规定范围之内，确保系统正常运行。（5）熟知本岗位的设备、流程及工艺指标，熟练掌握自动控制的原理和操作。（6）能正确判断各系统电磁阀发生故障时的异常现象；能及时切除故障塔，通知仪表处理，处理完毕后，恢复运行。（7）做好班中的巡回检查，负责本岗位的交接班记录表、本的记录和交接工作。（8）对本岗位培训、实习人员有进行安全教育和技术指导的责任。（9）负责本岗位异常情况的及时处理并汇报调度和车间值班领导。（10）交班时，要调稳指标，积极为下班创造良好的安全生产条件。3.2、提氢岗位主操（1）严格执行中控操作人员各项指令，对岗位的不正常现象及时反馈给中控操作人员。（2）负责正常操作以及开停车过程操作；同时负责对不正常现象的处理；负责岗位的现场卫生和设备卫生、各设备的倒淋排放、程控阀门的润滑维护。（3）负责预处理、焦炉气提氢、驰放气提氢、脱氧脱硫现场各电磁阀及各设备的维护及保养。（4）坚守岗位，遵守纪律，认真操作，不串岗、睡岗，不做与工作无关的事。认真执行《交接班制度》、《巡回检查制度》及公司制定的各项规章制度，保证在规定时间内完成交接班工作。（5）负责本岗位的交接班及记录表、本的记录和交接工作。（6）对本岗位培训、实习人员有进行安全教育和技术指导的责任。（7）负责本岗位异常情况及时处理并汇报中控人员、调度和车间值班领导。（8）经常观察岗位各阀门的开启度，发现异常及时处理。3.3、提氢岗位副操（1）负责本岗位所有设备、工具的正常操作、使用工作；协助主操及时巡检。（2）主操不在岗位时，负责主操的一切工作。（3）负责本岗位外来施工人员的监护工作，确保施工安全。（4）对于非本单位人员陪同的外来人员有权拒绝其进入本岗位，并及时汇报相关领导。（5）负责本岗位的整体卫生，为安全文明生产创造良好的环境。二、岗位工艺流程简述2.1工艺原理吸附是指：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。具有吸附作用的物质（一般为密度相对较大的多孔固体）被称为吸附剂，被吸附的物质（一般为密度相对较小的气体或液体）称为吸附质。吸附按其性质的不同可分为四大类，即：化学吸着、活性吸附、毛细管凝缩、物理吸附。化学吸附是指吸附剂与吸附质间发生有化学反应，并在吸附剂表面生成化合物的吸附过程。其吸附过程一般进行的很慢，且解吸过程非常困难。活性吸附是指吸附剂与吸附质间生成有表面络合物的吸附过程。其解吸过程一般也较困难。毛细管凝缩是指固体吸附剂在吸附蒸气时，在吸附剂孔隙内发生的凝结现象。一般需加热才能完全再生。物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力（即范德华力）进行的吸附。其特点是：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平衡在瞬间即可完成，并且这种吸附是完全可逆的。PSA制氢装置中的吸附主要为物理吸附。2.2吸附剂及吸附力工业PSA制氢（提氢）装置所用的吸附剂都是具有较大比表面积的固体颗粒，主要有：活性氧化铝类、活性炭类、硅胶类和分子筛类。不同的吸附剂由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面积和不同的表面性质，因而对混合气体中的各组分具有不同的吸附能力和吸附容量。2.2.1本装置所用吸附剂如下：装置吸附剂用量一览表序号编号单位SPM-1061外形尺寸mmØ1.6～2.52外形规格球状白色3堆比重t/m30.74-0.764磨耗率%25静态水吸附%256静态正己烷吸附%7静态CCL4吸附%8抗压强度N/P459正太粒度分布%9710包装水含量%≤1.511吸附质CO、CH4、N212正常工况下预期使用寿命年2013装填量m33002.2.2吸附剂的处理几乎所有的吸附剂都是吸水的，特别是分子筛类具有极强的亲水性，因而在吸附剂的保管和运输过程中应特别注意防潮和包装的完整性。分子筛如果受潮，则必须作活化处理。对于废弃的吸附剂，一般采用深埋或回收处理。但应注意：在卸取吸附剂时，必须先用氮气进行置换以确保塔内无有毒或爆炸性气体。在正常使用情况下，PSA工段的吸附剂一般是和装置同寿命的。2.2.3吸附力在物理吸附中，各种吸附剂对气体分子之所以有吸附能力是由于处于气、固相分界面上的气体分子的特殊形态。一般来说，只处于气相中的气体分子所受的来自各方向的分子吸引力是相同的，气体分子处于自由运动状态；而当气体分子运动到气、固相分界面时(即撞击到吸附剂表面时)，气体分子将同时受到固相、和气相中分子的引力，其中来自固相分子的引力更大，当气体分子的分子动能不足以克服这种分子引力时，气体分子就会被吸附在固体吸附剂的表面。被吸附在固体吸附剂表面的气体分子又被称为吸附相，其分子密度远大于气相，一般可接近于液态的密度。固体吸附剂表面分子对吸附相中气体分子的吸引力可由以下的公式来描述：分子引力F=C1/rm-C2/rn(m>n)其中：C1表示引力常数，与分子的大小、结构有关C2表示电磁力常数，主要与分子的极性和瞬时偶极矩有关r表示分子间距离因而对于不同的气体组分，由于其分子的大小、结构、极性等性质各不相同，吸附剂对其吸附的能力和吸附容量也就各不相同。PSA制氢装置所利用的就是吸附剂的这一特性。由于吸附剂对混合气体中的氢组分吸附能力很弱，而对其它组分吸附能力较强，因而通过装有不同吸附剂的混合吸附床层，就可将各种杂质吸附下来，得到提纯的氢气。下图为不同组分在分子筛上的吸附强弱顺序示意图组分吸附能力氦气☆弱氢气☆氧气☆☆氩气☆☆氮气☆☆☆一氧化碳☆☆☆甲烷☆☆☆☆二氧化碳☆☆☆☆☆☆乙烷☆☆☆☆☆☆乙烯☆☆☆☆☆☆☆丙烷☆☆☆☆☆☆☆异丁烷☆☆☆☆☆☆☆☆丙烯☆☆☆☆☆☆☆☆戊烷☆☆☆☆☆☆☆☆丁烯☆☆☆☆☆☆☆☆☆硫化氢☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆硫醇☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆戊烯2.2.3吸附平衡吸附平衡是指在一定的温度和压力下，吸附剂与吸附质充分接触，最后吸附质在两相中的分布达到平衡的过程。在实际的吸附过程中，吸附质分子会不断地碰撞吸附剂表面并被吸附剂表面的分子引力束缚在吸附相中；同时吸附相中的吸附质分子又会不断地从吸附剂分子或其它吸附质分子得到能量，从而克服分子引力离开吸附相；当一定时间内进入吸附相的分子数和离开吸附相的分子数相等时，吸附过程就达到了平衡。对于物理吸附而言，动态吸附平衡很快就能完成，并且在一定的温度和压力下，对于相同的吸附剂和吸附质，平衡吸附量是一个定值。由于压力越高单位时间内撞击到吸附剂表面的气体分子数越多，因而压力越高平衡吸附容量也就越大；由于温度越高气体分子的动能越大，能被吸附剂表面分子引力束缚的分子就越少，因而温度越高平衡吸附容量也就越小。我们用不同温度下的吸附等温线来描述这一关系，如下图：2.2.4工业吸附分离流程及其相关参数工业吸附分离流程的确定在实际工业应用中，吸附分离一般分为变压吸附和变温吸附两大类。从吸附剂的吸附等温线可以看出，吸附剂在高压下对杂质的吸附容量大，低压下吸附容量小。同时从吸附剂的吸附等压线我们也可以看到，在同一压力下吸附剂在低温下吸附容量大，高温下吸附容量小。利用吸附剂的前一性质进行的吸附分离称为变压吸附(PSA)，利用吸附剂的后一性质进行的吸附分离就称为变温吸附(TSA)。在实际工业应用中一般依据气源的组成、压力及产品要求的不同来选择TSA、PSA或TSA+PSA工艺。变温吸附工艺由于需要升温，因而循环周期长、投资较大，但再生彻底，通常用于微量杂质或难解吸杂质的净化；变压吸附工艺的循环周期短，吸附剂利用率高，吸附剂用量相对较少，不需要外加换热设备，被广泛用于大气量多组分气体的分离与纯化。2.3本装置的流程为PSA流程。在工业变压吸附(PSA)工艺中，吸附剂通常都是在常温和较高压力下，将混合气体中的易吸附组分吸附，不易吸附的组分从床层的一端流出，然后降低吸附剂床层的压力，使被吸附的组分脱附出来，从床层的另一端排出，从而实现了气体的分离与净化，同时也使吸附剂得到了再生。但在通常的PSA工艺中，吸附床层压力即使降至常压，被吸附的杂质也不能完全解吸，这时可采用两种方法使吸附剂完全再生：一种是用产品气对床层进行“冲洗”以降低被吸附杂质的分压,将较难解吸的杂质置换出来，其优点是常压下即可完成，但缺点是会多损失部分产品气；另一种是利用抽真空的办法进行再生，使较难解吸的杂质在负压下强行解吸下来，这就是通常所说的真空变压吸附(VacuumPressureSwingAdsorption,缩写为VPSA或VSA)。VPSA工艺的优点是再生效果好，产品收率高，但缺点是需要增加真空泵,装置能耗相对较高。在实际应用过程中，究竟采用以上何种工艺，主要视原料气的组成条件、流量、产品纯度及收率要求以及工厂的资金和场地等情况而决定。本装置采用冲洗方式对吸附剂进行再生。2.3.1工艺条件与装置处理能力的关系原料气组成: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。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。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。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。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。2.3.2氢气回收率影响因素由于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。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,而真空流程氢气回收率高但能耗较高。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.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.均压次数对氢气回收率的影响：在吸附压力不变的情况下,均压次数越多,均压过程的压力降越大,顺放初压力越低，再生过程损失的氢气量越小，氢气回收率越高。但均压次数越多，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.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回收氢气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。2.3.3产品氢纯度的影响因素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.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，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.2.3.4工业吸附分离流程的主要工序吸附工序--在常温、高压下吸附杂质，出产品。减压工序--通过一次或多次的均压降压过程，将床层死空间氢气回收。顺放工序--通过顺向减压过程获得吸附剂再生气源。逆放工序--逆着吸附方向减压使吸附剂获得部分再生冲洗（或抽真空）工序—用产品氢冲洗（或通过抽真空）降低杂质分压，使吸附剂完成最终的再生。(本装置采用冲洗再生)升压工序--通过一次或多次的均压升压和产品气升压过程使吸附塔压力升至吸附压力，为下一次吸附作好准备本装置主流程的工序包括:吸附、一～五均降、顺放、逆放、冲洗、五～一均升、产品氢终升。2.4工艺流程叙述2.4.1流程简述本装置由12台变压吸附塔、2台顺放气缓冲罐、1台氢气缓冲罐、1台解吸气混合罐组成。工段采用12-2-5/PPSA冲洗工艺流程，即：装置的12台吸附塔中有2台始终处于进料吸附的状态。其吸附和再生工艺过程由吸附、连续5次均压降压、顺放、逆放、冲洗、连续5次均压升压和产品最终升压等步骤组成。具体过程简述如下：a.吸附富氢气自塔底直接进入正处于吸附状态的吸附塔内。在吸附剂的依次选择吸附下，其中的N2、CO、CH4、CO2等杂质被吸附下来，未被吸附的氢气作为产品从塔顶流出，经压力调节系统稳压后送出界区供用户使用。当被吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段某一位置时，关掉该吸附塔的原料气进料阀和产品气出口阀，停止吸附。吸附床开始转入再生过程。b.均压降压这是在吸附过程结束后，顺着吸附方向将塔内的较高压力的氢气放入其它已完成再生的较低压力吸附塔的过程，该过程不仅是降压过程，更是回收床层死空间氢气的过程，本流程共包括了5次连续的均压降压过程，因而可保证氢气的充分回收。c.顺放均压降压过程结束后，依旧顺着吸附的方向将剩余的稍高压力的氢气放入顺放气缓冲罐，储存起来，作为冲洗时的气源使用。c.逆放在顺放过程结束后，吸附前沿已达到床层出口。这时，逆着吸附方向将吸附塔压力降至接近常压，此时被吸附的杂质开始从吸附剂中大量解吸出来，逆放解吸气经过调节系统调节后平缓地放进解吸气混合罐。d.冲洗逆放结束后，利用顺放气罐储存的产品气，逆着吸附的方向自上而下的对吸附塔内床层进行冲洗，使吸附剂得以彻底再生。e.均压升压在冲洗再生过程完成后，用来自其它吸附塔的较高压力氢气依次对该吸附塔进行升压，这一过程与均压降压过程相对应，不仅是升压过程，而且更是回收其它塔的床层死空间氢气的过程，本流程共包括了连续5次均压升压过程f.产品气升压过程在5次均压升压过程完成后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用产品氢气将吸附塔压力升至吸附压力。经这一过程后吸附塔便完成了一个完整的“吸附-再生”循环，又为下一次吸附做好了准备。。12台吸附塔交替进行以上的吸附、再生操作(始终有2台吸附塔处于吸附状态)即可实现气体的连续分离与提纯。工艺流程特点：与传统PSA流程相比，本装置流程具有如下特点：均压次数多，氢气回收充分，氢气损失小.特殊的吸附剂装填使本装置能同时脱除原料气中除氢以外的全部杂质。采用错步冲洗的PSA流程，吸附循环周期短、吸附剂利用率高，冲洗过程连续、冲洗时间长，吸附剂再生更彻底。本装置的切塔程序实现了对故障塔的不停车检修(主要指电磁阀、阀检).2.4.2工艺步序说明本装置共由12台吸附塔组成，其中各有2台始终处于吸附状态，其余各台处于再生的不同阶段。吸附塔的整个吸附与再生过程都是通过113台程控阀门按一定的工艺步序和顺序进行开关来实现的。为便于识别这些程控阀门和表述整个工艺过程，我们首先按一定的规律对程控阀进行编号：

XV1701XXX吸附塔号：A～J阀门功能、作用01-原料气进口阀02-产品气出口阀03-一均、产品气升压阀04-二均、三均阀05-四均、五均阀06-顺放阀07-冲洗气入口阀08-逆放阀09-冲洗气出口阀表示PSA工段表示程序控制阀步序描述：主流程步序描述PSA工段PSA吸附塔T1701A(简称A塔)为例描述主流程的整个工艺步序过程，T1701B～L的工艺过程与T1701A完全相同。☆步序1：吸附(A)来自界区的富氢气经程控阀XV1701a进入PSA吸附塔T1701A，其中除H2以外的杂质组份被吸附塔中装填的吸附剂依次吸附，得到纯度大于99.95%的产品氢气经程控阀XV1702a排出。大部分氢气经压力调节阀PV1701稳压后送到产品氢气缓冲罐。随着吸附的进行，当杂质的前沿(即：吸附前沿)上升至接近吸附床一定高度时，关闭XV1701a、XV1702a,停止吸附。这时，吸附前沿与吸附床出口间还留有一段未吸附饱和的吸附剂，称为预留段。☆步序2：一均降压(E1D)在吸附过程完成后，打开程控阀XV1703a和XV1703d，通过管线P17007将A塔内较高压力的氢气放入刚完成了二均升的D塔，直到A、D两塔的压力基本相等为止。这一过程不仅是降压过程，而且也回收了A塔床层死空间内的氢气。在这一过程中A塔的吸附前沿将向前推移，但未达到出口。☆步序3：二均降压(E2D)在一均降过程完成后，关闭程控阀XV1703a,打开程控阀XV1704a和XV1704e，通过管线P17009a/b将A塔内较高压力的氢气放入刚完成三均升的E塔，用于E塔的二均升。这一过程继续回收A塔床层死空间内的氢气，同时A塔的吸附前沿继续向前推移，但仍未达到出口。☆步序4：三均降压(E3D)在二均降过程完成后，关闭XV1704e，继续保持打开程控阀XV1704a,同时打开程控阀XV1704f，通过管线P17009a/b将A塔内较高压力的氢气放入刚完成了四均升的F塔，用于F塔的三均升,直到A、F两塔的压力基本相等为止。这一过程同样是继续回收A塔床层死空间内的氢气，同时A塔的吸附前沿也将继续向前推移，但仍未达到出口。☆步序5：四均降压(E4D)在三均降过程完成后，关闭XV1704a、XV1704f，打开程控阀XV1705a和XV1705g，通过管线P17011将A塔内较高压力的氢气放入刚完成了五均升的G塔，用于G塔的四均升,直到A、G两塔的压力基本相等为止。这一过程同样是继续回收A塔床层死空间内的氢气，同时A塔的吸附前沿也将继续向前推移，但仍未达到出口。☆步序6：五均降压(E5D)在四均降过程完成后，关闭XV1705g，继续保持打开程控阀XV1705a，,通过管线P17011将A塔内较高压力的氢气放入刚完成了冲洗的H塔，用于H塔的五均升,直到A、H两塔的压力基本相等为止。这一过程同样是继续回收A塔床层死空间内的氢气，同时A塔的吸附前沿也将继续向前推移，但仍未达到出口。☆步序7：顺放(PP)在五均降过程完成后，关闭XV1705a、XV1705H，打开程控阀XV1706a、XV1711A，通过管线P17014a将A塔内相对较高压力的氢气放入顺放气缓冲罐V1701A，用于作为冲洗时的气源储备,直到A塔、顺放气罐的压力基本相等为止。同时A塔的吸附前沿也将继续向前推移并基本达到床层出口。☆步序8：逆放(D)在顺放过程完成后，A塔的吸附前沿已基本达到床层出口。这时关闭XV1706a、XV1711A，打开XV1708a，逆着吸附方向将A塔压力降至接近于常压，此时被吸附的杂质开始从吸附剂中解吸出来。逆放解吸气经调节阀PV1704放入解吸气混合罐V1702。☆步序9：冲洗再生(P)逆放结束后，关闭XV1708a，打开程控阀门XV1707a、XV1709A，顺放过程中储备在顺放气罐V1701A内的产品氢气通过顺放调节阀PV3103A对A塔进行冲洗，这时被吸附的杂质随着其分压的降低而大量解吸出来，并逆着吸附方向流入解析气混合罐V1702。冲洗过程结束，吸附剂再生完成，A塔将转入其后的升压阶段。☆步序10：五均升压(E5R)冲洗完成后，关闭XV1707a、XV1709A，打开程控阀XV1705a，同时打开XV1705f，通过管线P17011a、P17011b将F塔内较高压力的氢气放入A塔，用于A塔的五均升,直到A、F两塔的压力基本相等为止。☆步序11：四均升压(E4R)五均升完成后，关闭XV1705f，继续保持程控阀XV1705a打开，同时打开XV1705g，通过管线P17011a、P17011c将G塔内较高压力的氢气放入A塔，用于A塔的四均升,直到A、G两塔的压力基本相等为止。☆步序12：三均升压(E3R)在四均升压过程完成后，关闭XV1705a、XV1705g，打开程控阀XV1704a和XV1704h，通过管线P17009a、P17009c将H塔内较高压力的氢气放入A塔，用于A塔的三均升,直到A、H两塔的压力基本相等为止。☆步序13：二均升压(E2R)在三均升压过程完成后，关闭XV1704h，继续保持打开程控阀XV1704a，同时打开XV1704i，通过管线P17009a、P17009c将I塔内较高压力的氢气放入A塔，用于A塔的二均升,直到A、I两塔的压力基本相等为止。☆步序14：一均升压(E1R)在二均升压过程完成后，关闭XV1704a、XV1704i，打开程控阀XV1703a和XV1703j，通过管线P17007a、P17007d将J塔内较高压力的氢气放入A塔，用于A塔的一均升,直到A、J两塔的压力基本相等为止。☆步序15：产品气升压过程(FR)通过五次均压升压过程后，吸附塔压力仍然未达到吸附压力。这时继续保持打开程控阀XV1703a、XV1710，通过调节阀HV1701用产品氢气对A塔进行缓慢升压，直至A塔压力升至吸附压力为止。经过上述一系列这降压及升压过程后，吸附塔便完成了整个再生过程，为下一次吸附做好了准备并由此进入下一吸附循环。吸附塔T1701B～L的工艺步序与T1701A都是完全相同的，只是在各步序的运行时间上依次错开0.5个吸附时间，这样就实现了始终有2塔处于吸附状态，10塔分别处于不同的再生状态，保证了原料气的连续分离与提纯。二、切塔后的步序PSA氢提纯装置主流程由12台吸附塔组成。为提高装置运行的连续性和可靠性，本装置还编制了一套切塔与恢复程序。即：当某一台吸附塔出现故障时，可将其脱出工作线。可以自动切换为11塔、10塔、9塔、8塔等运行。但这时，装置处理气量和产氢量等指标会发生变化。2.4.5控制功能说明由于PSA装置的主要控制量是开关量，主要的功能要求是逻辑顺控，因此采用DCS控制系统更为合适，而且随着DCS控制系统技术的发展，DCS已经具备了完善的复杂PID调节功能，和可靠的双冗余、热插拔能力，因此本系统确定采用DCS控制系统。可实现完善直观的工艺流程监控与动态显示，PID回路调节、故障自诊断，历史趋势，事故状态等。WINDOWS监控界面具有界面友好、操作简便、且性能可靠的特点。本装置的基本控制与管理功能包括：程控阀开关控制、模拟量检测与调节、质量联锁、故障报警与记录、历史数据记录、流量累计等功能。分别介绍如下：2.4.6程控阀开关控制功能本装置的吸附与分离过程都是依赖于程控阀门的开关来实现切换的，因而程控阀门的开关控制是本装置最重要的控制部分。本装置的程控阀开关控制过程示意图如下：运行监控运行监控DCS系统程序控制工艺装置程控阀空气系统工艺参数运行参数阀位检测程序控制驱动程控阀开关控制过程说明：DCS系统根据工艺要求(见工艺阀态表)制订出程序，然后按一定的时间顺序将DC24V开关信号送至电磁阀，电磁阀将该开关电信号转换成驱动气压的输入、输出信号，送至程控阀的驱动气缸，驱动程控阀门按程序开、关。同时，程控阀门将其开、关状态通过阀位传感器反馈给DCS系统，用于状态显示和监控，并通过与输出信号的对比实现阀门故障的判断与报警。2.4.7模拟量检测与调节功能本装置模拟量调节均由DCS完成。各检测及调节信号的功能与控制方式简述如下：原料气压力指示、记录、报警、调节PIA1701本检测点位于PSA工段吸附塔原料气入口管道，用以检测原料气压力，压力过高时报警。吸附塔压力指示、记录PIA1702A~L安装于吸附塔顶部出口管线上，用以指示记录吸附塔的压力，并具有报警功能。PICA1703，氢气缓冲罐压力指示、调节、报警本调节回路由安装于各PSA氢气缓冲罐入口管上，并与PV1701、PV1702连锁，自动控制产品氢气压力。PI1704，产品氢气压力指示安装于氢气缓冲罐出口到界区管线上，指示氢气压力。PI1705A/B，顺放气缓冲罐压力指示安装于顺放气缓冲罐V1701AB出口管线上，用于顺放气缓冲罐压力指示、记录。PIC1706，解吸气压力指示、调节本调节回路安装于解析气混合罐V1702出口管线上，并与PV1705连锁，自动控制解析气出口压力。PI1707，到燃气管网富氢气压力指示、记录安装于富氢气到燃气管网管线上，自动指示、记录富氢气出口压力。TIA1701富氢气温度指示、报警安装于富氢气进吸附塔入口管线上，用于富氢气温度指示、记录、报警。FIRQ1702，产品气流量指示、记录、累计安装于产品氢气出口管线P17005上，指示记录累计产品气流量。AIA1701，产品氢气在线监测报警监测指示产品氢气纯度，并设定底限小于99.95%报警。AIA1702，产品氢气在线监测报警监测产品氢气中CO含量，并设定高限15ppm自动报警。2.5工艺参数的设定变压吸附的工艺参数主要包括吸附时间、压力和处理量。其设定的原则与方法如下：2.5.1吸附时间参数的设定吸附时间参数是变压吸附的最主要参数，其设定值将直接决定装置产品氢的纯度和氢气回收率。因而，PSA部分的吸附时间参数应尽量准确，以保证产品纯度合格，且氢气回收率最高。吸附时间的设定总原则：产品纯度过高则延长吸附时间，产品纯度过低则缩短吸附时间，在产品氢气纯度稳定且系统压力接近设计压力并稳定的情况下，可按下表对吸附时间进行设置。吸附时间参数设定表：

时间序号含义预设值设定原则T1、T3一均、三均、五均时间30秒保证两塔的压力能均至相等T2、T4二均、四均、逆放时间30秒保证两塔的压力能均至相等注：单塔总吸附时间=T1+T2+T3+T4单塔冲洗时间=T1+T2+T3+T4以上的预设值为满负荷预设值，且与最终开车后的整定值可能有差异。由于吸附塔的大小和装填的吸附剂量是固定的，因而在原料气组成和吸附压力一定的情况下，吸附塔每一次所能吸附的杂质总量就是一定的。所以随着吸附过程的进行，杂质就会慢慢穿透吸附床，起初是痕量，渐渐就会超过允许值，这时就必须切换至其它塔吸附。因而，当原料气的流量发生变化时，杂质的穿透时间也就会随之变化，吸附时间参数就应随之进行调整。在保证产品纯度的前提下，为尽可能提高氢气回收率：流量越大则吸附时间就应越短，流量越小则吸附时间就应越长。这样才能保证在各种操作负荷下均能充分地利用吸附剂的吸附能力，获得最高的氢气回收率。2.5.2压力参数的设定由于变压吸附气体分离工艺的核心就是利用压力的变化来实现吸附剂对混合气体中的杂质组分的吸附与分离，因而压力也是PSA的关键参数。吸附各阶段的压力吸附塔T1701A～L在吸附、再生各阶段的压力当工艺流程和吸附压力一定时，各阶段的理想压力曲线也就自动确定了。所有的调节均由计算机自动完成，无须操作人员操作。逆放压力本装置逆放压力通过压力调节阀PV1704进行调节，设定值由计算机根据逆放初和逆放终各对应吸附塔的压力（PIA1702A～L）以及逆放时间的长短自动计算产生，无需操作人员调节。终升压力调节本装置终升压力通过压力调节阀HV1701进行调节，其设定值由计算机根据一均升压力和终升压力各对应吸附塔的压力（PIA1701A～L）以及充压时间的长短自动计算产生，无需操作人员调节。冲洗压力调节冲洗压力通过调节阀PV1703A/B进行调节，其由计算机设定值控制，无需操作人员调节。2.5.3流量的设定本装置处理量由来自界区外的原料气总量决定，实际值由用户要求的氢气产量决定。三、工艺控制参数3.1原料气规格PSA提氢工段是为在特定压力下从特定的组分中提取氢气而设计的。本装置的设计允许原料气组分和压力在较宽的范围内变化，但在不同的原料气条件下吸附参数应作相应的调整以保证产品的质量，同时产品氢收率也将随原料而变化。另外，只有在设计条件下操作时，装置才能按设计的物料平衡将原料气分成产品氢和解吸气。当原料气条件变化时，物料平衡也将发生相应的变化。在原料气条件不变的情况下，所有的调节均可由计算机自动完成。本装置设计的原料气为：富氢气。其详细规格如下：组成H2CH4CON2含量（mol%）83.780.5510.255.423.2产品规格本装置的主要产品为氢气，其详细规格要求产品氢气温度℃37流量Nm3/h≥23000压力MPag3.0H2≥99.95%CO+CO2≤20ppm解吸气条件1温度℃≤40℃2压力MPa(G)≥0.08四、原始开车4.1首次开车准备工程建设竣工后即进入首次开车。在首次开车前必须先进行管路系统和工艺设备的开车准备，待一切准备就绪后才能进行联动试车。在投产后，如进行了管路或设备改动及大修，则再次开车时也应参照首次开车的要求进行开车前的准备。4.1.1管路系统的准备工作管路系统的开车准备主要是指管路系统中的工艺管道、管件及阀门等的检验，管道系统的吹扫与清洗，管道系统的气密检验等。由于本装置为氢气系统，因而管路系统的检验需特别仔细认真。1)工艺管道、管件及阀门的检验在工艺管道安装前应逐根核对所用管道的材质、规格、型号是否与设计相符。在工艺管道安装前应逐根严格检查管道是否有裂纹、孔、褶皱、重皮、加渣、凹陷等外观缺陷。在法兰、弯头、三通、异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。安装前应检查管件的法兰密封面是否平整光洁，严禁有毛刺或径向凹槽。法兰螺纹应完整、无损伤。凹凸面法兰应能自然吻合，凸面高度不得低于凹面深度。在法兰连接时，法兰间应保持平行，其偏差不大于法兰外径的1.5‰，且小于2mm，禁止用强紧螺栓的方法消除歪斜。石棉橡胶等非金属密封垫应质地柔韧，无老化变质、分层现象及折痕、皱纹等缺陷；金属密封垫的尺寸、精度应符合规范，无裂纹、毛刺、凹槽、径向划痕等缺陷。在安装前应检查各种工艺阀门的规格、型号、压力等级、材质是否符合设计要求。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。阀门的强度试验压力为公称压力的1.5倍，试验时间不少于五分钟，以壳体和填料无渗漏为合格。阀门的严密性试验在公称压力下按国家有关规定进行，试验完成后应排净积水，关闭阀门，密封出入口，密封面应图防锈油脂(需脱脂的阀门除外)。安全阀在安装前，首先应检查其规格、型号、压力等级、材质是否符合设计要求，并按设计规定进行调试与整定。安全阀的开启压力为工作压力的1.05～1.15倍，回座压力应为工作压力的0.9～1.0倍，调试时压力应稳定，每个安全阀的启闭试验不应少于三次，调试完成后应进行铅封，并填写调试记录。注：安全阀出厂前已进行过调试，若用户另有要求，可自行交由当地监督局进行。在装置管道系统焊接工作完成后，还应进行焊缝探伤，按施工规范进行；于现场焊接的管线，其中与吸附塔进出口连接的管线应作100%探伤，其余管线作15%探伤。管道系统的强度检验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。管道系统强度试验前应将不能参与试验的设备、仪表等隔离，安全阀应拆除或隔离，加装临时盲板的位置应有明显标记。管道系统强度试验用洁净水进行，试验压力参见管道特性表。试验中，压力应缓慢上升，在达到试验压力后，应稳压10～15分钟，以目测系统无变形、渗漏为合格。试验中如遇问题，不得带压处理，应在卸压消除缺陷后重新试验试验完成后应及时拆除盲板，排除所有积水。(注意：由于吸附剂禁水，所以系统中的水必须彻底吹除干净)如无水压实验条件或施工周期很短，也可直接采用气压作强度实验，实验气体为氮气或空气，最高实验压力为2.7MPa，升压过程中，从0.1MPa开始每升0.2MPa应保压3分钟。注:管路系统强度试验时,与之相连的所有设备应加盲板隔离.管道系统的吹扫在装置全部安装完成后，应进行系统吹扫，一般工艺管道的吹扫气可用压缩空气或压缩氮气，蒸汽管线和水管线也可用蒸汽吹扫，仪表管线应用仪表空气吹扫。吹扫气压力一般应不低于0.3MPa。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、节流阀、调节阀等装置，必须拆除。各吸附塔应和管路系统一同吹扫，为保证吹扫时不损伤程控阀密封面，PSA部分应采用爆破式吹扫，即在各总管端头加石棉垫，并将要吹扫塔的程控阀打开，然后向塔内充压缩气直到压缩气体将石棉板冲破为止。应特别注意:吹扫前和吹扫过程中不允许开关程控阀,以免损伤密封面。吹扫过程中，应用木锤不断敲击管道。在吹扫排气口设一白布或白色的靶板，当吹出的气体连续5分钟无尘土、铁锈、焊渣、水或其他脏物时，认为吹扫合格。4)管道系统的气密性检验a.在完成管道系统的强度试验和吹扫后还应进行气密性检验。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，吸附塔及所有原料气、产品氢管线气密性试验压力为2.55MPa，解吸气系统气密性试验压力为0.2MPa。c.升至实验压力后，要求用肥皂水检查所有管件连接处和管道焊缝，如有泄漏点，则应卸压处理后再继续检查d.系统保压要求：1小时内压力下降量不超过系统压力的0.5%。4.1.2吸附剂装填在系统强度检验、吹扫、气密检验完成后，即可进行吸附剂的装填工作。其步骤如下：首先确认整个系统均处于干燥状态。用干燥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。吸附剂装填前应先下塔检查吸附塔下分布器，要求确认：分布器四周满焊，无缝隙；分布器的不锈钢丝网规格无误，安装正确、牢固。选择天气晴朗时进行装填，装填时间最好在一天中的上午九点至下午四点间进行，因为此时空气中的相对湿度较低。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，装填时成都赛普瑞兴科技有限公司的技术人员必须在场指导。具体装填方案待装置安装完毕，吸附剂发到现场后另行提供。装填完成后，确认上分布器丝网规格无误、安装牢固后封塔。完成吸附剂装填工作后应进行二次气密试验和吸附剂的吹扫。吹扫气应从塔底排出。但注意：此时必须是用深度干燥空气或干燥氮气进行气密和吹扫，且吹扫只能从塔底排出。装填注意事项：☆每台设备装填前均应设二名专职记录员记录装填量，以确保装填无误。☆为下塔方便，应准备软梯。☆为了防止进入容器内工作的人员坠落和稳妥地保护他，工作人员必须系上合适的安全带，安全带连接绳子，绳子必须由容器外的至少两个人把握。☆进入容器的人员应带上长鼻管、防爆灯等设备，以保证呼吸和照明。☆进入容器时，容器外必须设专人始终进行监护，以保证进入人员的安全。4.1.3系统置换在装置正式投料前还应用干燥、洁净的氮气对整个装置进行彻底置换使整个系统的含氧量低于0.5%(体积)。置换方法可按正常运行步骤进行，即以氮气做为原料气通入，启动系统程控阀后直到产品气出口和解吸气出口氧含量均小于0.5%为止(至少三次取样分析均合格才能视为合格)。如氮气量不足，则可分阶段逐塔逐管通入氮气进行置换。4.2首次开车在所有设备、仪表、微机都已准备完毕并经过了严格检查，系统也已完成置换后，即可进入装置的首次投料、开车过程。其步骤如下：确认系统已氮气置换合格。确认原料气组成已合格，不带油（液态）。拆除进出界区的所有工艺气管线盲板，并作记录。控制系统及所有仪表通电，并投入操作状态。在DCS操作画面上，设定好所有调节系统的操作参数。(具体见第二章)引入仪表风等公用工程。关闭所有调节阀、安全阀的旁路阀，全开根部阀。开启PSA工段管线上的手动阀门，保持12台PSA吸附塔的贯通。缓慢打开原料气入口阀，逐渐向PSA工段投料，投料速度不宜过快，应保持在每分钟吸附塔压力上升0.1MPa左右。当吸附塔压力升至3.05MPa后，缓慢打产品气放空管线上调节阀PV1702，让不合格半成品气直接放空。氢气纯度合格后，关闭产品气放空管线上的调节阀，并将PV1702投自动，向下游装置送氢气。4.3正常开车步骤由于正常停车后氢提纯装置处于正压封闭状态，因而再次开车时无须再置换开车过程将比首次开车简单。具体步骤如下：控制系统及所有仪表通电，并投入运行。引入蒸汽等公用工程（若停车时同时停止）。启动PSA系统“开车”按钮。逐渐向系统缓慢投料，参见“1.2首次开车”的7、8、9、10、11步骤。氢气纯度达到99.95％后，关闭产品气放空阀，缓慢打开产品气管线上的手动截止阀，并将PV3101投自动后将产品气送出界区。4.4开车阶段的调整由于开车阶段系统的正常压力系统尚未建立起来，因而在开车的初期应用30～50%的负荷缓慢加量。并选择较小的“操作系数”，较短的吸附时间。使产品纯度迅速合格。五、正常操作变压吸附氢提纯装置在正常运行过程中的操作是非常少的，几乎所有的调节均由计算机自动完成，操作人员只需注意产品纯度是否在最佳范围，和装置是否有报警即可。5.1产品纯度的调整变压吸附工艺具有产品纯度范围宽、且易于调整的特点。由于产品纯度与产品回收率是成反比关系的，即：在原料气条件不变和吸附、解吸压力一定的情况下，产品纯度越高、氢气回收率越低；产品纯度越低、氢气回收率越高。因而，要保证装置运行于最佳状态，就必须将产品纯度控制在即能满足生产需要，又尽可能低的范围内。调整产品氢纯度的方法就是：修改吸附时间。延长吸附时间、则降低产品纯度缩短吸附时间、则提高产品纯度具体的修改办法见第二章第二节的2.45.2装置参数的调节5.2.1调整吸附时间当装置的处理量改变之后(或原料气组成改变后)，将有可能影响产品的纯度，这时可调整吸附时间，使产品纯度重新运行于最佳范围。5.2.2产品气升压控制产品气升压的速度的控制是通过产品气升压调节阀HV1701自动调节来实现的，无需操作工进行修改。5.2.3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PV1704来实现的，调节的目的是在保证逆放终压达到设定值要求的同时使逆放过程尽量缓慢（减小逆放对解吸气混合罐压力造成的波动）。5.2.4吸附塔的切除与恢复由于PSA工段是由12台吸附塔组成。因而为提高装置的可靠性，本装置编制了一套切塔与恢复程序。即：当某一台或多台吸附塔出现故障时，可将其脱出工作线，让剩余的吸附塔继续生产。1)切塔步骤故障塔判断；当出现下列三种情况(产品氢纯度大幅下降、某吸附塔的压力异常、程控阀检出错)之二时，就认为此塔故障，应予以切除。此时DCS将提示操作人员。(吸附塔变成红色)切塔操作；经操作人员确认故障属实后，直接在DCS上选中故障塔的切除键，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.控制机自动将程序切入与切塔前相对应的点，保证切除时各吸附塔压力无大的波动。切塔后,在装置正常运行情况下,请检修人员检修故障塔如果在已切除一台吸附塔后又有吸附塔故障出现，则重复以上的操作即可继续切塔运行。注意：=1\*GB3①本装置只允许依次切除，不允许同时切除两个塔PSA装置的绝大多数故障均出现在仪表和控制系统上，因而通常切塔后的检修无需拆工艺管线和设备。但被切除塔在检修时，如需要拆开连接的工艺管道或设备，则必须先停车,再将塔内气体排入放空总管并进行置换。3)切除塔恢复当被切除塔故障排除后，需要将其重新投入正常运行，但如果投入的时机、状态不对，将引起较大的压力波动和产品纯度变化，甚至可能出现故障和安全事故。为此，本装置设计的自动恢复软件能够自动找出最佳状态恢复，使系统波动最小。恢复过程如下：操作人员发出塔恢复指令；在控制机上直接点动要恢复塔的切除键，将其置“恢复”然后确认。计算机自动等待合适的时间将故障塔恢复至运行程序；程序根据各塔的压力状态，自动确定恢复后应进入的最佳运行步序，然后自动等待到该步序的最佳切入时机，切入新程序。注意：新恢复的塔总是从解吸阶段切入的，(即；均压降压～逆放段)这样可保证恢复后的产品纯度不变。5.3操作注意事项严禁将水带入氢气纯化系统，否则将损坏吸附剂。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。在作切塔、放空等会影响后工段的处理前，应确定故障的真实性，并通知后工段。逆放、均压、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。否则可能影响再生效果和吸附剂使用寿命。在吸附时间一定时，逆放和终升的时间应尽量长且应缓慢均匀进行。切塔同时只能切一台，切塔时注意调整原料气量，保证产品质量合格。控制解吸气压力，避免解吸气压力过高，否则可能影响产品质量及收率。当电磁阀、阀检等需在线检修时，先切塔再检修。紧急情况停车时要及时通知前后工段。长期停车必须要进行氮气置换，并保持微正压。六、停车作业指导装置停车一般可分为三种情况即：正常计划停车、紧急停车和临时停车。6.1正常停车在接到生产调度的停车通知后即可进行正常停车操作。正常停车步骤：首先通知前后工段做相应的调整；在DCS上将运行按钮调至“停车”状态，PSA工段程控阀、调节阀全部关闭；关闭进出氢气纯化系统的所有工艺阀门，使系统与界区外隔断（如计划停车时间较长，应考虑加盲板）；在DCS操作画面上点动均压阀，使各塔压力基本相等并且都处于较高的正压；停止供仪表空气。至此，就完成了整个正常停车过程。停车后，氢提纯系统处于正压状态，且与界区隔断。因而，系统可较长时间地处于安全停车状态。但由于停车后系统内仍然是易燃、易爆气体，所以整个界区仍然是防爆界区，严禁动火。在正常停车后，装置各吸附塔的压力相同，若停车时间很长（如厂里大修等情况），则点击DCS的“复位”按钮将程序复位，程序即回到从A塔的第一次吸附开始，所有再次开车时应按正常开车步骤操作。6.2紧急停车当本装置出现事故或前后装置出现事故时，需紧急停车其停车步骤如下：在DCS上点击“停车”按钮，关闭所有程控阀门。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。6.3临时停车如因工作需要做短时间的停车(不超过1小时)，则可进行临时停车，其步骤与紧急停车相同。紧急停车或临时停车后的重新投运由于程序仍记录着停车时的状态且各吸附塔的压力也与停车时一样，所以这时可从停车时的状态直接投运，让系统无扰动地恢复到正常工作状态。对产品纯度影响很小。步骤如下：确认各吸附塔的压力与DCS上显示的暂停状态相符；看吸附塔压力历史记录，确认压力未发生大的变化；在DCS上点击“开车”按钮，系统即转入正常运行；注意：采用这种方法恢复运行前，必须确认各吸附塔的压力与停车锁存的状态是一致的。否则，一旦启动将可能使高压塔的气体串入低压的解吸气系统造成事故！如果吸附塔压力与显示的状态不符，则必须先点动阀门将吸附塔压力逐渐放掉，或用原料气补压到要求压力，然后重新启动系统。6.4事故处理6.4.1查找指南序号现象与问题可能的原因进一步查找、处理1装置自动停车1.停电请电、仪人员检查仪表空气压力低低通知仪表人员检查仪表风管线是否漏气，检查仪表风供应是否正常2产品纯度超标1.PSA部分吸附时间长手动缩短吸附时间2.吸附各阶段压力不正常继续查找转33吸附压力不正常程控阀动作不正常（有阀门故障报警）检查电磁阀是否通电或卡死检查阀门驱动装置是否卡住看压力曲线2.程控阀内漏检修程控阀，必要时更换密封材料3.产品气升压不正常调整调节阀PV17014.解吸压力过高检查调节阀PV17044解吸气压力波动大1.逆放速度太快2.逆放压力太高3.PV1704动作不正常检查并调整PV1704的PID参数检查程控阀有无内漏、均压时间是否太短，让每次均压能均平，逆放压力尽量低补充说明：以上为PSA部分主要故障及处理办法。6.4.2故障处理本装置中的运转设备主要包括控制仪表、程控阀门。控制仪表的故障处理请参考生产厂家说明书；由于PSA装置的程控阀门开关频率非常高，因而是PSA装置中最容易出故障的部分，其处理方法如下：程控阀门故障处理故障产生原因排除方法阀门内漏主密封材料划伤或老化更换密封材料阀门外漏轴密封松、损坏或老化压紧或更换密封填料或垫片阀门开关不灵活气缸板有被卡住的情况拆开气缸盖检修处理电磁阀故障检修或更换电磁阀及配件仪表风系统压力低适当提高仪表风压力6.4.3吸附剂的再生一般而言，PSA部分的吸附剂是与装置同寿命的无须更换。但如果出现大量水或其它大分子组分进入了PSA部分的事故，引起吸附性能下降，则PSA部分的吸附剂也可再生。再生方法为：关闭吸附塔出口总管上的截止阀，然后用升温至200～250℃的干燥氮气从塔顶部通入、底部通出，直到塔底出口温度升至120℃后，再持续4小时即可。然后用深度干燥氮气缓慢吹冷至20℃左右再封闭吸附塔进出口。应注意：必须采用干燥氮气。干燥后装置正压下密封放置3天让吸附剂进一步自然冷却后即可再次使用。七、安全生产7.1概要氢气纯化系统最大的危险来自爆炸性气体和有毒气体(如H2、CH4、CO及HCl)的泄漏、火灾与爆炸。因此，该装置中各部件的密封性是装置设计和运行中的最重要的问题。如果设备承受压力过大或对设备进行粗心大意的操作及维修都能使密封性能遭到破坏。如果设备遇到不利的因素，设备将承受过大的压力。这类因素包括：压力、温度、腐蚀或磨损，还有机械力、振动或热膨胀等。只要象压力、温度和流量这样的过程参数稳定在规定的范围内，操作过程才是安全的，也不会对环境造成危害。应严密的监视、记录和调整超出正常工况的较大误差。操作人员应记住，各种故障都可能导致操作失常，所以在可能发生严重后果的地方，应安装自动报警和联锁系统。全体操作人员必须经受良好的培训，已判明报警，并及时采取必要措施以免发生危险。7.2超压保护装置内的所有设备通均常在一定压力下运行。这个压力通常由自动控制系统来保证。然而，一旦过程计算机、控制回路及公用设施故障，装置所不能承受的高压就有可能产生。因此，除报警和联锁系统外，还应安装安全泄放设备，以便保护操作人员和设备。☆吸附床的保护整个PSA装置的吸附塔通过安全阀释放高压而得到保护。而高压一般是由上游高压气源或外部“火源”导致吸附床内气体膨胀而产生的。如果某只吸附床受到附近的火源的热辐射，便可产生上述情况。这时应用消防水冷却该容器的表面，以防这个容器过长时间地遭受热冲击。☆解吸气系统的保护解吸气系统必须保护的主要情况是：在某一吸附床进料阀打开的同时，逆放气或冲洗气阀也由于故障而打开。导致高压气体串入解吸气缓冲系统，而解吸气缓冲系统为PSA装置的低压部分，因而也配备有安全阀。7.3安全阀安全阀是一种由于阀的上游静压升高而自动泄压设备。其特性是阀门能迅速开启到最大开度。它通常用于泄放蒸汽，气体等介质。安全阀是所谓的全行程阀，在压力达到其设定值后，安全阀突然开启达到要求的全行程。※※※※※严禁堵塞安全阀※※※※※※☆常规安全阀一个常规（标准）的安全阀，有一个弹簧槽连通到阀门排放侧。阀门背压的改变直接影响操作性能（开启压力、关闭压力和泄放量）。排放火炬系统的常规安全阀必须密封良好，也就是排放口、气孔都必须堵死，阀杆必须填充密封。☆安全阀的检修和维护故障安全阀的拆卸要按照用户手册和制造厂家提供的说明进行。由于吸附床的安全阀没有备用的阀，如果这些安全阀其中之一必须更换，那么必须将上游阀和下游阀关死并上盲板才能拆卸。在火炬系统拆除或安装盲板时，应用塑料布封闭连接法兰面，并充入氮气。安全阀的具体检修详见生产厂家的安全阀操作和维护手册。7.4火灾防护本装置处理的气体是可燃气体。只要它们贮存在密闭的容器(空气不可能进入的容器)，就没有发生火灾或爆炸的危险。这样的危险仅仅存在于下列情况之中：由于气体的泄漏、排放而导致易燃气体逸出或者有空气渗入容器之中。易燃气体只在一定浓度范围（燃烧极限）内燃烧。如果易燃气体在燃烧之前同空气混合，那么爆炸就会随之而来。氢气是最危险的气体之一，它与空气形成的爆炸混合浓度为4～75（VOL），很低能量的火源，如看不见的火花和静电放电都能将空气与氢气的混合气点燃。☆易燃混合气的预防人们已经知道易燃混合物的燃烧源是多种多样的。但是，在许多场合，燃烧的真正原因尚未查明。因此，不可能完全排除燃烧源的存在。预防易燃混合气的形成是防止火灾、爆炸的最重要的保护措施。对于PSA装置的运行，下列安全预防措施是非常重要的。对装置区的空气应进行周期性的监测，一旦检测到泄漏应立即采取控制措施，并尽可能迅速地补救这些泄漏点。必须定期地检查阀的填料箱，因为那里是发生气体泄漏最频繁的部位之一，如果不可能立即维修，那么必须使泄漏管线及设备停止运行。考虑到火灾和爆炸的危险，采取时务必谨慎从事。在进行维修和检查时，应小心谨慎。在维修工作开始之前，容器的出入口管线或相关的管线必须隔断。在安装和拆卸盲板之前，要确保所有管线泄压。对于低于常压的管线只有在特殊的情况下才可安装或拆除盲板。但要极其谨慎，必须安装带有明显警告标记的盲板法兰。此外，制作一张能表明已安装的全部盲板清单是十分必要的。在工作结束后，要对再次已经拆除的盲板作上记号，在装置再次投入运行之前，确保彻底拆除全部盲板。在检修前，为了置换所有的易燃气体，必须用氮气吹扫设备和管线，吹扫进行期间应进行气体采样。要连续吹入氮气，直到检查结果表明设备和管道中没有易燃气体为止。☆预防火源在装置区内动火和吸烟是绝对禁止的。如果必须在装置运行时动火，那么必须使用无火花工具。必须排除一切静电火源。不允许穿钉子鞋进入装置。所有电气设备和机械设备（如电机、变压器、照明、手提灯、电动工具、电加热器、电插座、测量仪表、信号系统、变送仪表等）必须符合根据预防爆炸事故发生的规则制定的要求，这些要求也适应于辅设管线、电缆的明沟、地沟。在这些地方气体混合物也可能形成。☆消防设施为扑灭刚刚开始燃烧的火焰，手提式灭火器应放置在防滑架上，灭火剂应选用化学干粉型灭火剂。消防水应能使靠近火源的容器冷却。火灾报警按钮操作站必须安设在装置周围的重要场所，以便在操作人员离开装置时能很容易按到它们。灭火器和报警仪表必须定期检查，以确保随时可用。建议制订一个事故预防计划，这个计划应详细地明在紧急情况下，消防队和操作人员所采取的措施和分工。消防队和操作人员应经常进行联合消防演习，让消防队全面了解在装置中可能遇到的危险是十分必要的。☆火灾情况下采取的措施注意：当地消防员和每个操作人员都必须熟悉这些措施。在装置开车前，对本章内容必须进行讨论和实际训练。氢气火焰是不可见的，每次产生的可见现象是由空气中的杂质及热浪造成的。氢气燃烧只可以通过泄漏气流的噪声觉察到。当发生火灾时，采取的措施顺序如下：1.立即通知消防部门并报警。2.向火灾现场全体人员发出警告，并立即疏散人群。3.让PSA装置停止运行。4.如果有可能，关闭进料、产品及尾气管线的截止阀。再有可能的话，打开每个吸附塔的置换泄压阀，使气流降压进入放空系统。5.不要立即扑灭（氢气）火焰！原因是流经热表面的连续气流再次被点燃的危险（即爆炸危险）更大！或多或少控制气体燃烧，要比形成一大团性混合物安全得多。6.用大量水冷却靠近火源的容器和管道的表面。7.等待易燃气体停止燃烧以及火焰被扑灭为止。7.5进入容器前的安全准备工作1.泄压：将相关容器中的介质向火炬系统排放，将容器的压力泄至常压。2.隔离：在进入该容器前，应将该容器与仍然含有介质气体的装置隔离开来。隔离时，必须将与容器连接的管件拆除或者加上盲板隔离。用双截止阀关闭隔断，两阀之间的排放口打开向大气中排放进行隔离也可以。3.氮气置换：在该容器隔离之后，在允许打开容器之前，很有必要用氮气将容器向火炬系统置换。将所有的有毒气体和可燃气体置换出去。4.空气置换：氮气置换完成后必须再用空气进行彻底的二次置换直到气体取样检测结果合格为止。7.6其它安全措施为了在装置中进行检查、维护和维修工作，必须办理工作票，工作票应包括：简要的工作内容，有关的安全措施，要求保护的设备以及必要的气体分析结果等内容，并且必须经过维修负责人、责任操作人员和班组长签字。☆安全带、安全帽为了防止进入容器内工作的人员坠落和稳妥地保护他，工作人员必须系上合适的安全带，安全带连接绳子，绳子必须由容器外的至少两个人把握。进入界区必须带安全帽☆照明措施充分的照明可以使任何工作都易于进行。尤其在恶劣的条件下，它能起到决定作用。所有照明设备均应防爆。八、附件8.1调节、报警、和联锁装置一览表报警一览表报警标记报警仪表报警内容报警值处理方案各程控阀门位号阀位传感器程控阀门开关错误请检修人员检查，如影响到吸附压力或产品纯度，则切塔或停车原料压力高PIA1701原料气压力高高限3.2MPaG通知前系统降压或开大产品出口调节阀解吸压力高PT1706解吸气压力高高限0.1MPaG请仪表工检查调节阀，操作工检查PSA再生出口阀门、管线氢气纯度低AT1701产品氢纯度低低限99.95%缩短PSA吸附时间，检查吸附塔压力趋势图CO含量高AT1702产品氢CO浓度高高限15ppm缩短PSA吸附时间，检查吸附剂，检查原料气组分8.2安全阀8.3分析指示一览表序号位号分析项目取样地点分析内容控制指标分析频次分析方法备注1AT1701产品氢气PSA装置出口氢气≥99.95%在线H2分析仪2AT1701产品氢气PSA装置出口CO≤20ppm在线CO分析仪3SC1701富氢气PSA装置进口全组分需要时色谱4SC1702产品氢气PSA装置出口全组分CO+CO2≤20ppm需要时色谱8.4静设备一览表序号设备位号设备名称及技术规格材料数量备注1T1701A~L吸附塔，∅=2000H=8000Q345R12设计温度：60℃，设计压力：3.4MPaG2V1701A/B顺放气缓冲罐，∅=2000L=8200Q345R2设计温度：60℃，设计压力：1.2MPaG3V1702解吸气混合罐，∅=4000L=24000Q345R1设计温度：60℃，设计压力：0.3MPaG4V1703氢气缓冲罐，∅=2000L=8000Q345R1设计温度：60℃，设计压力：3.4MPaG12-2-5/P时序表123456789101112131415161718192021222324T1T2T3T4T1T2T3T4T1T2T3T4T1T2T3T4T1T2T3T4T1T2T3T4T1701AAAAA1D2D3D4D5DPPPPPPPPDPPPP5R4R3R2R1RFRT1701B1RFRAAAA1D2D3D4D5DPPPPPPPPDPPPP5R4R3R2RT1701C3R2R1RFRAAAA1D2D3D4D5DPPPPPPPPDPPPP5R4RT1701D5R4R3R2R1RFRAAAA1D2D3D4D5DPPPPPPPPDPPPPT1701EPP5R4R3R2R1RFRAAAA1D2D3D4D5DPPPPPPPPDPPT1701FPPPP5R4R3R2R1RFRAAAA1D2D3D4D5DPPPPPPPPDT1701GPPDPPPP5R4R3R2R1RFRAAAA1D2D3D4D5DPPPPPPT1701HPPPPPPDPPPP5R4R3R2R1RFRAAAA1D2D3D4D5DPPT1701I5DPPPPPPPPDPPPP5R4R3R2R1RFRAAAA1D2D3D4DT1701J3D4D5DPPPPPPPPDPPPP5R4R3R2R1RFRAAAA1D2DT1701K1D2D3D4D5DPPPPPPPPDPPPP5R4R3R2R1RFRAAAAT1701LAA1D2D3D4D5DPPPPPPPPDPPPP5R4R3R2R1RFRAAXV1701AXV1702AXV1703AXV1704AXV1705AXV1706AXV1707AXV1708AXV1709AXV1701BXV1702BXV1703BXV1704BXV1705BXV1706BXV1707BXV1708BXV1709BXV1701CXV1702CXV1703CXV1704CXV1705CXV1706C