化工公司焦炉煤气制LNG项目PSA提氢操作手册

焦炉煤气制LNG项目

PSA提氢工段操作规程

（初稿）

编写:

审核:

审批:

XXXX化工科技有限公司

2016年12月

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目录

一、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

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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

3

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

埋和操作。

(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。

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（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

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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。

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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-106

1外形尺寸mm01.6〜2.5

2外形规格球状白色

3堆比重t/m30.74-0.76

4磨耗率%2

5静态水吸附%25

6静态正己烷吸附%

7静态CCL4吸附%

8抗压强度N/P45

9正太粒度分布%97

10包装水含量%《1.5

11吸附质CO、CHcN2

正常工况下

12年20

预期使月寿命

13装填量m3300

2.2.2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

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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=Cl/rm-C2/rn(m>n)

其中：Cl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

氮气☆弱

8

氢气☆

氧气☆☆

氧气☆☆

氮气☆☆☆

一氧化碳☆☆☆

甲烷翁翁介^

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

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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)o

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、P来或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

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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)oVPSA

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

局O

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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.

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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.

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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

带此影响产品氢纯度。

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

吸附工序一在常温、高压下吸附杂质，出产品。

减压工序一通过一次或多次的均压降压过程，将床层死空间氢气

回收。

顺放工序一通过顺向减压过程获得吸附剂再生气源。

逆放工序一逆着吸附方向减压使吸附剂获得部分再生

冲洗（或抽真空）工序一用产品氢冲洗（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）

升压工序一通过一次或多次的均压升压和产品气升压过程使吸

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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，其中的距、CO、CH,、CO2等杂质被吸附下来，未被

吸附的氨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。

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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:

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与传统PSA流程相比，本装置流程具有如下特点：

1）均压次数多，氢气回收充分，氢气损失小.

2）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。

3）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。

4）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：

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1701

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：

一、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

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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XVI703a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XV17O4a

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XV17O4e,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

XVI705a和XVI705g,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。

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☆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AJI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Pl7014a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V1702o

☆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

20

时打开XV1705f,通过管线P17011a、Pl7011b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H：四均升压(E4R)

五均升完成后，关闭XV1705K继续保持程控阀XVI705a打开，

同时打开XV1705g,通过管线P17011a、Pl7011c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c这

21

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，PH）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

22

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：

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PTA1701

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。

23

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PV170K

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VI701AB出口管线上，用于顺放气缓冲罐压

力指示、记录。

PTC1706,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。

F1RQ1702,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

24

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

口、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。

25

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(PIAl701A〜

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

26

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一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H2CH.,CON2

含量(mol%)83.780.5510.255.42

3.2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/h223000

压力MPag3.0

H2299.95%

27

co+co2W20ppm

解吸气条件

1温度W40℃

2压力MPa(G)20.08

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。由干

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

a.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。

b.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。

c.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。

d.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，

28

凸面高度不得低于凹面深度。

e.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%o,且小于2nim,禁止用强紧螺栓的方法消除歪斜。

f.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。

g.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。

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。

j.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）。

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

否符合设计要求，并按设计规定进行调试与整定。

1.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。

m.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。

29

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、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。

c.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。

d.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。

e.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

f.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）

g.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.IMPa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.

3）管道系统的吹扫

由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

0.3MPao

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、节流阀、调节阀等装置，必须拆除。

c.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

30

关程控阀，以免损伤密封面。

d.吹扫过程中，应用木锤不断敲击管道。

e.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%o

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：

1）首先确认整个系统均处于干燥状态。

2）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。

3）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。

4）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。

5）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

31

导。

6）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。

7）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汜录装填量，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。

32

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：

1）确认系统已氮气置换合格。

2）确认原料气组成已合格，不带油（液态）。

3）拆除进出界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）

6）引入仪表风等公用工程。

7）关闭所有调节阀、安全阀的旁路阀，全开根部阀。

8）开启PSA工段管线上的手动阀门，保持12台PSA吸附塔的贯通。

9）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.IMPa左右。

10）当吸附塔压力升至3.05MP4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。

11）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：

1）控制系统及所有仪表通电，并投入运行。

2）引入蒸汽等公用工程（若停车时同时停止）。

3）启动PSA系统“开车”按钮。

33

4）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。

5）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2.4

5.2装置参数的调节

5.2.1调整吸附时间

34

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11V1701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

a.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）

b.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”o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。

e.切塔后,在装置正常运行情况下,请检修人员检修故障塔

35

f.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：

a.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。

b.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C_______________________________

36

5.3操作注意事项

1）严禁将水带入氢气纯化系统，否则将损坏吸附剂。

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）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。

4）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。

5）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。

6）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。

7）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。

8）当电磁阀、阀检等需在线检修时，先切塔再检修。

9）紧急情况停车时要及时通知前后工段。

10）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：

1）首先通知前后工段做相应的调整；

37

2）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；

3）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）；

4）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；

5）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：

1）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。

这时系统即已史于紧急停车状态。

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

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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：

1）确认各吸附塔的压力与DCS上显示的暂停状态相符；

2）看吸附塔压力历史记录，确认压力未发生大的变化；

3）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

L停电请电、仪人员检查

1装置自动停车通知仪表人员检查仪表风管线是否漏气，

1.仪表空气压力低低

检查仪表风供应是否正常

2产品纯度超标LPSA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：3

1,程控阀动作不正常检杏电磁阀是否通电或卡死

3

吸附压力不正常〔有阀门故障报警）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PV1701

4.解吸压力过高检查调节阀PV1704

解吸气压力1.逆放速度太快检查并调整PV1704的PID参数

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4波动大2.逆放压力太高检查程控阀有无内漏、均压时间是否太

3.PV1704动作不正常短，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