化工公司焦炉煤气制LNG项目PSA提氢操作手册.docx

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1、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

2、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

3、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、

4、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

5、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

6、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

7、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

8、剂用量一览表序号编号单位SPM-1061外形尺寸mm01.6-2.52外形规格球状白色3堆比重tm30.74-0.764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

9、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

10、。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=Clrm-C2rn(mn)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A氢气氧气氨气

11、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

12、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

13、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、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

14、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

15、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

16、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。

17、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

18、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

19、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

20、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

21、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

22、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、CO?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

23、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，

24、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

25、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：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

26、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：XV1701AX_X_1吸附塔号：AJ阀门功能、作用01-原料气进口阀02-产品气出口阀03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，T1701BL的工艺过程与T1701A完全相同。 步序1：吸附（八）来自界区的富氢气经程控阀XV1701a进入PSA吸附塔T1701A,其中除巴以外的杂质组份被吸附塔中装填的吸附剂依次吸附

27、,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(EID)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，

28、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P17009ab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P17009ab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

29、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XV1704aXV1704f,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

30、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XV1705aXV1705H,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

31、，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,同时打开XV1705f,通过管线P17011a、P1701

32、1b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、P1701Ic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

33、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(ElR)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X

34、V1703aXV1710,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。BP：当某一台吸附塔出现故障时，可将其脱出工作线。可

35、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

36、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：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

37、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PIA1702AL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V1701

38、AB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

39、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TKT3一均、三均、五均时间30秒保证

40、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

41、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T1701AL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(PlAI702AL)以及逆放时间的长短

42、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(PlAI701AD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

43、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Nm7hN23000压力MPag3.0H2299.95%CO+CO220ppm解吸气条件1温度40oC2压力MPa(G)0.08四、原始开车4.1 首次开车准备工程建

44、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

45、、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，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2m11b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

46、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1.051.15倍，回座压力应为工作压力的0.9LO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。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