天然氣轉(zhuǎn)化制氫裝置ＰＳＡ系統(tǒng)操作法

-137-天然氣轉(zhuǎn)化制氫裝置ＰＳＡ系統(tǒng)操作法1.1說(shuō)明制氫裝置ＰＳＡ單元處理能力為30000Nm3/h，采用氣相吸附工藝，因此原料氣中不應(yīng)含有任何液體或固體。除專門標(biāo)注外，本操作運(yùn)行說(shuō)明書所涉及的壓力均為表壓，組份濃度為體積百分?jǐn)?shù)，流量均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（760mmHg，273.15K）下的體積流量。1.2裝置概況1.2.1物料1.2.1.1原料ＰＳＡ單元處理的原料為變換氣，其詳細(xì)規(guī)格如下：溫度40℃壓力2.6MPa（G）流量44351Nm3/h組成mol%H274.29CO2.44CO217.99CH44.99H2O0.29合計(jì)100.001.2.1.2產(chǎn)品本裝置的主要產(chǎn)品為氫氣，用作加氫裝置原料；副產(chǎn)品為解吸氣，用作轉(zhuǎn)化爐燃?xì)?。在?shí)際生產(chǎn)中，產(chǎn)品氫的純度可通過(guò)改變PSA裝置的操作條件進(jìn)行調(diào)節(jié)，而解吸氣的組成也會(huì)隨原料氣和產(chǎn)品氣的不同而不同。以下為設(shè)計(jì)的產(chǎn)品氣規(guī)格：產(chǎn)品氫氣溫度40℃壓力2.5MPa（G）流量30000Nm3/h組成mol%H299.9CH40.1CO+CO2≤20ppm合計(jì)100.00副產(chǎn)解吸氣(燃料氣)溫度40℃壓力≮0.03MPa（G）流量14351Nm3/h組成mol%H222.42CO7.36CO254.29CH411.06H2O0.87合計(jì)100.001.2.2工藝原理1.2.2.1工藝原理變換氣中的主要組份是H2，其它雜質(zhì)組份有CO、CO2、CH4、水等。ＰＳＡ單元由10塔變壓吸附氫提純系統(tǒng)（PSA）組成，在變壓吸附氫提純系統(tǒng)脫除大部分雜質(zhì)組份，得到純凈的氫氣產(chǎn)品。變壓吸附原理是利用不同氣體組份相同壓力下在吸附劑上的吸附能力不同和同一氣體組份不同壓力下在吸附劑上的吸附容量有差異的特性，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)混合氣中某一組份的分離提純。變換氣中氫是吸附能力最弱的組份，吸附壓力下變換氣中的其它強(qiáng)吸附組份被吸附在固體相吸附劑中，在吸附塔出口端獲得弱吸附組份產(chǎn)品氫氣。通過(guò)降壓、逆放和沖洗方式使強(qiáng)吸附組份從吸附劑上脫附出來(lái)，吸附劑得到再生，用于下一個(gè)吸附分離過(guò)程。十個(gè)吸附塔交替循環(huán)操作，達(dá)到連續(xù)制取氫氣的目的。1.2.2.2工藝流程工藝流程簡(jiǎn)圖由圖1示出。原料氣┏━━━━┓產(chǎn)品氫氣──────→┃ＰＳＡ┠─────→┗━┯━━┛│解吸氣└────────→圖1工藝流程簡(jiǎn)圖2.6MPa、40℃的原料氣進(jìn)入ＰＳＡ單元，經(jīng)氣液分離罐分離掉液體組份后進(jìn)入十個(gè)吸附塔組成的變壓吸附系統(tǒng)（PSA）。變壓吸附系統(tǒng)中原料氣自下而上通過(guò)正處于吸附步驟的吸附塔（T4101A－J），雜質(zhì)組份被吸附在吸附劑上，在吸附塔的出口端獲得的弱吸附組份氫在壓力2.5MPa下送出裝置。吸附在吸附劑上的雜質(zhì)組份通過(guò)逆放和沖洗方式解吸出來(lái)，逆放初期壓力較高（≥0.1MPa）的部分逆放氣經(jīng)過(guò)解吸氣緩沖罐4102，經(jīng)調(diào)節(jié)降壓進(jìn)入解吸氣混合罐4103，逆放后期壓力較低（＜0.05MPa）的部分逆放氣和沖洗再生氣直接進(jìn)入解吸氣混合罐，混合罐中的解吸氣送至轉(zhuǎn)化爐頂作為輔助燃料燃燒。1.2.2.3.PSA的正常操作中變氣在2.77~2.6MPa，410~40℃通過(guò)換熱冷卻水分，離除去可有夾帶的液態(tài)物質(zhì)后，進(jìn)入10個(gè)吸附塔（T4101A—J）及83個(gè)程控閥和5組調(diào)節(jié)閥組成的變壓吸附系統(tǒng)。采用10塔操作，二塔同時(shí)進(jìn)料吸附，四次均降四次均升，常壓解吸。原料氣由入口端自下而上通過(guò)兩個(gè)正處吸附步驟的吸咐塔，塔內(nèi)裝填的吸附劑吸附非氫物質(zhì)，氫組分作為產(chǎn)品氣從出口端流出去用氫裝置。其它九個(gè)塔分別進(jìn)行其它步驟的操作。這十個(gè)塔交替循環(huán)工作，時(shí)間上互相交錯(cuò)，以此達(dá)到原料氣不斷輸入，產(chǎn)品氣不斷輸出目的。變壓吸附過(guò)程的幾個(gè)步驟由DCS控制完成。PRCA-4702是控制吸附塔壓力的P=2.6MPA。PRCA4703總控制產(chǎn)品氫出壓，PRC-4704是控制順?lè)殴轛4101壓力，PICA-4705是控制逆放氣罐壓力：0.3MPA。1.2.2.4工藝設(shè)備ＰＳＡ單元配備的設(shè)備和功用列表見(jiàn)表28：設(shè)備和功用表設(shè)備名稱位號(hào)數(shù)量(臺(tái))作用順?lè)艢夤轛41011順?lè)艢鈨?chǔ)罐吸附器T4101A-J10分離原料氣中的雜質(zhì)組份解吸氣緩沖罐V41021輸出壓力波動(dòng)解吸氣混合罐V41031減少壓力解吸氣熱值均勻本單元共由10臺(tái)吸附塔組成，其中2臺(tái)始終處于吸附狀態(tài)，其余8臺(tái)處于再生的不同階段。吸附塔的整個(gè)吸附與再生過(guò)程都是通過(guò)83臺(tái)程控閥門按一定的工藝步序和順序進(jìn)行開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為便于識(shí)別這些程控閥門和表述整個(gè)工藝過(guò)程，我們首先按一定的規(guī)律對(duì)程控閥進(jìn)行編號(hào)：KV47□□□吸附塔號(hào)：A～J閥門功能、作用01-原料氣進(jìn)口閥02-產(chǎn)品氣出口閥03-一均、產(chǎn)品氣升壓閥04-二均、三均閥05-沖洗進(jìn)口閥06-四均、順?lè)砰y07-沖洗出口閥08-逆放出口閥09-雙系列沖洗管線隔斷閥10-順?lè)殴查y表示變換氣PSA氫提純工段表示程序控制閥1.4.2工藝條件與裝置處理能力的關(guān)系原料氣組成：吸附塔的處理能力與原料氣組成的關(guān)系很大。原料氣中氫含量越高時(shí)，吸附塔的處理能力越大；原料氣雜質(zhì)含量越高，特別是凈化要求高的有害雜質(zhì)含量（對(duì)本裝置而言主要是CO）越高時(shí)，吸附塔的處理能力越小。原料氣溫度：原料氣溫度越高，吸附劑的吸附量越小，吸附塔的處理能力越低。吸附壓力：原料氣的壓力越高，吸附劑的吸附量越大，吸附塔的處理能力越高。解吸壓力：解吸壓力越低，吸附劑再生越徹底，吸附劑的動(dòng)態(tài)吸附量越大，吸附塔的處理能力越高。產(chǎn)品純度：產(chǎn)品純度越高，吸附劑的有效利用率就越低，吸附塔的處理能力越低。1.4.3氫氣回收率的影響因素由于PSA裝置的氫氣損失來(lái)源于吸附劑的再生階段，因而吸附塔的處理能力越高，則再生的周期就可以越長(zhǎng)，單位時(shí)間內(nèi)的再生次數(shù)就越少，氫氣損失就越少，氫回收率就越高。不同工藝流程下的氫氣回收率：在不同的工藝流程下，所能實(shí)現(xiàn)的均壓次數(shù)不同，吸附劑再生時(shí)的壓力降也就不同，而吸附劑再生時(shí)損失的氫氣量隨再生壓力降的增大而增大。一般來(lái)講，PSA流程的均壓次數(shù)越多，再生壓力降越小，氫氣回收率越高。但從另一方面考慮，均壓次數(shù)如果過(guò)多，容易將部分雜質(zhì)帶入下一吸附塔并在吸附塔頂部形成二次吸附，從而使該塔在轉(zhuǎn)入吸附時(shí)因頂部被吸附的雜質(zhì)隨氫氣帶出而影響產(chǎn)品氫純度。對(duì)于沖洗流程和真空流程來(lái)講，沖洗流程需消耗一定量氫氣用于吸附劑再生，而真空流程則是通過(guò)抽真空降低被吸附組分的分壓使吸附劑得到再生，故采用沖洗流程時(shí)，氫氣回收率較低，但真空流程能耗較高。產(chǎn)品氫純度與氫回收率的關(guān)系：在原料氣處理量不變的情況下，產(chǎn)品氫純度越高，穿透進(jìn)入產(chǎn)品氫中的雜質(zhì)量越少，吸附劑利用率越低，每次再生時(shí)從吸附劑死空間中排出的氫氣量越大，氫氣回收率越低。吸附壓力對(duì)氫氣回收率的影響：在一定的范圍內(nèi)，吸附壓力越高，吸附劑對(duì)各種雜質(zhì)的動(dòng)態(tài)吸附量越大。在原料氣處理量和產(chǎn)品氫純度不變的情況下，吸附循環(huán)周期越長(zhǎng)，單位時(shí)間內(nèi)解吸次數(shù)越少，氫氣回收率越高。沖洗過(guò)程對(duì)氫氣回收率的影響：由于被吸附的大量雜質(zhì)是通過(guò)用部分氫氣的回流沖洗而解吸，故沖洗時(shí)間的長(zhǎng)短、沖洗氣量的大小、沖洗速度的快慢都將影響氫氣的回收率。一般來(lái)講，沖洗時(shí)間越長(zhǎng)，沖洗過(guò)程越均勻，沖洗氣量越大，吸附劑的再生越徹底，在純度不變的情況下，吸附時(shí)間越長(zhǎng)，氫氣回收率越高。但是，由于本裝置的沖洗氣來(lái)自均壓結(jié)束后的順?lè)胚^(guò)程，如需加大沖洗氣量，則順?lè)胚^(guò)程壓力降太大，將會(huì)引起部分雜質(zhì)穿透，反而不利于沖洗。吸附時(shí)間(或吸附循環(huán)周期)對(duì)氫氣回收率的影響：在原料氣流量和其他工藝參數(shù)不變的條件下，延長(zhǎng)吸附時(shí)間就意味著單位時(shí)間內(nèi)的再生次數(shù)減少，再生過(guò)程損失的氫氣也就越少，氫氣回收率越高。但是，在同樣條件下，吸附時(shí)間越長(zhǎng)，進(jìn)入吸附劑床層的雜質(zhì)量越大，因吸附劑動(dòng)態(tài)吸附量不變，故穿透進(jìn)入產(chǎn)品氫的雜質(zhì)量將增大，這勢(shì)必會(huì)使產(chǎn)品氫純度下降。由此可見(jiàn)，吸附時(shí)間的改變將同時(shí)影響產(chǎn)品氫的純度和收率。在PSA制氫裝置的實(shí)際操作過(guò)程中，為了提高PSA裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，我們應(yīng)在保證產(chǎn)品氫中雜質(zhì)含量不超標(biāo)的前提下，盡可能的延長(zhǎng)吸附時(shí)間以提高氫氣回收率。這是PSA裝置吸附時(shí)間參數(shù)設(shè)定的基本原則。綜上所述，為了提高氫氣回收率進(jìn)而提高裝置的經(jīng)濟(jì)效益，在原料氣組成、流量以及溫度一定的情況下應(yīng)盡量提高吸附壓力、降低解吸壓力、延長(zhǎng)吸附時(shí)間、降低產(chǎn)品純度（在允許范圍內(nèi)）1.4.4產(chǎn)品氫純度的影響因素原料氣流量對(duì)純度的影響：在氣體工藝條件及工藝參數(shù)不變的條件下，原料氣流量的變化對(duì)純度的影響很大，原料氣流量越大，每一循環(huán)周期內(nèi)進(jìn)入吸附塔的雜質(zhì)量越大，雜質(zhì)也就越容易穿透，產(chǎn)品氫純度越低。相反，原料氣流量減小，則有利于提高產(chǎn)品氫純度。解吸再生條件對(duì)產(chǎn)品氫純度的影響：如前所述，在常壓沖洗再生的情況下，一方面因要消耗部分產(chǎn)品氣用于吸附劑再生，氫氣回收率較低；另一方面，因吸附劑再生不徹底，吸附劑動(dòng)態(tài)吸附量較小，因而若原料氣流量不變，則產(chǎn)品氫純度下降。與之相比，采用真空解吸再生時(shí)，吸附劑動(dòng)態(tài)吸附量大，吸附劑再生徹底，不僅有利于提高氫氣回收率，也提高了產(chǎn)品氫純度。均壓次數(shù)對(duì)產(chǎn)品氫純度的影響：原料氣處理量和吸附循環(huán)周期不變，均壓次數(shù)越多，均壓過(guò)程的壓力降越大，被吸附的雜質(zhì)也就越容易穿透進(jìn)入下一吸附塔并在吸附劑床層頂部被吸附，致使該塔在轉(zhuǎn)入下一次吸附時(shí)雜質(zhì)很容易被氫氣帶出，影響產(chǎn)品氫純度。1.5工業(yè)吸附分離流程的主要工序吸附工序――在常溫、高壓下原料氣進(jìn)入吸附床，吸附劑將雜質(zhì)吸附，獲得產(chǎn)品氫氣。減壓工序――通過(guò)一次或多次的均壓降壓過(guò)程，將床層死空間氫氣回收。順?lè)殴ば颞D―通過(guò)順向減壓過(guò)程獲得吸附劑再生的沖洗氣源，逆放工序――逆著吸附方向減壓使吸附劑獲得部分再生沖洗（抽真空）工序――用產(chǎn)品氫沖洗(或抽真空)降低雜質(zhì)分壓，使吸附劑完成最終的再生。(本裝置采用沖洗再生)升壓工序――通過(guò)一次或多次的均壓升壓和產(chǎn)品氣升壓過(guò)程使吸附塔壓力升至吸附壓力，為下一次吸附作好準(zhǔn)備本裝置主流程的工序包括：吸附、一均降、二均降、三均降、四均降、順?lè)?、逆放、沖洗、四均升、三均升、二均升、一均升、產(chǎn)品氫終升共十三個(gè)工藝步序。2.PSA工藝流程說(shuō)明2.1流程簡(jiǎn)述來(lái)自轉(zhuǎn)化部分的壓力2.5MPaG、溫度40℃的中變氣從塔底部進(jìn)入吸附塔（T4101A～J）中正處于吸附工況的塔(始終有2臺(tái))，在多種吸附劑組成的復(fù)合吸附床的依次選擇吸附下，一次性除去氫以外的幾乎所有雜質(zhì)，直接獲得純度大于99.9%的產(chǎn)品氫氣從塔頂排出，經(jīng)調(diào)節(jié)閥穩(wěn)壓后送出界區(qū)。PSA單元除送出產(chǎn)品氫外，還產(chǎn)生逆放解吸氣和沖洗解吸氣。逆放解吸氣來(lái)自于吸附床的逆放步驟，沖洗解吸氣產(chǎn)生于沖洗步驟，所有解吸氣最后均送解吸氣混合罐V4103。逆放解吸氣和沖洗解吸氣在解吸氣混合罐中混合后送往轉(zhuǎn)化爐。吸附塔的工作過(guò)程依次如下：吸附過(guò)程原料氣經(jīng)程控閥KV4701A～J，自塔底進(jìn)入PSA吸附塔T4101A～J中正處于吸附狀態(tài)的兩臺(tái)吸附塔，產(chǎn)品氫氣從塔頂排出，經(jīng)程控閥KV4702A～J和吸附壓力調(diào)節(jié)閥PV4703A后送出界區(qū)。均壓降壓過(guò)程這是在吸附過(guò)程完成后，順著吸附方向?qū)⑺?nèi)較高壓力氫氣依次放入其它已完成再生的較低壓力吸附塔的過(guò)程，本裝置主流程共包括四次連續(xù)均壓降壓過(guò)程，分別稱為：一均降（E1D）二均降（E2D）三均降（E4D）四均降（E4D）。其中一均降通過(guò)程控閥KV4703A～J進(jìn)行，二、三均降通過(guò)程控閥KV4704A～J進(jìn)行，四均降通過(guò)程控閥KV4706A～J進(jìn)行。順?lè)胚^(guò)程均壓過(guò)程結(jié)束后，吸附塔壓力仍有0.5MPa左右，而此時(shí)的雜質(zhì)吸附前沿仍未到達(dá)床層頂部，故可通過(guò)順?lè)奴@得沖洗再生氣源。順?lè)胚^(guò)程通過(guò)KV4706A～J、KV4710A.B進(jìn)行，順?lè)艢膺M(jìn)入順?lè)艢夤轛4101。逆放過(guò)程這是吸附塔在完成順?lè)胚^(guò)程后，逆著吸附方向?qū)⑺?nèi)壓力降至0.03MPa的過(guò)程，此時(shí)被吸附的雜質(zhì)開(kāi)始從吸附劑中解吸出來(lái)。放入逆放緩沖罐V4102，然后再經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥PV4707調(diào)節(jié)到后進(jìn)入解吸氣混合罐V4103。5)沖洗過(guò)程在這一過(guò)程中，用來(lái)自于順?lè)艢夤轛4101的氫氣逆著吸附方向?qū)ξ酱矝_洗，使吸附劑中的雜質(zhì)得以完全解吸。沖洗通過(guò)程控閥KV4705A～J、KV4707A～J，調(diào)節(jié)閥PV4704A.B進(jìn)行，沖洗解吸氣進(jìn)入解吸氣混合罐V4103。逆放和沖洗解吸氣于V4103中混合后送出界區(qū)去轉(zhuǎn)化爐。均壓升壓過(guò)程該過(guò)程與均壓降壓過(guò)程相對(duì)應(yīng)。在這一過(guò)程中，分別利用其它吸附塔的均壓降壓氣體依次從吸附塔頂部對(duì)吸附塔進(jìn)行升壓。產(chǎn)品氣升壓過(guò)程經(jīng)過(guò)四次均壓升壓過(guò)程后，再用產(chǎn)品氫經(jīng)程控閥KV4703A～J和調(diào)節(jié)閥HV4708將吸附塔壓力升至吸附壓力。經(jīng)這一過(guò)程后，吸附塔便完成了整個(gè)再生過(guò)程，為下一次吸附做好了準(zhǔn)備。工藝流程特點(diǎn)：與傳統(tǒng)PSA流程相比，本裝置流程具有如下特點(diǎn)：1)均壓次數(shù)多，氫氣回收充分，氫氣損失小。2)逆放過(guò)程連續(xù)，逆放解吸氣壓力、流量穩(wěn)定。3)沖洗再生時(shí)間長(zhǎng)，沖洗過(guò)程和沖洗氣流量穩(wěn)定，吸附劑再生效果好。4)特殊的復(fù)合床吸附劑裝填使本裝置能同時(shí)適用于脫除變換氣中除氫以外的全部雜質(zhì)。5)采用多床同時(shí)吸附的PSA流程，吸附循環(huán)周期短、吸附劑利用率高。6)本裝置的自動(dòng)切塔程序?qū)崿F(xiàn)了對(duì)故障塔的不停車檢修。2.2工藝步序說(shuō)明本單元共由10臺(tái)吸附塔組成，其中2臺(tái)始終處于吸附狀態(tài)。步序描述：現(xiàn)以吸附塔T4101A(簡(jiǎn)稱A塔)為例描述主流程的整個(gè)工藝步序過(guò)程，T4101B～J的工藝過(guò)程與T4101A完全相同(主流程時(shí)序圖及閥態(tài)表詳見(jiàn)上表)?！畈叫?：吸附(A)原料氣經(jīng)程控閥KV4701A進(jìn)入PSA吸附塔T4101A，塔中裝填的多種吸附劑依次吸附，絕大部分氫氣經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥穩(wěn)壓后送出界區(qū)，少部分氫氣通過(guò)調(diào)節(jié)閥HV4708用于其它吸附塔的產(chǎn)品氣升壓。隨著吸附的進(jìn)行，當(dāng)雜質(zhì)的前沿(即：吸附前沿)上升至接近吸附床一定高度時(shí)，關(guān)閉KV4701A、KV4702A，停止吸附。這時(shí)，吸附前沿與吸附床出口間還留有一段未吸附飽和的吸附劑，稱為預(yù)留段?！畈叫?：一均降壓(E1D)在吸附過(guò)程完成后，打開(kāi)程控閥KV4703A和KV4703G，將A塔內(nèi)較高壓力的氫氣放入剛完成了二均升的G塔，直到A、G兩塔的壓力基本相等為止。這一過(guò)程不僅是降壓過(guò)程，而且也回收了A塔床層死空間內(nèi)的氫氣。在這一過(guò)程中A塔的吸附前沿將繼續(xù)向前推移，但仍未達(dá)到出口。☆步序3：二均降壓(E2D)在一均降過(guò)程完成后，打開(kāi)程控閥KV4704A和KV4704C，將A塔內(nèi)較高壓力的氫氣放入剛完成三均升的C塔，用于C塔的二均升。這一過(guò)程繼續(xù)回收A塔床層死空間內(nèi)的氫氣，同時(shí)A塔的吸附前沿也將繼續(xù)向前推移，但仍未達(dá)到出口?！畈叫?：三均降壓(E3D)在二均降過(guò)程完成后，打開(kāi)程控閥KV4704A和KV4704H，將A塔內(nèi)較高壓力的氫氣放入剛完成了四均升的H塔，用于H塔的三均升，直到A、H兩塔的壓力基本相等為止。這一過(guò)程同樣是繼續(xù)回收A塔床層死空間內(nèi)的氫氣，同時(shí)A塔的吸附前沿也將繼續(xù)向前推移，但仍未達(dá)到出口?！畈叫?：四均降壓(E4D)在三均降過(guò)程完成后，打開(kāi)程控閥KV4706A和KV4706D，將A塔內(nèi)較高壓力的氫氣放入剛完成了沖洗再生的D塔，直到A、D兩塔的壓力基本相等為止。這一過(guò)程繼續(xù)回收A塔床層死空間內(nèi)的氫氣，同時(shí)A塔的吸附前沿也將繼續(xù)向前推移，同時(shí)A塔的吸附前沿也將繼續(xù)向前推移，但仍未達(dá)到出口?！畈叫?：順?lè)?PP)四均降過(guò)程結(jié)束后，將塔內(nèi)較高壓力的氫氣放入順?lè)殴轛4101。☆步序7：逆放(D)在完成連續(xù)順向減壓過(guò)程后，A塔的吸附前沿已基本達(dá)到床層出口。這時(shí)打開(kāi)KV4708A，逆著吸附方向?qū)塔壓力降至接近于常壓，此時(shí)被吸附的雜質(zhì)開(kāi)始從吸附劑中解吸出來(lái)。逆放解吸氣大部分經(jīng)調(diào)節(jié)閥HV4705放入解吸氣緩沖罐V4102，解吸氣混合罐V4103。☆步序8：沖洗(P)逆放結(jié)束后，打開(kāi)程控閥門KV4705A、KV4707A，對(duì)A塔進(jìn)行沖洗，這時(shí)被吸附的雜質(zhì)大量解吸出來(lái)，并逆著吸附方向流入解吸氣混合罐V4103?！畈叫?：四均升壓(E4R)在沖洗過(guò)程結(jié)束后，塔進(jìn)行四均升?！畈叫?0：三均升壓(E3R)在四均升壓過(guò)程完成后，打開(kāi)程控閥KV4704A和KV4704H，再將H塔內(nèi)較高壓力的氫氣回收進(jìn)剛完成了四均升的A塔，進(jìn)行三均升。☆步序11：二均升壓(E2R)在三均升壓過(guò)程完成后，打開(kāi)程控閥KV4704A和KV4704D，利用D塔二均降時(shí)較高壓力的氫氣對(duì)A塔進(jìn)行二均升?！畈叫?2：一均升壓(E1R)在二均升壓過(guò)程完成后，打開(kāi)程控閥KV4703A和KV4703I，再將I塔內(nèi)更高壓力的氫氣回收進(jìn)剛完成了二均升的A塔?！畈叫?3：產(chǎn)品氣升壓過(guò)程(FR)通過(guò)四次均壓升壓過(guò)程后，通過(guò)調(diào)節(jié)閥HV4708用產(chǎn)品氫氣對(duì)A塔進(jìn)行緩慢升壓，直至A塔壓力升至吸附壓力為止。經(jīng)過(guò)上述一系列降壓及升壓過(guò)程后，吸附塔便完成了整個(gè)再生過(guò)程，為下一次吸附做好了準(zhǔn)備并由此進(jìn)入下一吸附循環(huán)。吸附塔T4101B～J的工藝步序與T4101A都是完全相同的，只是在各步序的運(yùn)行時(shí)間上依次錯(cuò)開(kāi)1/2個(gè)吸附時(shí)間，這樣就實(shí)現(xiàn)了始終有2塔處于吸附狀態(tài)，8塔分別處于不同的再生狀態(tài)，保證了原料氣的連續(xù)分離與提純。對(duì)于操作而言，特別要記住的是每一個(gè)程控閥門的功能，和吸附塔的工作順序，只有這樣才能在裝置故障時(shí)迅速判斷出故障的位置。2.2.1切塔后的參數(shù)與工藝步序由于PSA氫提純單元是由10臺(tái)吸附塔組成。因而為提高裝置的可靠性，本裝置還編制了一套“自動(dòng)/手動(dòng)”切塔與恢復(fù)程序。即：當(dāng)某一臺(tái)吸附塔出現(xiàn)故障時(shí)，可將其脫出工作線，讓剩余的9個(gè)吸附塔轉(zhuǎn)入9-2-3方式工作，如果再有吸附塔出現(xiàn)故障則可繼續(xù)切除，轉(zhuǎn)入7-2-2、6-1-2、5-1-2流程。但這時(shí)，裝置產(chǎn)品純度指標(biāo)仍可以維持原指標(biāo)不變，但裝置的處理能力和氫氣回收率將有所下降。切塔后裝置參數(shù)變化情況如下：請(qǐng)注意：為保證切塔后的產(chǎn)品質(zhì)量，在切塔操作前，應(yīng)根據(jù)上表先調(diào)整處理量，再進(jìn)行切塔操作。2.2.2切塔操作本裝置設(shè)有自動(dòng)切塔和手動(dòng)切塔兩種方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)畫面上的“自動(dòng)切塔”按鈕進(jìn)行控制。在自動(dòng)切塔方式下，如果某個(gè)吸附塔程控閥門出現(xiàn)開(kāi)啟后無(wú)法關(guān)閉的故障，并且該吸附塔的壓力也出現(xiàn)異常時(shí)，自動(dòng)將故障塔切除。如果該按鈕設(shè)在手動(dòng)模式下，則出現(xiàn)同樣故障時(shí)，只報(bào)警，不切塔。由操作工判斷故障的性質(zhì)后再進(jìn)行手動(dòng)切塔。實(shí)際上，手動(dòng)切塔操作在任何時(shí)候都可以執(zhí)行，操作的方法是：點(diǎn)各吸附塔的切塔按鈕，確認(rèn)后，該吸附塔立刻被自動(dòng)切除。切除后的吸附塔會(huì)顯示紅色。切塔注意事項(xiàng)：在非緊急故障的情況下，每切除一個(gè)吸附塔后應(yīng)等待至少2-4個(gè)步序，使各吸附塔的壓力平衡后再作下一次切塔，以免系統(tǒng)壓力波動(dòng)過(guò)大。如非多個(gè)吸附塔確實(shí)同時(shí)有嚴(yán)重故障，嚴(yán)禁連續(xù)進(jìn)行切塔操作。2.2.3切塔后的恢復(fù)操作切塔后的恢復(fù)操作，計(jì)算機(jī)程序會(huì)自動(dòng)等到相對(duì)平穩(wěn)的步序后自動(dòng)恢復(fù)，一旦該吸附塔恢復(fù)后其切塔標(biāo)志就會(huì)消失，吸附塔顏色恢復(fù)正常待一個(gè)吸附塔恢復(fù)后，就可以進(jìn)行下一個(gè)吸附塔的恢復(fù)。注意：為避免吸附塔壓力的波動(dòng)，嚴(yán)禁同時(shí)執(zhí)行多個(gè)吸附塔的恢復(fù)指令，必須等一個(gè)吸附塔完成了恢復(fù)操作并且穩(wěn)定運(yùn)行至少2-4個(gè)步序后，才運(yùn)行進(jìn)行下一個(gè)吸附塔的恢復(fù)。4.2.3自控調(diào)節(jié)系統(tǒng)及工藝過(guò)程參數(shù)檢測(cè)依據(jù)變壓吸附氫提純單元的控制要求，本單元不單獨(dú)設(shè)控制系統(tǒng)，而是與整個(gè)加氫裂化裝置共用一套DCS控制系統(tǒng)。并以此為核心構(gòu)成全部控制與管理功能。本裝置的基本控制與管理功能包括：程控閥開(kāi)關(guān)控制、模擬量檢測(cè)與調(diào)節(jié)、質(zhì)量聯(lián)鎖、故障報(bào)警與記錄、歷史數(shù)據(jù)記錄、流量累計(jì)等功能。分別介紹如下：1.程控閥開(kāi)關(guān)控制功能本裝置的吸附與分離過(guò)程都是依賴于程控閥門的開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)切換的，因而程控閥門的開(kāi)關(guān)控制是本裝置最重要的控制部分。本裝置的程控閥開(kāi)關(guān)控制過(guò)程示意圖如下：運(yùn)行監(jiān)控運(yùn)行監(jiān)控DCS系統(tǒng)程序控制工藝裝置程控閥液壓系統(tǒng)工藝參數(shù)運(yùn)行參數(shù)閥位檢測(cè)程序控制驅(qū)動(dòng)程控閥開(kāi)關(guān)控制過(guò)程說(shuō)明：DCS系統(tǒng)根據(jù)工藝要求(見(jiàn)工藝閥態(tài)表)制訂出程序，然后按一定的時(shí)間順序?qū)C24V開(kāi)關(guān)信號(hào)送至電磁換向閥，電磁換向閥將該開(kāi)關(guān)電信號(hào)轉(zhuǎn)換成氣源驅(qū)動(dòng)信號(hào)，送至程控閥的驅(qū)動(dòng)氣缸，驅(qū)動(dòng)程控閥門按程序進(jìn)行開(kāi)、關(guān)。同時(shí)，程控閥門將其開(kāi)、關(guān)狀態(tài)通過(guò)閥位傳感器反饋給DCS系統(tǒng)，用于狀態(tài)顯示和監(jiān)控，并通過(guò)與輸出信號(hào)的對(duì)比實(shí)現(xiàn)閥門故障的判斷與報(bào)警。2.程控閥門說(shuō)明：本裝置程控閥門的可靠性是本裝置整體可靠性的關(guān)鍵，其工藝要求特點(diǎn)是密封性能要求高、開(kāi)關(guān)次數(shù)頻繁。故本裝置的程控閥均采用上海華西化工科技股份有限公司專門生產(chǎn)的金屬密封三偏心蝶閥。該程控蝶閥為當(dāng)今蝶閥發(fā)展的最新一代產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)過(guò)程無(wú)摩擦磨損和沖刷磨損后的自動(dòng)補(bǔ)償，并執(zhí)行了嚴(yán)格的材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，因而保證了閥門的高密封性能和超長(zhǎng)壽命。同時(shí)，為進(jìn)一步保證程控閥門的使用壽命和運(yùn)行穩(wěn)定性，本裝置程控閥門的驅(qū)動(dòng)裝置也均采用成都華西化工科技股份有限公司生產(chǎn)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)油缸均采用航空液壓件標(biāo)準(zhǔn)制造。另外，所有的液壓驅(qū)動(dòng)裝置均設(shè)計(jì)了閥門關(guān)閉緩沖結(jié)構(gòu)，可減小程控閥頻繁關(guān)閉時(shí)的沖擊載荷。而且，為保證吸附壓力的平穩(wěn)變化和吸附劑的使用壽命，PSA工藝還要求均壓和逆放等閥門應(yīng)具有緩開(kāi)功能。為此，還為本裝置程控閥專門設(shè)計(jì)了一套開(kāi)啟速度調(diào)節(jié)裝置，使程控閥的開(kāi)啟速度在1～20S內(nèi)可調(diào)。(程控閥門的結(jié)構(gòu)及維護(hù)詳見(jiàn)程控閥門使用說(shuō)明書)4.模擬量檢測(cè)與調(diào)節(jié)功能本裝置模擬量調(diào)節(jié)均由DCS完成，各檢測(cè)及調(diào)節(jié)信號(hào)的功能與控制方式簡(jiǎn)述如下：1)吸附塔壓力指示記錄PI4702A～J安裝于吸附塔T4101A～J的出口總管上，用于指示記錄各吸附塔的壓力。2)吸附壓力指示記錄調(diào)節(jié)PIC4703本調(diào)節(jié)回路由安裝于PSA產(chǎn)品出口總管上的壓力變送器PT4703和調(diào)節(jié)閥PV4703A組成正常生產(chǎn)調(diào)節(jié)回路；同時(shí)設(shè)置超壓放空調(diào)節(jié)閥PV4703B用于超壓時(shí)的放空。PT4703和調(diào)節(jié)閥PV4703A組成的單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于控制正常生產(chǎn)時(shí)的吸附壓力，調(diào)節(jié)回路的設(shè)定值一般定為2.45MPaG左右。PT4703和調(diào)節(jié)閥PV4703B組成的單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于控制非正常生產(chǎn)和超壓時(shí)的吸附壓力，本調(diào)節(jié)回路的設(shè)定值一般定為2.55MPaG左右。順?lè)殴迚毫χ甘居涗浾{(diào)節(jié)PIC4704A、B順?lè)殴薜膲毫刂圃?0塔流程時(shí)分為PIC4704A，PIC4704B兩路，各自獨(dú)立控制，從順?lè)殴迌?nèi)排出的沖洗氣分別用于沖洗A/B/C/D/E系列和F/G/H/I/J系列吸附塔。在切塔后的流程中，由于程控閥KV4709常開(kāi)，因此兩路氣流混合后用于各吸附塔的沖洗再生過(guò)程。兩個(gè)調(diào)節(jié)回路的工作模式完全一樣，詳細(xì)描述如下：本調(diào)節(jié)回路由安裝于PSA沖洗氣總管上的壓力變送器PT4704A.B和調(diào)節(jié)閥PV4704A.B構(gòu)成，用于調(diào)節(jié)沖洗氣流量以及順?lè)胚^(guò)程壓力降，是影響PSA單元再生效果的關(guān)鍵調(diào)節(jié)回路。本調(diào)節(jié)回路有全自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式，正常情況下采用全自動(dòng)模式，操作工不需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。只有在調(diào)節(jié)閥或變送器故障時(shí)，才需要操作工轉(zhuǎn)到手動(dòng)操作模式去直接設(shè)定閥門開(kāi)度。全自動(dòng)模式：本調(diào)節(jié)回路包括兩個(gè)工作段，第一個(gè)工作段為正在順?lè)牛碢T4704壓力上升段）的工作段，在此工作段內(nèi)，閥門開(kāi)度根據(jù)PT4704的檢測(cè)值由內(nèi)部程序自動(dòng)計(jì)算，保證此階段的流量等于整個(gè)沖洗過(guò)程的平均流量。第二個(gè)工作段對(duì)應(yīng)于兩次順?lè)哦沃g的時(shí)間段（即PT4704壓力下降段），在此時(shí)間段內(nèi)，采用自適應(yīng)調(diào)節(jié)方式，控制回路采用PID控制，其給定值由程序內(nèi)部給定；該給定值為變量，變量的起點(diǎn)為前一順?lè)哦谓Y(jié)束時(shí)的順?lè)殴迚毫Γ兞康慕K止點(diǎn)為0.04Mpa左右，在第二段內(nèi)變量的變化應(yīng)該是勻速的。（該調(diào)節(jié)閥的下限開(kāi)度設(shè)定限制范圍為10～20%，上限開(kāi)度設(shè)定限制范圍為50～90%）手動(dòng)模式：直接由操作工給出閥門開(kāi)度下限值和上限值，該設(shè)定值同時(shí)對(duì)PV4704A和PV4704B有效。閥門在第一工作段內(nèi)將按設(shè)定的下限值開(kāi)啟，在第二工作段內(nèi)閥門將從下限值逐步開(kāi)大直到上限值。下限值的設(shè)定原則是：能在每一次順?lè)沤Y(jié)束時(shí)，恰好將吸附塔的壓力順?lè)诺?.2Mpa.G；上限值的設(shè)定原則是：能在每一次順?lè)砰_(kāi)始前，恰好將順?lè)艢夤迌?nèi)的壓力降到0.04Mpa左右，不宜太快也不宜太慢。注意：降壓速度太快或太慢均會(huì)影響吸附塔的再生效果。4)逆放氣壓力調(diào)節(jié)HV4705本調(diào)節(jié)回路由各吸附塔上的壓力變送器PT4702A～J和安裝于解吸氣管道上的調(diào)節(jié)閥HV4705構(gòu)成，用于調(diào)節(jié)逆放速度，降低逆放過(guò)程產(chǎn)生的噪音。該調(diào)節(jié)回路的工作狀態(tài)將影響裝置再生效果。它對(duì)爐溫的影響是很大的。因此操作時(shí)要特別精細(xì)，同時(shí)在操作時(shí)要觀察爐溫的變化情況。本調(diào)節(jié)回路有全自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式，正常情況下采用全自動(dòng)模式，操作工不需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。只有在調(diào)節(jié)閥或某一吸附塔的變送器故障時(shí)，才需要操作工轉(zhuǎn)到手動(dòng)操作模式去直接設(shè)定閥門開(kāi)度。全自動(dòng)模式：本調(diào)節(jié)回路包括三個(gè)工作段。第一個(gè)工作段為沒(méi)有吸附塔逆放和沖洗的工作段，在此工作段內(nèi)，HV4705閥門開(kāi)度為固定值（等于手動(dòng)設(shè)定的下限值）。第二個(gè)工作段為正在逆放的時(shí)間段，在此工作段內(nèi)，采用自適應(yīng)調(diào)節(jié)方式，控制回路采用PID控制，其給定值由程序內(nèi)部給定，給定值為變量，變量的起點(diǎn)為逆放的起始?jí)毫?，變量的終止點(diǎn)為0.02MPa.G，在第二工作段內(nèi)變量的變化應(yīng)該是勻速的。調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度隨著壓力的下降而逐漸增加，這樣就可保證尾氣量的均勻。第三個(gè)工作段為正在沖洗的時(shí)間段，在此時(shí)間段內(nèi)，閥門從沖洗的初始開(kāi)度均勻地上升到上限開(kāi)度。手動(dòng)模式：直接由操作工給出HV4705閥門開(kāi)度下限值和上限值，閥門在第一工作段內(nèi)將按設(shè)定的下限值開(kāi)啟，在第二工作段內(nèi)閥門將從下限值逐步開(kāi)大直到上限值。上、下限值的設(shè)定原則是：能在每一次逆放結(jié)束時(shí)，恰好將吸附塔內(nèi)的壓力降到0.02MPa.G。在第三階段內(nèi)閥門從沖洗的初始開(kāi)度均勻地上升到上限值。注意：逆放降壓速度太快會(huì)造成解吸氣壓力波動(dòng)和噪音大，而逆放速度太慢會(huì)影響再生的效果。5)解吸氣緩沖罐壓力指示記錄調(diào)節(jié)PIC4707本調(diào)節(jié)回路由安裝于解吸氣緩沖罐出口上的壓力變送器PT4706、調(diào)節(jié)閥PV4706和調(diào)節(jié)閥后的壓力變送器PT4707構(gòu)成，用于控制解吸氣緩沖罐V4102的壓力和調(diào)整解吸氣混合罐V4103的壓力。壓力變送器PT4706和調(diào)節(jié)閥PV4706構(gòu)成一個(gè)調(diào)節(jié)回路PIC4706，該調(diào)節(jié)回路有全自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式，正常情況下采用全自動(dòng)模式，操作工不需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。只有在調(diào)節(jié)閥或某一吸附塔的變送器故障時(shí)，才需要操作工轉(zhuǎn)到手動(dòng)操作模式去直接設(shè)定閥門開(kāi)度。全自動(dòng)模式：在10、9、8、7、6塔流程下，由于逆放過(guò)程連續(xù)，因此PIC4707調(diào)節(jié)回路采用單回路調(diào)節(jié)模式，回路設(shè)定值為：0.035MPa。在5塔流程下，由于逆放過(guò)程不連續(xù)，因此調(diào)節(jié)回路包括兩個(gè)工作段，第一個(gè)工作段為正在逆放的時(shí)間段，在此工作段內(nèi)，PV4706閥門開(kāi)度為固定值（等于手動(dòng)設(shè)定的下限值）。第二個(gè)工作段為沒(méi)有逆放的時(shí)間段，在此工作段內(nèi)，采用自適應(yīng)調(diào)節(jié)方式，控制回路采用PID控制，其給定值由程序內(nèi)部給定，給定值為變量，變量的起點(diǎn)為逆放終止時(shí)逆放緩沖罐的壓力值，變量的終止點(diǎn)為0.032Mpa，在第二工作段內(nèi)變量的變化應(yīng)該是勻速的。手動(dòng)模式：在10、9、8、7、6塔流程下，PV4706閥門開(kāi)度按設(shè)定的上限值開(kāi)啟。在5塔流程下，直接由操作工給出PV4706閥門開(kāi)度下限值和上限值，閥門在第一工作段內(nèi)將按設(shè)定的下限值開(kāi)啟，在第二工作段內(nèi)閥門將從下限值逐步開(kāi)大直到上限值。上、下限值的設(shè)定原則是：能使逆放緩沖罐的壓力恰好降低到0.032Mpa，并且解吸氣混合罐的壓力維持基本穩(wěn)定。6)解吸氣緩沖罐超壓放空調(diào)節(jié)PICA4707本調(diào)節(jié)回路由安裝于上解吸氣緩沖罐V4102出口總管上的壓力變送器PT4707和放空管線上的調(diào)節(jié)閥PV4707構(gòu)成，用于解吸氣緩沖罐出口壓力超壓放空調(diào)節(jié)，避免解吸氣緩沖罐和壓力過(guò)高，設(shè)定值為0.1MPa。說(shuō)明：為同時(shí)保證解吸氣混合罐V4103的壓力穩(wěn)定，調(diào)節(jié)閥PV4706的最終真正開(kāi)度將等于PICA4706回路輸出值和PIC4707回路輸出值中的較大值。7)產(chǎn)品氣升壓調(diào)節(jié)HV4708本調(diào)節(jié)回路由各吸附塔上的壓力變送器PT4702A～J和安裝于產(chǎn)品氣升壓總管上的調(diào)節(jié)閥HV4708構(gòu)成，用于調(diào)節(jié)吸附塔產(chǎn)品氣升壓的速度。該調(diào)節(jié)回路的工作狀態(tài)將影響裝置產(chǎn)品氣的穩(wěn)定。本調(diào)節(jié)回路有全自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式，正常情況下采用全自動(dòng)模式，操作工不需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。只有在調(diào)節(jié)閥或壓力變送器故障時(shí)，才需要操作工轉(zhuǎn)到手動(dòng)操作模式去直接設(shè)定閥門開(kāi)度。全自動(dòng)模式：本調(diào)節(jié)回路包括兩個(gè)工作段。第一個(gè)工作段為沒(méi)有吸附塔作產(chǎn)品氣升壓的工作段（對(duì)應(yīng)于一均），在此工作段內(nèi)，閥門開(kāi)度為固定值（等于手動(dòng)設(shè)定的下限值）。第二個(gè)工作段為有吸附塔正在作產(chǎn)品氣升壓的時(shí)間段，在此工作段內(nèi)，采用自適應(yīng)調(diào)節(jié)方式，控制回路采用PID控制，其給定值由程序內(nèi)部給定，該給定值為一個(gè)變量，變量的起點(diǎn)為開(kāi)始升壓時(shí)刻的正在升壓的吸附塔（處于閥態(tài)表上“FR”步序的吸附塔）的壓力測(cè)量值，變量的終止點(diǎn)為此時(shí)PT4702A～J的設(shè)定值（SP值），在第二工作段內(nèi)變量的變化應(yīng)該是勻速的。手動(dòng)模式：直接由操作工給出HV4708閥門開(kāi)度下限值和上限值，閥門在第一工作段內(nèi)將按設(shè)定的下限值開(kāi)啟，在第二工作段內(nèi)閥門將從下限值開(kāi)始勻速地開(kāi)大，逐步達(dá)到上限值。上、下限值的設(shè)定原則是：將吸附塔的升壓過(guò)程控制在終升時(shí)間內(nèi)恰好緩慢完成。應(yīng)注意：①升壓速度嚴(yán)禁過(guò)快。②必須保證最終升到的壓力基本等于吸附壓力。組態(tài)時(shí)應(yīng)設(shè)定：該調(diào)節(jié)閥的下限開(kāi)度設(shè)定限制范圍為10～30%，上限開(kāi)度設(shè)定限制范圍為30～90%。如果操作工的輸入值高于上限，則實(shí)際輸入值等于上限；如果操作工的設(shè)定值低于下限，則輸入值等于下限。8)解吸氣壓力指示記錄調(diào)節(jié)PIC4709本調(diào)節(jié)回路由安裝于PSA解吸氣出口總管上的壓力變送器PT4709和調(diào)節(jié)閥PV4709組成單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于控制正常生產(chǎn)時(shí)的解吸氣壓力，本調(diào)節(jié)回路的設(shè)定值一般定為0.03MPa左右。9)產(chǎn)品氣流量指示記錄積算FIQ4701產(chǎn)品氫流量計(jì)FT4701安裝于產(chǎn)品氣出口總管上，用于指示和記錄裝置的產(chǎn)品氫流量，并在DCS中積算其累積值。10)解吸氣流量指示記錄積算FIQ4702解吸氣流量計(jì)FT4702安裝于解吸氣出口總管上，用于指示和記錄裝置的解吸氣流量，并在DCS中積算其累積值。11)產(chǎn)品氫氣純度在線分析記錄報(bào)警AIA4701A本裝置氫氣在線分析儀的取樣點(diǎn)，位于產(chǎn)品氫氣總管上，用于在線指示產(chǎn)品氫純度。當(dāng)氫氣純度低于99.9%時(shí)，將產(chǎn)生產(chǎn)品純度報(bào)警信號(hào)。12)產(chǎn)品氫氣純度在線分析記錄報(bào)警AIA4701B/C本裝置氫氣在線分析儀的取樣點(diǎn)，位于產(chǎn)品氫氣總管上，用于在線指示產(chǎn)品氫中CO＋CO2含量，為PSA操作參數(shù)的設(shè)定和修改提供依據(jù)。當(dāng)CO+CO2含量高于20ppm時(shí)，將產(chǎn)生產(chǎn)品純度報(bào)警信號(hào)。2.4工藝參數(shù)的設(shè)定變壓吸附的工藝參數(shù)主要包括吸附時(shí)間、壓力和處理量。其設(shè)定的原則與方法如下：2.4.1吸附時(shí)間參數(shù)的設(shè)定吸附時(shí)間參數(shù)是變壓吸附的最主要參數(shù)，其設(shè)定值將直接決定裝置產(chǎn)品氫的純度和氫氣回收率。因而，PSA部分的吸附時(shí)間參數(shù)應(yīng)盡量準(zhǔn)確，以保證產(chǎn)品純度合格，且氫氣回收率最高。吸附時(shí)間參數(shù)設(shè)定表：10塔吸附時(shí)間時(shí)間序號(hào)含義預(yù)設(shè)值設(shè)定原則T1一均、三均、順?lè)艜r(shí)間30秒保證兩塔的壓力能均至相等即可T2二均、四均、終升時(shí)間45秒在保證產(chǎn)品純度合格的情況下盡量長(zhǎng)注：?jiǎn)嗡偽綍r(shí)間=2x(T1+T2)9塔吸附時(shí)間時(shí)間序號(hào)含義預(yù)設(shè)值設(shè)定原則T1一均、三均時(shí)間30秒保證兩塔的壓力能均至相等即可T2二均、順?lè)拧⒔K升時(shí)間45秒在保證產(chǎn)品純度合格的情況下盡量長(zhǎng)注：?jiǎn)嗡偽綍r(shí)間=2x(T1+T2)8塔吸附時(shí)間時(shí)間序號(hào)含義預(yù)設(shè)值設(shè)定原則T1一均、三均時(shí)間30秒保證兩塔的壓力能均至相等即可T2二均、順?lè)?、終升時(shí)間60秒在保證產(chǎn)品純度合格的情況下盡量長(zhǎng)注：?jiǎn)嗡偽綍r(shí)間=2x(T1+T2)時(shí)間序號(hào)含義預(yù)設(shè)值設(shè)定原則T1一均、順?lè)艜r(shí)間30秒保證兩塔的壓力能均至相等即可T2二均、終升時(shí)間60秒在保證產(chǎn)品純度合格的情況下盡量長(zhǎng)7塔吸附時(shí)間注：?jiǎn)嗡偽綍r(shí)間=2x(T1+T2)6塔吸附時(shí)間時(shí)間序號(hào)含義預(yù)設(shè)值設(shè)定原則T1一均、順?lè)艜r(shí)間30秒保證兩塔的壓力能均至相等即可T2二均、終升時(shí)間60秒在保證產(chǎn)品純度合格的情況下盡量長(zhǎng)注：?jiǎn)嗡偽綍r(shí)間=(T1+T2)時(shí)間序號(hào)含義預(yù)設(shè)值設(shè)定原則T1一均、順?lè)?逆放時(shí)間60秒保證和逆放能完成即可T2二均、終升時(shí)間60秒在保證產(chǎn)品純度合格的情況下盡量長(zhǎng)T3順?lè)艜r(shí)間20秒保證順?lè)拍芡瓿杉纯桑ㄔO(shè)定后不變）5塔吸附時(shí)間注：?jiǎn)嗡偽綍r(shí)間=(T1+T2)以上的預(yù)設(shè)值均為滿負(fù)荷預(yù)設(shè)值，且與最終開(kāi)車后的整定值間可能有差異。由于吸附塔的大小和裝填的吸附劑量是固定的，因而在原料氣組成和吸附壓力一定的情況下，吸附塔每一次所能吸附的雜質(zhì)總量就是一定的。所以隨著吸附過(guò)程的進(jìn)行，雜質(zhì)就會(huì)慢慢穿透吸附床，起初是痕量，漸漸就會(huì)超過(guò)允許值，這時(shí)就必須切換至其它塔吸附。因而，當(dāng)原料氣的流量發(fā)生變化時(shí)，雜質(zhì)的穿透時(shí)間也就會(huì)隨之變化，吸附時(shí)間參數(shù)就應(yīng)隨之進(jìn)行調(diào)整。流量越大則吸附時(shí)間就應(yīng)越短，流量越小則吸附時(shí)間就應(yīng)越長(zhǎng)。這樣才能保證在各種操作負(fù)荷下均能充分地利用吸附劑的吸附能力，在保證產(chǎn)品純度的情況下獲得最高的氫氣回收率。本裝置的吸附時(shí)間參數(shù)可在DCS上人工設(shè)定，亦可由DCS自動(dòng)計(jì)算產(chǎn)生?！癟MAUTO”和“TMADJUST”兩個(gè)吸附時(shí)間自動(dòng)調(diào)整按鈕。當(dāng)“TMAUTO”設(shè)為自動(dòng)狀態(tài)“OFF”時(shí)，由手動(dòng)直接輸入：T1、T2、T3請(qǐng)注意：在手動(dòng)設(shè)定吸附時(shí)間參數(shù)時(shí)應(yīng)參照吸附時(shí)間表內(nèi)的原則。當(dāng)“TMAUTO”設(shè)為自動(dòng)狀態(tài)“ON”時(shí)，T1、T2中，設(shè)定原則為“在保證產(chǎn)品純度合格的情況下盡量長(zhǎng)”的時(shí)間參數(shù)會(huì)根據(jù)原料氣流量的大小自動(dòng)計(jì)算出來(lái)，而其它參數(shù)則等于手動(dòng)輸入的值。但由于原料氣的組成和壓力也有可能發(fā)生波動(dòng)，本裝置的PSA部分還設(shè)計(jì)了一個(gè)“操作系數(shù)”參數(shù)，用于修正這種影響。“操作系數(shù)”參數(shù)的含義為：將自動(dòng)計(jì)算出的吸附時(shí)間乘以“操作系數(shù)”后作為真實(shí)的操作時(shí)間。操作系數(shù)對(duì)PSA裝置運(yùn)行的影響：☆增大操作系數(shù)→吸附時(shí)間延長(zhǎng)→產(chǎn)品純度下降→氫氣回收率提高☆減小操作系數(shù)→吸附時(shí)間縮短→產(chǎn)品純度上升→氫氣回收率降低由于操作系數(shù)的大小決定著吸附時(shí)間的長(zhǎng)短，因而對(duì)本裝置的運(yùn)行狀況起著至關(guān)重要的影響，所以調(diào)整時(shí)應(yīng)特別精心，其調(diào)整步驟如下：☆增加操作系數(shù)（當(dāng)產(chǎn)品氫純度高于要求值時(shí)，增加操作系數(shù)）1.以0.02為單位增加操作系數(shù)2.等三個(gè)完整的PSA循環(huán)周期(即：30x(T1+T2))3.重復(fù)以上的步驟增加操作參數(shù)直到產(chǎn)品純度下降至允許的最低值4.以0.05為單位降低操作系數(shù)，使裝置能在高收率下安全運(yùn)行☆減小操作系數(shù)（當(dāng)產(chǎn)品氫純度低于要求值時(shí)，減小操作系數(shù)）1.以0.1為單位減少操作系數(shù)2.等三個(gè)完整的PSA循環(huán)周期(即：30x(T1+T2))3.重復(fù)以上的步驟減小操作參數(shù)直到產(chǎn)品純度上升至允許值以內(nèi)然后按增加操作系數(shù)的步驟調(diào)整，直到裝置能在高收率下安全運(yùn)行為止當(dāng)“TMADJUST”設(shè)為自動(dòng)狀態(tài)“OFF”時(shí)吸附時(shí)間不會(huì)因產(chǎn)品純度的變化而自動(dòng)調(diào)整。當(dāng)“TMADJUST”設(shè)為自動(dòng)狀態(tài)“ON”時(shí)吸附時(shí)間將會(huì)隨產(chǎn)品純度的變化而自動(dòng)調(diào)整。當(dāng)產(chǎn)品中CO+CO2含量超高（大于20ppm）時(shí)，軟件會(huì)自動(dòng)減小吸附時(shí)間值；當(dāng)產(chǎn)品中CO+CO2含量過(guò)低（小于10ppm）時(shí)，軟件會(huì)自動(dòng)增加吸附時(shí)間值；使裝置在保證產(chǎn)品純度合格的情況下自動(dòng)追求最大的回收率。建議：在氣體流量調(diào)節(jié)和CO+CO2分析儀均準(zhǔn)確的情況下，最好將“TMAUTO”“TMADJUST”均設(shè)為自動(dòng)方式，這樣可以簡(jiǎn)化操作，并獲得最好的效益。但氣體流量或產(chǎn)品CO分析儀表不準(zhǔn)確或不穩(wěn)定時(shí)一定不能投自動(dòng)。2.4.2壓力參數(shù)的設(shè)定由于變壓吸附氣體分離工藝的核心就是利用壓力的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸附劑對(duì)混合氣體中的雜質(zhì)組分的吸附與分離，因而壓力也是PSA的關(guān)鍵參數(shù)。1)PSA吸附壓力PSA吸附壓力的設(shè)定是通過(guò)改變吸附壓力調(diào)節(jié)回路PIC4703的設(shè)定值來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其設(shè)定值一般為2.45MPaG。2)吸附各階段的壓力當(dāng)工藝流程和吸附壓力一定時(shí)，調(diào)節(jié)均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，無(wú)須操作人員操作。吸附塔的實(shí)際壓力變化曲線應(yīng)與以上的理想曲線相近似，但不會(huì)完全相同。如果吸附塔的實(shí)際壓力變化曲線與以上的理想曲線形狀差別很大，則說(shuō)明裝置運(yùn)行有問(wèn)題，可能的問(wèn)題有：HV4708、HV4705、PV4707或PV4709故障等。4.3PSA系統(tǒng)的開(kāi)車4.3.1開(kāi)車前的準(zhǔn)備開(kāi)車前，所有的檢測(cè)儀表和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過(guò)調(diào)試合格。4.3.2系統(tǒng)吹掃用氮?dú)鈱?duì)設(shè)備和管道進(jìn)行吹掃，將設(shè)備和管道內(nèi)的焊渣、污物吹除干凈。4.3.3氣密性試驗(yàn)用無(wú)油、干燥、清潔的空氣或氮?dú)鈱?duì)所有的設(shè)備、閥門和管道進(jìn)行氣密試驗(yàn)。所有的設(shè)備和管道在其最高壓力下進(jìn)行保壓試驗(yàn)。要求保壓24h后計(jì)算平均泄漏率小于0.05％。4.3.4氮?dú)庵脫Q氣密試驗(yàn)完成后，開(kāi)始進(jìn)行氮?dú)獾拇祾吆椭脫Q。因?yàn)樵蠚狻a(chǎn)品氣和解吸氣均含有大量的氫，尤其是產(chǎn)品氣是純氫，如果不預(yù)先將單元內(nèi)的氧置換到較低的濃度，開(kāi)車初期容易形成爆炸混合物，從而引起爆炸。所有的吹掃口的氣體經(jīng)分析，氧含量小于0.5％（體積分?jǐn)?shù)）方可合格。置換吹掃完成后，應(yīng)對(duì)所有的容器設(shè)備在0.2MPa壓力下保壓。4.3.5模擬運(yùn)行4.3.1.1泄壓系統(tǒng)完成氣密試驗(yàn)、氮?dú)獯祾吆偷蛪罕汉?，設(shè)備和管道還保持有壓力，運(yùn)行之前通過(guò)各設(shè)備的排污閥和泄壓閥將壓力泄放。各設(shè)備和管道排污閥和泄壓閥緩慢開(kāi)啟，設(shè)備和管道達(dá)到要求的壓力時(shí)應(yīng)立即關(guān)閉，避免吸入環(huán)境空氣。4.3.1.2模擬開(kāi)車和調(diào)試在用原料氣試車以前，用清潔干燥的氮?dú)膺M(jìn)行模擬開(kāi)車和調(diào)試。運(yùn)行中吸附壓力控制在0.5MPa～0.7MPa。運(yùn)行中檢查運(yùn)行程序和程控閥開(kāi)關(guān)動(dòng)作是否正常，檢查在線的檢測(cè)儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)，必要時(shí)應(yīng)對(duì)一些設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)解決和維修，不能在線解決的停車后處理。4.3.1.3閥門定位氮?dú)膺M(jìn)入系統(tǒng)經(jīng)PSA氫提純系統(tǒng)和產(chǎn)品緩沖罐后排放入火炬總管。4.3.1.4產(chǎn)品純度的調(diào)整變壓吸附工藝具有產(chǎn)品純度范圍寬、且易于調(diào)整的特點(diǎn)。由于產(chǎn)品純度與產(chǎn)品回收率是成反比關(guān)系的，即：在原料氣條件不變和吸附、解吸壓力一定的情況下，產(chǎn)品純度越高、氫氣回收率越低；產(chǎn)品純度越低、氫氣回收率越高。因而，要保證裝置運(yùn)行于最佳狀態(tài)，就必須將產(chǎn)品純度控制在即能滿足生產(chǎn)需要，又盡可能低的范圍內(nèi)。調(diào)整產(chǎn)品氫純度的方法就是：修改吸附時(shí)間和修改“操作系數(shù)”。延長(zhǎng)吸附時(shí)間、增大“操作系數(shù)”，則降低產(chǎn)品純度縮短吸附時(shí)間、減小“操作系數(shù)”，則提高產(chǎn)品純度4.3.6裝置參數(shù)的調(diào)節(jié)1.調(diào)整吸附時(shí)間當(dāng)裝置的處理量改變之后(或原料氣組成改變后)，將有可能影響產(chǎn)品的純度，這時(shí)可調(diào)整“操作系數(shù)”以調(diào)整吸附時(shí)間，使產(chǎn)品純度重新運(yùn)行于最佳范圍?；?qū)ⅰ癟MADHUST”置為“ON”讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)整。2.產(chǎn)品氣升壓控制產(chǎn)品氣升壓的速度的控制是通過(guò)產(chǎn)品氣升壓調(diào)節(jié)閥PV4708的隨動(dòng)PID調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，PV4708的設(shè)定值由計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算產(chǎn)生，無(wú)需操作工進(jìn)行修改。需要