制氢变压吸附装置的改造
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工 艺技 术
２ ０ １ （ ：９ ０ ２， ７ ２） ２
扬 油 工 子石 化
制 氢 变 压 吸 附 装 置 的 改 造
费佩 秋
（ 子 石化 公 司 芳烃 厂 ） 扬
摘 要 ： 绍 了 制 氢 变压 吸 附装 置 的吸 附 原 理 及 其 １ 介 ０床 变压 吸附 三 次压 力 平 衡 技 术 改 造 为 四 次 压 力 平 衡 技 术 的 情 况 。 该 项 改 造 只在 原 有 设 备 基 础 上增 加 ２条压 力 平 衡管 线 及 ２ ０只 压力 控 制 阀 ， 用 最 新 的 变 压 吸 附控 制 软件 就 可 使 装 置 氢 气 回 收 率提 高 ４ 。 使 ％ 关 键 词 ：制 氢 装 置 变压 吸 附 改造 氢 气 回 收 率
样就 能 得 到连续 稳定 的产 品氢 气 。
原料 气 在 ２ ５ＭＰ ． ａ压 力 下 首 先 经 原 料 气 水 分 离罐 除 去 原料 气 中可能 携 带 的水 ， 后进 入 １ 吸 然 ０台 附床 及 一 系列 程 控 阀 门 和缓 冲罐 Ｐ Ａ 系 统 。 以 １ Ｓ ０ 床运 行 方式 为 例 ， 床 依 次 吸 附 ， 附 压 力 为 ２４ 每 吸 ．８ ＭＰ ， 间 为 ２０ｓ第 １级 降 压 平 衡 ， 衡 压 力 为 ａ时 ４ ； 平 ２ １ ａ时 间 为 ３ ； ２级 降 压平 衡 ， 衡 压 力 ．３ＭＰ ， ８Ｓ第 平
Ｐ Ａ变 压 吸附 每 个 周 期 分 １ Ｓ ０个 吸 附 分 周 期 ， １
台吸 附床 在 １ 周 期 里 有 ３个 分 周 期 在 吸 附 ， 他 个 其 ７个 分 周 期处 于 再 生 的各 个 不 同 工 艺 步骤 。从 单 只 吸 附床来 看 ， 氢气 的 生产 是 间 断 的 ， １ 但 ０台吸 附床 相互 配 合 ， 任何 时 间里 总 有 ３台吸 附床 在 吸 附 ， 在 这
用 于 保证 产 品 的质 量 。
２ Ｐ Ａ装 置程 序 运行 Ｓ
Ｐ Ａ装 置 采 用 １ 变 压 吸 附 三 次 压 力 平 衡 技 Ｓ ０床 术 。该技 术 （ ＵＯＰ专 利 ） 引进 于 ２ ０世纪 ７ 代 末 ， ０年 装 置 氢 气 回 收 率 设 计 值 为 ８ ．％ ， 气 回收 率 较 ４９ 氢
性 以外 ， 主要 受 组 分挥 发 度 （ 点 ） 响 ， 挥 发 的难 沸 影 易 吸附 ， 易 挥发 的易 吸附 。 不
转化 的粗 氢气 体 （ 主要 成 分 ： ２Ｃ 、 ０、 Ｏ 和 微量 Ｈ 、Ｈ４ｏ ０ ，
的水 ）生产 纯度 （ 积 分 数 ） 于 ９ ． ％的氢 气 。装 ， 体 大 ９９ 置设 计 了 平 行 的 ２套 １ ０床 Ｐ Ａ 装 置 ， 氢 总 量 Ｓ 产 ７ ０ ／ ，０床运行 状态 时氢 回收率 为 ８ ．１ ， ２０ ０ｍ３ｈ １ ４９ ％ ５
变 压 吸附 属 于 物 理 吸 附 ， 对 气 体 混 合 物进 行 是
提纯 的工艺 过 程 。该 工 艺 是 以 多孔 性 固 体 物 质 （ 吸 附剂） 内部 表 面对 气 体 分 子 的物理 吸附 为基 础 ， 两 在 种 压力 状 态之 间 的可逆 的物理 吸附 过程 。它是 根 据 混合 气 体 中杂 质 组 分 在 高 压 下 具 有 较 大 的 吸 附 能 力， 在低 压 下 又 有 较 小 的 吸 附 能 力 的 原 理 。在 高 压
扬 子石 化公 司 芳烃 厂制 氢 装 置 采 用联 合 油公 司 （ Ｐ 的 １ 变 压 吸 附工 艺 ， 化 来 自轻 油 水 蒸 汽 ＵＯ ） ０床 净
质 的分 压 上 升而 增 加 ； 相 同分 压 下 ， 在 吸附 质在 吸 附
剂 上 的吸 附量 随 温 度 上 升 而 减 少 ； 压 降 温 有 利 于 加 吸附质 的吸 附 ， 降压 加 温 有利 于 吸 附质 的解 吸 。 吸 附剂 对 于不 同组 分 的吸 附程 度 除 了组 分 的极
为 １３ ａ时间为 ３ ； ３ ．８ＭＰ ， ７ｓ第 级降压平衡 ， 平衡压
力 为 ０ ６ ａ时 间 为 ３ ； ．９ＭＰ ， ９ｓ降压 供 低压 床 吹 扫 ， 平
收 稿 日期 ：０ １ ０ ２ ０ ９—０ 。 ６ 作 者 简 介 ： 佩 秋 ，６岁 ， 级 工 程 师 。 １ ８ 费 ３ 高 ９ ６年 ７月 毕 业 于 江
附床 的升压 和泄压 （ 附剂 的吸附和再 生 ） 艺过 程 。 吸 工
分 子筛 的 分 离 能力 大 于 活 性 炭 ， 解 吸 能 力 不 但
如 活性 炭 。为 了兼顾 不 同组 分 的 吸附 ， ＵＯＰ设 计 上
采 用 复式 吸 附 剂 ， 即下 层 装 活性 炭 吸 附剂 ， 要用 于 主 分 子 量 大 的杂质 吸 附 ， 上层 装 填 分 子筛 吸 附剂 ， 主要
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
床运 行状 态 时 氢 回 收 率 为 ８ ．３ ０７ ％。 每套 变 压 吸 附 （Ｓ ） 置 由 １ Ｐ Ａ装 ０台装 填 ５ ０５ｎ 分子 筛和活 性炭 Ａ（ ． ｍ） 吸附剂 的 固定 吸 附 床 、 ２台废 气 罐 及 ６ ３只 控 制 阀 门 组 成 ， 算机 控 制 下 自动地 进 行 阀 门切 换 ， 现 吸 在计 实
低 ， 置 实 际运 行 时 氢 气 回 收 率 与 原 设 计 值 基 本 一 装 致 。若在 原 有设 备 基 础 上 采 用 当今 先 进 的 １ ０床 四 次压 力平 衡 技 术 ， 置 氢 气 回收 率 可 提 高 ４ 装 ％。该 改造 容 易实 施 ， 在 原 有 设 备 基 础 上 增 加 ２条压 力 仅 平衡 管线 与 ２ ０只 控 制 阀 ， 更 新 控 制 软 件 。整 个 并 Ｐ Ａ 改造 费 用 低 ， 工 期 短 ， Ｓ 施 但经 济 收 益 相 当 明显 。 １ Ｐ Ａ装 置 吸 附原 理 Ｓ
工 艺技 术
２ ０ １ （ ：９ ０ ２， ７ ２） ２
扬 油 工 子石 化
制 氢 变 压 吸 附 装 置 的 改 造
费佩 秋
（ 子 石化 公 司 芳烃 厂 ） 扬
摘 要 ： 绍 了 制 氢 变压 吸 附装 置 的吸 附 原 理 及 其 １ 介 ０床 变压 吸附 三 次压 力 平 衡 技 术 改 造 为 四 次 压 力 平 衡 技 术 的 情 况 。 该 项 改 造 只在 原 有 设 备 基 础 上增 加 ２条压 力 平 衡管 线 及 ２ ０只 压力 控 制 阀 ， 用 最 新 的 变 压 吸 附控 制 软件 就 可 使 装 置 氢 气 回 收 率提 高 ４ 。 使 ％ 关 键 词 ：制 氢 装 置 变压 吸 附 改造 氢 气 回 收 率
样就 能 得 到连续 稳定 的产 品氢 气 。
原料 气 在 ２ ５ＭＰ ． ａ压 力 下 首 先 经 原 料 气 水 分 离罐 除 去 原料 气 中可能 携 带 的水 ， 后进 入 １ 吸 然 ０台 附床 及 一 系列 程 控 阀 门 和缓 冲罐 Ｐ Ａ 系 统 。 以 １ Ｓ ０ 床运 行 方式 为 例 ， 床 依 次 吸 附 ， 附 压 力 为 ２４ 每 吸 ．８ ＭＰ ， 间 为 ２０ｓ第 １级 降 压 平 衡 ， 衡 压 力 为 ａ时 ４ ； 平 ２ １ ａ时 间 为 ３ ； ２级 降 压平 衡 ， 衡 压 力 ．３ＭＰ ， ８Ｓ第 平
Ｐ Ａ变 压 吸附 每 个 周 期 分 １ Ｓ ０个 吸 附 分 周 期 ， １
台吸 附床 在 １ 周 期 里 有 ３个 分 周 期 在 吸 附 ， 他 个 其 ７个 分 周 期处 于 再 生 的各 个 不 同 工 艺 步骤 。从 单 只 吸 附床来 看 ， 氢气 的 生产 是 间 断 的 ， １ 但 ０台吸 附床 相互 配 合 ， 任何 时 间里 总 有 ３台吸 附床 在 吸 附 ， 在 这
用 于 保证 产 品 的质 量 。
２ Ｐ Ａ装 置程 序 运行 Ｓ
Ｐ Ａ装 置 采 用 １ 变 压 吸 附 三 次 压 力 平 衡 技 Ｓ ０床 术 。该技 术 （ ＵＯＰ专 利 ） 引进 于 ２ ０世纪 ７ 代 末 ， ０年 装 置 氢 气 回 收 率 设 计 值 为 ８ ．％ ， 气 回收 率 较 ４９ 氢
性 以外 ， 主要 受 组 分挥 发 度 （ 点 ） 响 ， 挥 发 的难 沸 影 易 吸附 ， 易 挥发 的易 吸附 。 不
转化 的粗 氢气 体 （ 主要 成 分 ： ２Ｃ 、 ０、 Ｏ 和 微量 Ｈ 、Ｈ４ｏ ０ ，
的水 ）生产 纯度 （ 积 分 数 ） 于 ９ ． ％的氢 气 。装 ， 体 大 ９９ 置设 计 了 平 行 的 ２套 １ ０床 Ｐ Ａ 装 置 ， 氢 总 量 Ｓ 产 ７ ０ ／ ，０床运行 状态 时氢 回收率 为 ８ ．１ ， ２０ ０ｍ３ｈ １ ４９ ％ ５
变 压 吸附 属 于 物 理 吸 附 ， 对 气 体 混 合 物进 行 是
提纯 的工艺 过 程 。该 工 艺 是 以 多孔 性 固 体 物 质 （ 吸 附剂） 内部 表 面对 气 体 分 子 的物理 吸附 为基 础 ， 两 在 种 压力 状 态之 间 的可逆 的物理 吸附 过程 。它是 根 据 混合 气 体 中杂 质 组 分 在 高 压 下 具 有 较 大 的 吸 附 能 力， 在低 压 下 又 有 较 小 的 吸 附 能 力 的 原 理 。在 高 压
扬 子石 化公 司 芳烃 厂制 氢 装 置 采 用联 合 油公 司 （ Ｐ 的 １ 变 压 吸 附工 艺 ， 化 来 自轻 油 水 蒸 汽 ＵＯ ） ０床 净
质 的分 压 上 升而 增 加 ； 相 同分 压 下 ， 在 吸附 质在 吸 附
剂 上 的吸 附量 随 温 度 上 升 而 减 少 ； 压 降 温 有 利 于 加 吸附质 的吸 附 ， 降压 加 温 有利 于 吸 附质 的解 吸 。 吸 附剂 对 于不 同组 分 的吸 附程 度 除 了组 分 的极
为 １３ ａ时间为 ３ ； ３ ．８ＭＰ ， ７ｓ第 级降压平衡 ， 平衡压
力 为 ０ ６ ａ时 间 为 ３ ； ．９ＭＰ ， ９ｓ降压 供 低压 床 吹 扫 ， 平
收 稿 日期 ：０ １ ０ ２ ０ ９—０ 。 ６ 作 者 简 介 ： 佩 秋 ，６岁 ， 级 工 程 师 。 １ ８ 费 ３ 高 ９ ６年 ７月 毕 业 于 江
附床 的升压 和泄压 （ 附剂 的吸附和再 生 ） 艺过 程 。 吸 工
分 子筛 的 分 离 能力 大 于 活 性 炭 ， 解 吸 能 力 不 但
如 活性 炭 。为 了兼顾 不 同组 分 的 吸附 ， ＵＯＰ设 计 上
采 用 复式 吸 附 剂 ， 即下 层 装 活性 炭 吸 附剂 ， 要用 于 主 分 子 量 大 的杂质 吸 附 ， 上层 装 填 分 子筛 吸 附剂 ， 主要
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床运 行状 态 时 氢 回 收 率 为 ８ ．３ ０７ ％。 每套 变 压 吸 附 （Ｓ ） 置 由 １ Ｐ Ａ装 ０台装 填 ５ ０５ｎ 分子 筛和活 性炭 Ａ（ ． ｍ） 吸附剂 的 固定 吸 附 床 、 ２台废 气 罐 及 ６ ３只 控 制 阀 门 组 成 ， 算机 控 制 下 自动地 进 行 阀 门切 换 ， 现 吸 在计 实
低 ， 置 实 际运 行 时 氢 气 回 收 率 与 原 设 计 值 基 本 一 装 致 。若在 原 有设 备 基 础 上 采 用 当今 先 进 的 １ ０床 四 次压 力平 衡 技 术 ， 置 氢 气 回收 率 可 提 高 ４ 装 ％。该 改造 容 易实 施 ， 在 原 有 设 备 基 础 上 增 加 ２条压 力 仅 平衡 管线 与 ２ ０只 控 制 阀 ， 更 新 控 制 软 件 。整 个 并 Ｐ Ａ 改造 费 用 低 ， 工 期 短 ， Ｓ 施 但经 济 收 益 相 当 明显 。 １ Ｐ Ａ装 置 吸 附原 理 Ｓ
