克拉瑪依變壓吸附提氫氣體回收變壓吸附提氫

本裝置采用氣相吸附工藝，因此，原料氣不含有任何液體或固體。在啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)這套裝置之前，要求操作人員透徹地閱讀本操作運(yùn)行說明書，因?yàn)椴贿m當(dāng)?shù)牟僮鲿?huì)導(dǎo)致運(yùn)行性能低劣和吸附劑的損壞。
本說明書中涉及到的壓力均為表壓，組分濃度均為摩爾百分?jǐn)?shù)，流量除標(biāo)注外均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量。
故障與處理方法
發(fā)生故障是指外界條件供給失?；蛭较到y(tǒng)本身在運(yùn)行過程中操作失調(diào)某一部分失靈，引起產(chǎn)品純度下降。
在故障原因未查明前裝置不需停車，可繼續(xù)觀察，待故障查明后決定視情況而定。常見故障如下：
一、界外條件供給失常
1. 原料氣帶水
原料氣中的機(jī)械水進(jìn)入吸附塔會(huì)導(dǎo)致吸附劑逐漸失效。此時(shí)應(yīng)停車，檢查帶水原因及程度，做出相應(yīng)處理。
2. 停電
停電時(shí)，程控器無輸出，裝置處于停車狀態(tài)，可按第四章緊急停車處理。
3. 儀表空氣壓力下降
本裝置要求儀表空氣壓力不低于0.5MPa，否則氣動(dòng)閥將無常操作。導(dǎo)致各吸附塔工作狀態(tài)混亂，產(chǎn)品質(zhì)量下降，此時(shí)應(yīng)停車處理。
二、操作失調(diào)
吸附系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程是否正常，關(guān)鍵是各吸附塔的再生狀況是否良好。系統(tǒng)操作失調(diào)會(huì)立即或逐步使塔的再生惡化。由于吸附過程是周期循環(huán)過程，因此只要其中一個(gè)吸附塔再生惡化，會(huì)很快波及和污染到其它吸附塔，終導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。
1. 原料處理量與循環(huán)時(shí)間
吸附塔內(nèi)的吸附劑對雜質(zhì)的吸附能力是定量的，一旦處理量改變，應(yīng)該對其吸附時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。
原料處理量大，塔內(nèi)氣速則快，氣體容易穿透床層，應(yīng)縮短循環(huán)時(shí)間；
原料處理量小，塔內(nèi)氣速則慢，氣體不容易穿透床層，應(yīng)延長循環(huán)時(shí)間；
2. 順放氣量
吸附時(shí)間延長或縮短，而均壓閥K102未能及時(shí)調(diào)整，當(dāng)均壓氣量過多時(shí)，正在均壓得那個(gè)吸附塔的吸附提前突破，不僅污染了正升壓的那個(gè)吸附塔，也使均壓吸附塔本身出口部分吸附劑提前被污染，在實(shí)施二次、三次均壓時(shí)，被升壓的那個(gè)吸附塔污染更嚴(yán)重；均壓氣量過少，吸附塔的氫利用率降低，逆放初壓力偏高，，也會(huì)降低氫氣的回收率。
三、吸附系統(tǒng)故障
吸附系統(tǒng)故障是指在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中某一部分失靈，引起產(chǎn)品純度下降；工作程序混亂，嚴(yán)重的使裝置無法運(yùn)行。
可能發(fā)生的故障有以下幾種：
1. 故障現(xiàn)象：現(xiàn)場各塔的壓力指示與程控器顯示的工作狀態(tài)不一致，例如：該均壓的不均壓；均壓后兩個(gè)塔壓力同時(shí)上升；該逆放的不放空；均壓后的氣體全部放空；均壓塔的壓力不降等。
故障原因：程控閥該開的未開，該關(guān)的未關(guān)。
⑴、程控閥本身卡死
⑵、無輸出信號，使程控閥不動(dòng)作
故障處理方法：
⑴、如屬于程控閥自身問題，為不影響生產(chǎn)，可先將其更換，拆下后將其進(jìn)行修理；
⑵、如程控閥不動(dòng)作，可從控制管路開始查，其順序?yàn)椋汗苈罚ò庠矗?nbsp;  電磁閥   線路    程控機(jī)有無輸出，并做相應(yīng)處理。
2. 程控機(jī)故障
其故障表現(xiàn)在無信號輸出、程序不切換、停留于某一狀態(tài)或程序執(zhí)行紊亂。
出現(xiàn)此種情況時(shí)及時(shí)通知供應(yīng)商進(jìn)行維修。
四、產(chǎn)品純度的調(diào)整方法：
產(chǎn)品純度下降表明吸附塔在吸附步驟中雜質(zhì)祖墳以達(dá)到吸附塔的出口端，其原因主要是操作調(diào)節(jié)不當(dāng)，或是自控系統(tǒng)發(fā)生故障。一旦找出原因，經(jīng)處理后應(yīng)盡快恢復(fù)至正常操作狀態(tài)。調(diào)整的有效方法一是低負(fù)荷（小的處理量）運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間；二是縮短循環(huán)時(shí)間。如果二者結(jié)合起來更好，產(chǎn)品純度恢復(fù)更快。但注意縮短循環(huán)時(shí)間要均壓和終充所需的時(shí)間。

變壓吸附系統(tǒng)啟動(dòng)投運(yùn)
裝置啟動(dòng)分初次開車和正常開車。初次開車前應(yīng)做好一系列準(zhǔn)備工作；而正常開車時(shí)只要按規(guī)定的操作步驟進(jìn)行啟動(dòng)。
一、初次開車前的準(zhǔn)備工作：
在裝置安裝完畢后，對整個(gè)裝置應(yīng)進(jìn)行吹除和氣密性試驗(yàn)，合格后對吸附塔裝填吸附劑。
用戶在使用前應(yīng)對程控系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查及調(diào)試，以整個(gè)裝置可隨時(shí)投入運(yùn)行。
在投入原料氣之前，還用干燥、無油的氮?dú)猓ɑ虺檎婵眨φ麄€(gè)裝置的設(shè)備和管道進(jìn)行置換，使氧含量降到0.5％以下，因?yàn)楸狙b置的原料氣、產(chǎn)品氣和解析氣均含有大量的氫氣，如果不預(yù)先將裝置內(nèi)的氧置換掉，那么在開車時(shí)容易引起爆炸燃燒。
二、投料啟動(dòng)
在經(jīng)過整個(gè)裝置的工藝、儀表檢查及確定置換合格后，裝置已處于隨時(shí)可投料運(yùn)行狀態(tài)。
當(dāng)裝置啟動(dòng)前，先將計(jì)算機(jī)操作畫面置于變壓吸附自動(dòng)-手動(dòng)操作畫面，然后點(diǎn)擊自動(dòng)操作按鈕，觀察變壓吸附系統(tǒng)處于哪一個(gè)工作狀態(tài)；再點(diǎn)擊手動(dòng)操作按鈕，使變壓吸附系統(tǒng)處于備用狀態(tài)。
吸附工序啟動(dòng)步驟如下：
1.啟動(dòng)空壓機(jī)，并將其壓力控制在0.6-0.7MPa；
2.開重整系統(tǒng)流量計(jì)旁通閥，關(guān)小重整氣放空閥，向變壓吸附系統(tǒng)充氣，并通過調(diào)節(jié)重整氣放空閥維持重整系統(tǒng)壓力；
3.開K201、K202閥；
4.點(diǎn)擊計(jì)算機(jī)變壓吸附系統(tǒng)自動(dòng)操作按鈕，開始向吸附塔充氣；
5.開并調(diào)節(jié)吸附系統(tǒng)放空閥K203,維持吸附系統(tǒng)壓力在0.2-0.3MPa，進(jìn)行低壓運(yùn)行，調(diào)整并對系統(tǒng)進(jìn)行置換；
6.調(diào)節(jié)吸附系統(tǒng)放空閥K203,維持吸附系統(tǒng)壓力在0.6-0.7MPa，進(jìn)行中壓運(yùn)行，調(diào)整并對系統(tǒng)進(jìn)行置換；
7.調(diào)節(jié)吸附系統(tǒng)放空閥K203，維持吸附系統(tǒng)壓力在0.9-1.0MPa，在正常操作壓力下運(yùn)行，調(diào)整并對系統(tǒng)進(jìn)行置換；
8.啟動(dòng)在線分析儀，對產(chǎn)品氣進(jìn)行分析，若合格即可將其切換進(jìn)入氫氣緩沖罐。
9.打開并設(shè)置氣體壓力調(diào)節(jié)閥在1.0MPa，將產(chǎn)品氣送入氫氣緩沖罐并對其進(jìn)行置換。置換氣由氫氣緩沖罐底部排污閥排出進(jìn)入大氣。
由于此時(shí)排出的氣體已基本是純氫了，操作中應(yīng)采取低壓、小量、多次的方式進(jìn)行，嚴(yán)防出現(xiàn)爆炸燃燒情況。
置換過程中，隨時(shí)調(diào)整重整氣放空閥和吸附系統(tǒng)放空閥，以控制兩套系統(tǒng)操作壓力，保持操作系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
裝置投入正常運(yùn)行后，產(chǎn)品流量計(jì)的工作壓力恒定在吸附工作壓力，故流量計(jì)不需要壓力變化的修正。流量計(jì)出廠時(shí)以將工作流量換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量，使用時(shí)可直接讀數(shù)。
產(chǎn)品純度：一個(gè)吸附塔具有吸附雜質(zhì)的能力（即在一個(gè)吸附—再生循環(huán)里能提純一定數(shù)量的原料氣）。所以循環(huán)時(shí)間過長或原料氣流量過大，產(chǎn)品純度會(huì)下降；循環(huán)時(shí)間過短，原料氣流量過小，產(chǎn)品純度很高，會(huì)引起床層未能充分利用，使產(chǎn)品組分的損失。本裝置通過調(diào)整循環(huán)時(shí)間的方法可生產(chǎn)出不同純度的產(chǎn)品，其純度控制范圍通?？刂圃?8—99.99％之間。
裝置的回收率：本裝置不同純度的產(chǎn)品氣，對應(yīng)著不同的回收率。產(chǎn)品純度越高，產(chǎn)品組分的回收率越低。所以在操作中不應(yīng)單純追求產(chǎn)品的純度，需要根據(jù)實(shí)際需要出發(fā)，選擇適當(dāng)?shù)募兌纫垣@得較高的效益。本裝置采用三次均壓，即多了一次產(chǎn)品氣死體積的回收，其回收率得到較大提高，一般情況下，可達(dá)到85—90％。
以上介紹的裝置啟動(dòng)步驟，適合裝置的次開車和停車時(shí)間較長后再啟動(dòng)時(shí)使用。如停車時(shí)間較短，啟動(dòng)時(shí)可加快升壓速度。

工藝流程中的主要設(shè)備：
1.吸附塔（A、B、C、D、E）
五個(gè)吸附塔是裝置中的關(guān)鍵設(shè)備。本吸附塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為直筒式，氣體部分采用下進(jìn)上出方式，氣體進(jìn)出口均設(shè)有氣體分布裝置，以利于進(jìn)體的分布并阻止吸附劑的外漏。
2.真空泵
本裝置配有真空泵兩臺（一開一備），用于吸附塔的真空解析。真空泵的使用可大大提高產(chǎn)品氣的純度，并可提高產(chǎn)品回收率，降低運(yùn)行成本。
3.真空緩沖罐
真空緩沖罐是為真空泵而配置的。吸附工藝過程中，按程序設(shè)置，真空泵多數(shù)時(shí)間是在抽真空緩沖罐，與KS132和KS133程控閥相配合，利用真空緩沖罐容積大的特點(diǎn)，短時(shí)間內(nèi)可將吸附塔的壓力抽空至較低狀態(tài)，滿足工藝生產(chǎn)要求。
4.壓力調(diào)節(jié)閥
為全系統(tǒng)的穩(wěn)定操作，在變壓吸附裝置出口安裝有系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)閥，其壓力采樣點(diǎn)在重整制氫系統(tǒng)的重整氣緩沖罐上。調(diào)整壓力調(diào)節(jié)閥的設(shè)置，可改變系統(tǒng)的操作壓力。
一般情況下，系統(tǒng)操作壓力設(shè)置完成后，不要隨意進(jìn)行改變。

工藝流程介紹（見帶控制點(diǎn)工藝流程圖）
從甲醇重整系統(tǒng)來的重整氣先通過KV1A氣動(dòng)程控閥進(jìn)入吸附塔A進(jìn)行吸附分離，分離后的產(chǎn)品氫氣通過KV2A氣動(dòng)程控閥經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入氫氣緩沖罐；吸附塔吸附完畢后，KV1A、KV2A氣動(dòng)程控閥關(guān)閉，KV4A氣動(dòng)程控閥打開，分別向吸附塔C、D、E一、二、三次均壓，以回收塔內(nèi)的殘余H2。均壓結(jié)束后，KV4A氣動(dòng)程控閥關(guān)閉，并打開KV3A和KS131氣動(dòng)程控閥逆向放壓進(jìn)行A塔吸附劑的再生，至塔內(nèi)壓力接近于常壓，解吸氣經(jīng)阻火器排入大氣；然后關(guān)閉KS131氣動(dòng)程控閥，打開KS132、KS133氣動(dòng)程控閥進(jìn)行真空解吸至規(guī)定時(shí)間結(jié)束。真空解吸結(jié)束后，關(guān)閉KV3A氣動(dòng)程控閥，并打開KV6A氣動(dòng)程控閥，分別在規(guī)定時(shí)間內(nèi)由B、C、D三塔對A塔進(jìn)行一、二、三次升壓；然后關(guān)閉KV6A氣動(dòng)程控閥，并打開KV5A氣動(dòng)程控閥對A塔進(jìn)行終充壓。終充壓結(jié)束后A塔進(jìn)入下一輪吸附分離過程。
其它四塔吸附過程與此相同。
五個(gè)塔的吸附順序依A、B、C、D、E分別進(jìn)行。五塔依次吸附一次則一輪循環(huán)結(jié)束。每一輪循環(huán)共有20個(gè)步序，每一步序的時(shí)間可通過計(jì)算機(jī)輸入并修改。吸附時(shí)間的修改，由技術(shù)人員根據(jù)工藝對產(chǎn)品氫氣的純度的要求進(jìn)行修改，其他任何人不得擅自修改操作參數(shù)。
在運(yùn)行過程中，由于種種原因可能導(dǎo)致產(chǎn)品氫氣不合格。經(jīng)再線氫氣分析儀檢測發(fā)現(xiàn)后，須通過操縱進(jìn)氫氣緩沖罐前的放空閥K203進(jìn)行限流放空，直至合格為止，然后繼續(xù)進(jìn)氫氣緩沖罐。
生產(chǎn)基本注意事項(xiàng)
1. 操作人員按操作手冊規(guī)定操作，凡新來人員經(jīng)過教育和操作法學(xué)習(xí)。未經(jīng)技術(shù)和操作法考試合格者，不準(zhǔn)進(jìn)行立操作。
2. 操作人員在上班時(shí)著裝整齊，不準(zhǔn)攜帶易燃易爆物品進(jìn)入現(xiàn)場，嚴(yán)格遵守勞動(dòng)紀(jì)律，嚴(yán)格進(jìn)行交接班，嚴(yán)格進(jìn)行巡回檢查，嚴(yán)格控制工藝指標(biāo)，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)定。
3. 本裝置界區(qū)內(nèi)應(yīng)隨時(shí)保持清潔，不應(yīng)堆有易燃易爆物質(zhì)，尤其在交通要道上不得堆放物品，交通要道暢通。
4.本裝置界區(qū)內(nèi)應(yīng)置有消防器材，操作人員應(yīng)知道消防器材的放置地點(diǎn)和使用方法，平時(shí)嚴(yán)禁亂動(dòng)；消防器材每年定期檢查。
5.設(shè)備在未卸去壓力時(shí)，禁止修理工作有焊接、擰緊螺絲，并禁止使用鐵器敲擊設(shè)備。
6. 設(shè)備使用的壓力表檢驗(yàn)合格并打上鉛封。如壓力表指針不回零或誤差大于其級數(shù)時(shí)，不得繼續(xù)使用。每年校驗(yàn)壓力表一次，并打上鉛封。
7. 嚴(yán)禁在本裝置區(qū)內(nèi)吸煙和動(dòng)火。凡有爆炸及燃燒氣體的容器和管道檢修需動(dòng)火前，應(yīng)報(bào)請廠相關(guān)部門同意，先用氮?dú)庵脫Q、吹掃后，經(jīng)現(xiàn)場分析合格，并采取了措施，領(lǐng)取動(dòng)火證后方可動(dòng)火。
沒有批準(zhǔn)動(dòng)火證，不與生產(chǎn)系統(tǒng)隔離，不進(jìn)行清洗置換合格，不把易燃易爆物，不按時(shí)做動(dòng)火分析，沒有消防措施及無人監(jiān)護(hù)，嚴(yán)格禁止動(dòng)火。
8. 確保設(shè)備、管道、閥門的氣密性，檢修后還應(yīng)試漏、置換，合格后方能開車。使用過程中應(yīng)杜絕氣體泄漏現(xiàn)象。
9. 儀表系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)由儀表人員進(jìn)行修理。儀表人員應(yīng)與工藝操作人員密切配合，在停車檢修后再啟動(dòng)時(shí)，注意吸附塔內(nèi)的壓力，以防發(fā)生高壓逆放現(xiàn)象。