16x104Nm3/h氢提纯装置开工方案
具体过程叙述如下: 吸附过程
压力为2.55MPa左右,温度40℃的混合原料气经程控阀XV4901A~J,自塔底进入PSA吸附塔C2101A~J中正处于吸附状态的两台吸附塔,其中除H2以外的杂质组分被装填的多种吸附剂依次吸附,得到纯度大于99.9%的产品氢气从塔顶排出,经程控阀XV4902A~J和吸附压力调节阀PV4903A压力大于2.5MPa后送出界区。
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。
均压降压过程
这是在吸附过程完成后,顺着吸附方向将塔内较高压力氢气依次放入其它已完成再生的较低压力吸附塔的过程,这一过程不仅是降压过程,而且也回收了吸附床层死空间内的氢气,本装置主流程共包括四次连续均压降压过程,分别称为:一均降(E1D)、二均降(E2D)、三均降(E3D)、四均降(E4D)。一均降通过程控阀XV4903A~J进行,二均降、三均降通过程控阀XV4904A~J进行,四均降通过程控阀XV4906A~J进行。
顺放过程
均压过程结束后,吸附塔压力仍有0.5MPa左右,而此时的杂质吸附前沿仍未到达床层顶部,故可通过顺放获得冲洗再生气源。顺放过程通过XV4906A~J、XV4910A.B进行,顺放气进入顺放气罐V2102。这部分氢气用作吸附剂的再生气源。
逆放过程
这是吸附塔在完成顺放过程后,逆着吸附方向将塔内压力降至0.03MPa的过程,此时被吸附的杂质开始从吸附剂中解吸出来。逆放解吸气经程控阀门XV4908A~J及调节阀PV4905A.B放入逆放缓冲罐V2103,然后再经压力调节阀PV4906调节后进入解吸气混合罐V2104。
冲洗过程
在这一过程中,用来自于顺放气罐V2102的氢气逆着吸附方向对吸附床冲洗,使吸附剂中的杂质得以完全解吸。冲洗通过程控阀XV4905A~J、XV4907 A~J,调节阀PV4904A.B进行,冲洗解吸气进入解吸气混合罐V2104。在解吸气混合罐中与逆放解吸气混合后再送至解吸气压缩机(K2102),升压至0.42MPa后送出装置作为制氢原料。
均压升压过程
该过程与均压降压过程相对应。在这一过程中,分别利用其它吸附塔的均压降压气体依次从吸附塔顶部对吸附塔进行升压。本装置主流程共包括四次连续均压升压过程,依次称为:四均升(E4R)、三均升(E3R)、二均升(E2R)和一均升(E1R)。
产品气升压过程
经过四次均压升压过程后,再用产品氢经程控阀XV4909A.B、XV4903A~J和调节阀PV4908A.B将吸附塔压力升至吸附压力。经这一过程后,吸附塔便完成了整个再生过程,为下一次吸附做好了准备。
十个吸附塔交替进行以上的吸附、再生操作(始终有两个吸附塔处于吸附状态)即可实现气体的连续分离与提纯。
PSA吸附塔部分流程见下图
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PCAIFIB.L产品氢PCFCB.L热氮气FITIB.L火炬总管V2103V2102V2101FC
1.2.4 解吸气部分
PSA的解吸气经解吸气压缩机K2102升压到0.42MPa,温度大约112℃,送至制氢装置作为原料。 解吸气压缩机选用离心式压缩机,驱动机选用低压凝汽式汽轮机。备压后凝液为63mmH2O(A),用凝结水泵升压至0.6MPa以上,和装置内0.6MPa凝给水并在一起送出装置。 PSA解吸气部分流程见下图
V2104B.L火炬总管PCPCV2103B.L解吸气至制氢E2102V2104K2102V21051.2.5 工艺步序
本装置共由10台吸附塔组成,其中2台始终处于吸附状态,其余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88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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X V 49 □□ □
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-冲洗进口阀 06-四均、顺放阀 07-冲洗出口阀
08-逆放出口阀
09-产品气升压公共阀 10-顺放公共阀
11-双系列冲洗管线隔断阀 12-解吸气去压缩机联锁阀 13-解吸气去燃气管网联锁阀
14-原料气去氢气管网联锁短路阀
表示重整气PSA氢提纯工段 表示程序控制阀
1.2.6 工艺步序说明
10-2-4流程(主流程)工艺步序和阀门开关状态表: 步序 C2101A 1 A 2 A 3 A 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 D P P P P E4R E3R E2R E1R FR D P P P P E4R D P A E1D E2D E3D E4D PP D A A C2101B E3R E2R E1R FR A C2101C P P A E1D E2D E3D E4D PP D A A P E4R E3R E2R E1R FR A D P P P A E1D E2D E3D E4D PP D A A C2101D PP D P E4R E3R E2R E1R FR A D P P P A E1D E2D E3D E4D A A A C2101E E1D E2D E3D E4D PP D C2101F E1R FR A C2101G C2101H A A P E4R E3R E2R E1R FR A D P P P A E1D E2D E3D E4D PP D A A P E4R E3R E2R D P P P P E4R E3R E2R E1R FR A D P P P A E1D E2D E3D E4D PP D A A P E4R E3R E2R E1R FR A D P P P A E1D E2D E3D E4D PP D A A A E1D E2D A C2101I E3D E4D PP D C2101J A P E4R E3R E2R E1R FR A D P P P A E1D E2D E3D E4D PP D P E4R E3R E2R E1R FR A 对应时间 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 T1 T2 程控阀态 ON ON XV4901A ON ON ON ON XV4902A ON ON ON ON XV4903A XV4904A XV4905A XV4906A XV4907A XV4908A ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON 5
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XV4901B XV4902B XV4903B ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON XV4904B ON ON XV4905B XV4906B XV4907B XV4908B XV4901C XV4902C XV4903C XV4904C ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON XV4905C ON ON ON XV4906C ON ON ON XV4907C ON ON ON XV4908C XV4901D XV4902D XV4903D XV4904D XV4905D ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON XV4906D ON XV4907D XV4908D XV4901E XV4902E ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON XV4903E ON XV4904E XV4905E XV4906E XV4907E XV4908E XV4901F XV4902F ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON XV4903F ON ON XV4904F XV4905F XV4906F ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON 6
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XV4907F XV4908F XV4901G XV4902G XV4903G XV4904G ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON XV4905G ON XV4906G ON ON ON ON ON ON XV4907G ON XV4908G XV4901H XV4902H XV4903H XV4904H XV4905H XV4906H XV4907H ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON XV4908H ON XV4901I XV4902I XV4903I ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON XV4904I ON XV4905I XV4906I XV4907I XV4908I ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON XV4901J ON ON XV4902J ON ON XV4903J XV4904J XV4905J XV4906J XV4907J XV4908J ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON XV4909A.B ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON ON XV4910A ON ON ON ON ON ON ON ON ON XV4910B ON XV4911 7