重整气变压吸附提氢装置运行问题分析及应对措施

本文分析了盘锦北方沥青燃料有限公司68 000 m3/h重整气变压吸附提氢装置的运行情况。该装置开工不到一年内出现了产品氢纯度低和杂质脱除率不合格的问题。经分析发现产品氢气中C5组分含量高,C5组分已经穿透吸附器最上层分子筛,造成吸附剂床层整体性能下降。优化操作条件并将现有催化剂再生,解决了产品不合格问题,实现装置长周期稳定运行。     

变压吸附提纯氢装置最小分离功的研究

在考虑氢气提纯的氢气网络中,除了氢气的消耗外,提纯氢气时所消耗的功也是主要的能耗。为了将提纯氢气的能耗更好的与氢网络优化结合起来,基于最小分离功分析了变压吸附氢提纯过程中,进料中氢气摩尔分数(yF)和提纯产品中氢气摩尔分数(y1)的变化对氢气提纯能耗的影响。分析结果表明,最小分离功随yF的增大先增大后减小,存在最小分离功的最大值;随y1的增大和解析气中氢气摩尔分数的降低而增大。分析结果为考虑提纯能耗的氢气网络优化提供了理论依据。     

变压吸附技术在工业化碳捕集中的应用现状

在全球碳排放和温室效应的背景下,碳捕集、利用和封存(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS)技术高速发展。以变压吸附技术为代表的燃烧后碳捕集技术因市场巨大而备受关注,但其吸附效果和吸附成本有待优化。介绍了全球碳排放背景和CCUS技术概况,重点分析了变压吸附技术的研究进展。首先阐述了变压吸附技术的工作原理和再生工艺,然后总结了以硅胶和活性炭为代表的吸附材料性能特点和研究进展,综述了以低压变压吸附技术为代表的多种变压吸附工艺流程和应用进展,并进行了技术经济性分析。明确了影响吸附材料吸附效果的关键因素,应从结构、制备和性能等方面改善吸附材料的吸附效果,指出了低压变压吸附技术具有工艺流程简单和经济优势显著等特点,是实现工业化碳捕集的重要途径。对目前研究的不足之处提出了展望,为吸附材料的开发和吸附工艺的改进提供参考。     

变压吸附氢提纯装置的运行问题分析及对策

对中国石化金陵分公司变压吸附氢提纯装置在运行初期出现意外停车的原因（铵盐结晶、解吸气中氢气含量偏高、解吸气流量不稳、氢气压缩机气缸磨损等）进行了详细的分析，并提出了相应的改进措施，以保证装置的平稳运行。     

大型炼厂气变压吸附(PSA)提氢装置的优化改造

某炼厂气变压吸附(PSA)提纯氢气装置吸附剂寿命短、吸附性能差、产品氢气纯度和氢气回收率低,故障自动诊断切塔专家系统设计有缺陷造成吸附塔压力大幅波动。通过更换全部吸附剂,提高产品氢气纯度和氢气回收率;通过更换故障自动诊断处理专家系统,消除装置故障切塔过程中的非正常压力波动,提升装置安全性;通过更换自适应优化控制系统,装置产品质量控制更稳定,提升装置运行经济性。改造获得了良好的效果,年增产高质量氢气产品超过1000万Nm^3,改造后运行3年装置的各项操作指标均没有下降。     

采用变压吸附技术与膜分离技术回收聚乙烯尾气中的轻烃

介绍了变压吸附技术和膜分离技术,比较了两种分离技术的优劣,通过这两种技术对聚乙烯装置尾气的回收应用效果,阐述了对于聚乙烯尾气中分子大小差异较大的烃类组分,采用2种分离技术结合处理降低了变压吸附吸附剂的负荷,有利于轻烃的回收。     

用气相色谱法测定空气中的总烃

用气相色谱法对《环境监测分析方法》（第二版）中总烃测定（试行）方法进行了验证，验证结果表明，不同型号的色谱仪对以氮气为底气的甲烷标气在０．１４～７．６７ｍｇ／ｍ３的范围内峰高与浓度的响应值呈线性；用１．４２ｍｇ／ｍ３，３．５５ｋｇ／ｍ３的标样，得出精密度分别为０．０２２、０．０２４；相对误差分别为１．５０％、－２．００％；环境空气样品加标回收率为９２．３０％～１０３．００％。根据验证结果编制了国家标准分析方法。     

气相色谱技术在甲基异丁基甲酮生控分析中的应用与研究

丙酮加氢在双功能催化剂的作用下一步合成甲基异丁基甲酮的液体产品混合物,可以用气相色谱法进行分析,用聚乙二醇20M固定液涂于硅烷化的101白色担体上为填充色谱柱,用结构合理的氢焰离子检测器,在最佳操作条件下,可以用文献校正因子,利用色谱数据处理机,采用比例因子面积归一化法进行定量分析,能得到可靠的分析数据     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。     

有效碳数法在对二甲苯气相色谱定量分析中的应用

优化了对二甲苯气相色谱分离条件,深入研究了有效碳数校正面积归一化法(简称有效碳数法)测定对二甲苯纯度及杂质定量的准确性。实验结果表明,有效碳数法的定量结果与外标法和内标法的定量结果基本一致。对于基线分离的组分回收率为95%~103%,相对标准偏差小于2.0%,最低检出限可达0.000 4%~0.000 5%(w)。对于难分离的间二甲苯,当峰谷/峰高比值(S)小于20%时,回收率在90%以上;当S小于10%时,回收率可达95%以上。有效碳数法具有简便、环保的特点,在芳烃产品及相关物料检测和质量监控中具有很好的应用前景。     

从甲醇裂解气中由PSA法提取纯H_2与CO_2

介绍了变压吸附法用于甲醇裂解气制氢并联产液体ＣＯ２的工艺原理和过程，列举了该工艺的应用实例，估算了该工艺的经济性     

顶空色谱法测定脱硫胺液中CO_2和H_2S的含量

建立了一种测定脱硫胺液(30%(w)的N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液)中CO2和H2S含量的顶空色谱法;考察了试样处理方法、标准溶液配制方法、顶空瓶隔垫的吸附性、环境中的CO2等因素对测定结果的影响;测定了顶空色谱法的重复性和准确性。实验结果表明,试样中加入过量的稀硫酸,可使CO2和H2S从试样中解吸出来;试样的最佳处理条件为:n(硫酸)∶n(MDEA)=2、反应温度为常温、反应时间2 min、平衡时间1.0 min;用脱硫胺液完全吸收标准气体试样中的CO2和H2S,可准确配制含量接近实际试样的标准溶液。采用该方法测定脱硫胺液中CO2和H2S的含量,相对标准偏差小于4%,定量下限均为0.1 g/L,分析时间为6 min,测定结果不受亚硫酸盐等的干扰,方法准确度高,可在常温下进行试样处理,操作简单,色谱柱和进样口不受脱硫胺液的污染。     

气相色谱法分析双氧水工作液

建立了气相色谱法测定双氧水工作液中重芳烃、萜松醇和磷酸三辛酯的分析方法。通过对不同配比的固定液及柱温等操作条件的比较，选择了适宜的分析操作条件，并提出了以重芳烃为内标曲线，对重芳烃、萜松醇和磷酸三辛酯进行定量的方法。该法快速、简便、准确，适用于生产控制分析。     

有效碳数法在芳烃气相色谱分析中的应用

建立了利用有效碳数校正因子和归一化法定量的气相色谱分析芳烃的方法(有效碳数法)。通过对混合二甲苯标样的分析,考察有效碳数法的准确性和重复性。实验结果表明,混合二甲苯标样中各组分的回收率为99.8%~108.7%,相对标准偏差小于5.5%,最低检测限为7.0~10.0 mg/kg;采用有效碳数法对对二甲苯、甲苯、混合二甲苯3种芳烃实际试样进行定量分析,其结果与由外标法得到的基本一致。有效碳数法具有快速、简便和分析成本低的特点,可用于对二甲苯、甲苯、混合二甲苯等芳烃产品及相关物料的质量监控。     

采用变压吸附技术回收炼油厂装置尾气中的氢气

采用变压吸附技术回收大连石化分公司炼油厂装置尾气中的H2,提高H2资源的利用率。针对大连石化分公司炼油厂装置尾气的特点,采用前处理／变温吸附(TSA)／真空变压吸附(VPSA)／脱氧工艺流程回收H2。前处理脱除尾气中夹带的液体和部分C6;TSA采用两塔操作,在常温下脱除尾气中C5及C5+组分,高温下使吸附剂再生;VPSA采用6塔操作,脱除CO,CO2, C2H4,C2H6,C3H6,C3H8,N2,CH4,O2等,在负压下使吸附剂再生;脱氧是使产品H2中O2的体积分数小于1×10-4。该技术的特点是H2产品纯度高、装置自动化程度高。装置标定结果表明,H2的体积分数达到99．55％,回收率高达90．47％。     

采用平衡模型对变换气提氢PSA工艺的模拟

对早期建立的多组份主体分离的平衡模型进行了改进和完善，并应用于变换气提氢变压吸附工业装置的模拟，模拟结果符合于工业装置的运行性能，这表明理论研究在与工业应用的结合上取得了重大进展。     

调节变压吸附降低提浓乙烯气中甲烷含量

对变压吸附提浓乙烯原理进行了论述，分析了提浓乙烯产品中甲烷含量超标的主要原因。通过改变变压吸附操作时间和对置换气进行调整，增强置换能力，提高了变压吸附分离效果，有效地降低了产品气中的甲烷含量。     

新型PSA吸附剂在制氢装置上的应用

由于原料变化及PSA(变压吸附)能力限制,中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司(大庆石化)炼油厂制氢装置实际的产氢能力达不到用氢需求,在油品升级国Ⅳ、国Ⅴ时存在氢气缺口,根据大庆石化氢气平衡情况,为保证炼油厂油品升级的顺利完成,需要将制氢装置PSA提纯系统能力提高到44 dam3/h,以解决由于制氢装置中变气PSA能力不足带来的油品升级困难。2015年7月,对大庆石化炼油厂制氢装置进行了扩能改造,采用了HX5A-10H,HXNA-CO/10新型吸附剂,此种吸附剂相对传统的吸附剂具有强度高、吸附容量大、堆密度大等特点,使PSA装置吸附剂的装填比例更加优化,吸附剂动态吸附容量提高,同时进一步减小了吸附塔死空间,提高了PSA装置氢气收率及氢气产量,中变气PSA装置出口氢气纯度能够达到99.9%,氢气收率达到90%以上,为炼油厂油品升级提供了稳定的氢气保障。     

天然气等离子体法制氢技术

传统的天然气蒸汽转化制氢方法在制取氢气的同时,伴随着大量的"温室气体"二氧化碳排放。本文介绍了等离子体技术及其在裂解天然气制氢气和炭黑方面的应用。由分析可知,高温下天然气裂解为氢气和炭黑是一个在热力学上有利的过程,该工艺减少了二氧化碳排放,减轻了环境污染;在产品成本和能耗方面也有竞争力。     

多通道并行气相色谱在裂解气分析中的应用

提出了一种用Agilent 3000便携式气相色谱仪分析裂解气的新方法。通过选择合适的关联通道,建立了外标 (对氢气)和扩展校正归一化(其它组分)并用的定量分析方法。新方法保持了原系统快速、可靠的优势,最大程度减少 了标准气体的使用量,使分析操作更加便利。