制氢装置变压吸附现状分析及改造措施

介绍了中国石化洛阳分公司制氢装置变压吸附（PSA）概况和改造情况,制氢PSA程序由10-2-4流程（10塔流程、2塔处于吸附、4次均压）改为8-1-4流程（8塔流程、1塔处于吸附、4次均压）,增加原料预处理罐,工艺流程进行简单改造,实现了富氢气体直接进入PSA单元进行提纯回收氢气,吸附剂进行部分更换。工业标定结果表明：在富氢气体工况下（原料中氢气纯度达71.88%）,氢气回收率为81.6%,产品氢中CO体积分数平均值小于1 μL/L,CO2体积分数平均值小于5 μL/L,产品氢纯度平均为99.52%,基本满足了用氢要求。     

氢气提纯装置吸附剂在线热氮气再生及效果

介绍了中国石油化工股份有限公司金陵分公司氢气提纯装置（PSA）在吸附剂吸附效果下降,氢气纯度不能满足装置运行要求,采用工艺调整和原工艺配套的真空再生仍无法改善的情况下,首次采用在线热氮气再生技术,在装置不停工的前提下对吸附效果比较差的7个吸附塔分别进行了热再生,再生过程中吸附剂上的烃得到了比较好的脱附,再生后吸附剂吸附效果得到了较好的恢复,氢气纯度由95.00%（φ）提高至98.90%（φ）,氢气回收率由90.94%提高至92.46%,达到了预期的再生效果。     

利用PSA技术回收炼油厂干气中氢气的实践

介绍了某炼化企业利用变压吸附(PSA)技术回收炼油厂干气中氢气的情况。结果表明:PSA技术可从氢气体积分数在70%以下的炼油厂干气中回收体积纯度大于99.5%的产品氢气,氢气回收率达到92%以上,装置能够实现长周期稳定运行;部分PSA装置副产的解吸气中C_2~C_5~+组分体积分数可达到70%以上,是一种优质的乙烯裂解原料。在变压吸附工艺设计方案中:(1)建议吸附塔的数量设置在8台以上,并且尽量采用两塔同时吸附的方案;(2)采用较高的吸附压力和产品氢气体积分数不低于98%等方式来提高装置的技术经济性和运行可靠性;(3)通过优化原料气管理及净化预处理措施,从源头上减少装置可能存在的腐蚀问题。     

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。     

Oleflex异丁烷脱氢装置运行问题分析与对策

介绍了某石化公司200 kt/a Oleflex异丁烷脱氢装置的工艺流程及装置开工和标定情况。从反应器压力降、反应器总温降、催化剂转化率和选择性、粉尘生成量、再生系统运行等方面对装置运行情况作了总结。对装置开工和运行过程中遇到的问题进行了分析。通过在线更换催化剂,粉尘生成量降低至4.5 kg/d,解决了催化剂循环再生系统粉尘生成量大的问题;通过对冷箱的改造,逐步提高了氢气和C_4烷烃的分离效率,使装置加工负荷提高至94%左右;通过更换活化变压吸附(PSA)吸附剂,避免了PSA原料中杂质含量超标导致氢气产品不合格和PSA吸附剂寿命降低的问题;通过增加氮气保护、弹性垫圈等措施解决了高温法兰泄漏的问题。对装置运行管理经验进行了总结。     

制氢装置变压吸附单元改造

分析了中国石化燕山分公司制氢装置变压吸附单元(PSA)工艺流程、吸附剂、程控阀等存在的问题,并对其进行了改造。结果表明,装置改造后,当进料中含有3 000～3 400 m3/h的低分气时,产氢量可以达到50 000～51 000 m3/h,产品纯度(体积分数)大于99.9%,产品氢中CO平均体积分数由改造前的57.05×10-6降为改造后的6.30×10-6,氢气回收率大于88.00%,尾气中平均含氢体积分数为22.99%。上述各指标均达到设计要求,改造后装置运行平稳。     

制氢装置PSA程控阀内漏原因分析及对策

PSA单元是制氢装置中提纯氢气的重要组成部分,中国石油化工股份有限公司洛阳分公司制氢装置PSA单元在2011年运行过程中逐步出现解吸气中氢气含量高,PSA运行压力曲线异常,判断为多个程控阀内漏,造成PSA收率下降.经过停工检修发现,吸附塔顶头盖出口管线的收集器底盖脱落,上部吸附剂跑到管线里,气体流动和程控阀的频繁开关使得吸附剂粉化,对程控阀密封面造成磨损,使得程控阀内漏.通过对原因探讨和研究,提出了预防措施,根据吸附塔塔顶收集器底盖的受力情况,为避免其出现再次脱落,对所有的吸附塔顶盖焊接加固,并采用“十字加强筋”进行加固,同时更换了部分程控阀的密封面,彻底解决了程控阀内漏的问题,为PSA安稳长运行提供了一定的技术支撑.     

制氢装置PSA程控阀运行故障分析处理与总结

中国石化海南炼油化工有限公司60000 Nm~3/h制氢装置2015年8月以来,PSA程控阀内漏严重,解析气氢含量持续增加,最高达68%,氢气回收率降低,增加了装置的能耗,解析气大幅变化造成转化炉出现负压大幅波动和炉膛局部超温。2016年5月停工检修发现吸附塔东列A-E 5塔吸附剂粉化严重,程控阀密封面磨损严重,经过分析,提出了解决方案,对程控阀执行机构防雨罩部件进行改进,解决齿轮齿条磨损快的问题,本文总结了PSA程控阀运行经验,为PSA安稳长运行提供一定技术支持。     

甲醇制氢装置中“6-1-3”变压吸附提氢工艺的应用

宁夏金裕海1200Nm^3/h甲醇制氢装置采用"6-1-3"变压吸附提氢工艺,为异构化装置提供体积分数99.9%的氢气。从吸附塔吸附再生过程程控阀的切换,时间设定原则及"5-1-2"备用工序等几个方面对甲醇制氢装置中PSA提氢工艺开工过程进行介绍。开工初期,装置运行稳定,氢气纯度≥99.9%,回收率高达92%,为后续异构装置提供稳定的气源。     

干气制氢装置PSA氢气回收率偏低的原因分析及对策

分析海南炼化6×104m3/h干气制氢装置PSA解析气量大、氢气含量偏高、氢气压力波动、转化炉炉膛超温和正压等问题的原因。在线对装置局部检修,分别实施了PSA程序升级、均压阀增加限流垫片、部分程控阀修复及更换、吸附塔顶部分子筛撇头等措施。运行结果表明:PSA氢气回收率(体积分数)由73.25%提高至86.6%,解析气中氢气含量(体积分数)由44.95%降至27.77%,可多回收氢气5 635.07 t/a。     

重油催化裂化干气氢提纯技术的开发

石家庄炼油厂和西南化工研究设计院合作开发的中国石化系统第一套利用变压吸附技术进行RFCC干气氢提纯工业试生产装置一年的平稳运行说明：提纯后产品氢纯度达99．9％，回收率大于85％；操作简便灵活；装置负荷弹性裕度大；经济效益显著。实践证明它是一项富有吸引力的新工艺，为重油催化裂化装置的挖潜增效展示了美好的前景。     

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％。     

回收变压吸附解吸气作甲醇原料的实践

对变压吸附（PSA）解吸气回收方案进行对比分析,将原用作燃料的PSA解吸气改用作甲醇原料,通过流程改造实施这一工艺,发现改造既没有对PSA的操作及产品质量造成不良影响,也没有对甲醇装置的操作及甲醇质量产生不利影响。实践表明,通过回收PSA解吸气多产甲醇26160t／a,年经济效益达4708．8×10^4 RMB￥。     

两床变压吸附空分制氧过程的模拟

通过动态柱穿透法测定空气中氮/氧吸附平衡数据,并应用于实验室规模的两床变压吸附(PSA)空分制氧过程的模拟;在PSA过程模拟中探讨了吸附压力、吸附时间、充压时间、进料流量和冲洗比等过程操作条件对产品气氧的纯度、收率和产率的影响,为PSA空分制氧过程提供一定设计依据。     

富氢气体梯级回收技术的工业应用

针对全加氢型炼油厂大量富氢气体作为低价值燃料进入燃料气管网的问题,提出不同浓度富氢气体的梯级回收利用方案：低浓度的含氢气体先经过膜回收二期装置进行初步分离,其产品氢与轻烃回收干气、异构化干气、火炬回收气一起作为膜回收一期装置的原料,进行二次分离,产品氢再与连续催化重整产品氢、渣油加氢低压分离气(低分气)、蜡油加氢裂化低分气、柴油加氢低分气一起进行变压吸附三次分离,产出体积分数99.54%的高纯度氢气。工业应用结果表明,对于加工能力10.0 Mt/a的炼油厂,采用富氢气体梯级回收技术后,回收氢气13.1 kt/a,降低天然气消耗21.2 kt/a,降低碳排放150 kt/a,吨油加工成本降低4.62元。     

炼油厂大检修后瓦斯中氢气、液化气组分的回收

某炼油厂于2019年进行了大检修改造,在开工初期,瓦斯系统中H2、C3+液化气含量发生了较大的变化,装置自产的富氢、富烃组分并至高压瓦斯系统,瓦斯系统中H2、液化气组分未充分回收,用作装置加热炉燃料气,造成H2、液化气资源的浪费.通过优化制氢单元原料气流程及操作参数、优化轻烃回收流程、调整常减压装置初馏塔定压等措施,回...     

变压吸附技术制取高纯度一氧化碳

通过对吸附等温线的测定和模拟试验的研究,获得了从煤造气和焦炭造气中提纯CO的变压吸附方法,并应用到工业装置中。工业生产获得的产品CO可满足各种化工生产需要,部分指标满足高纯级CO的标准,要获得达标的高纯级CO产品还需要进一步净化处理。