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。     

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。     

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。     

影响重整PSA氢气回收率的原因分析及对策

影响重整变压吸附(PSA)装置氢气收率的主要因素是原料气中的氮气、重烃及程控阀内漏等,其中原料气中的氮气密封是导致氢气回收率偏低的关键因素。通过技术改造将压缩机干气密封由氮气密封改为氢气密封,修复内漏阀门及优化操作等手段,提高PSA装置氢气收率。最终数据显示:优化改造后,原料气中氮气体积分数由2.40%降至1.38%,下降约1.0百分点;PSA装置尾气中氢气和氮气体积分数分别下降3.60百分点和2.53百分点,PSA装置氢气收率由85.98%增至88.51%,增加约2.53百分点,产氢量增加1 500 m~3/h,每年产生经济效益约1 350万元。     

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。     

Hollysys分散型控制系统在变压吸附装置上的应用

介绍了采用变压吸附工艺回收炼油厂干气中的乙烯、乙烷和提纯氢气技术，并根据变压吸附生产工艺过程制定相应的控制策略，实现了Hollysys分散型控制系统在PSA装置上的应用，并对Hollysys分散型控制系统的硬件配置和应用软件组态进行了说明。     

炼油厂干气资源综合利用的流程优化

随着炼油规模扩大,炼油厂干气资源愈加丰富,结合炼油厂现有干气回收装置,针对炼油厂催化干气等饱和干气、焦化干气及加氢裂化干气等不饱和干气资源进行系统分类,综合选取较优的处理方案.采用浅冷油吸收技术+膜分离技术组合工艺,将干气中低碳轻烃资源、氢气资源有效回收,轻烃资源作为下游乙烯装置原料,氢气资源经现有PSA处理后送至氢气...     

浅析吸附法回收炼厂干气中乙烯资源效率的影响因素

介绍了变压吸附法回收炼厂干气中乙烯资源(即C2及以上组分)技术的应用和对某石化厂回收干气中乙烯资源变压吸附装置的调试及运行结果的简介,分析了装置运行参数中吸附时间、置换气量和真空度对产品乙烯资源纯度和回收率的影响,并通过装置的调试和标定结果说明:只要合理设置这3个参数,装置回收乙烯资源的回收率和纯度就均能达到较高水平。为变压吸附法回收干气中乙烯资源装置的技术改进和设计提供了基础数据。     

变压吸附技术在聚乙烯装置尾气回收项目上的应用

为利用尾气中的有用成分并减小环境污染,中国石化广州石化公司采用变压吸附(PSA)技术,在聚乙烯装置实施了排放尾气回收利用项目.项目实施后,从尾气中回收出烃类体积分数大于90％的富烃气作为燃料气使用,达到了取消化工区火炬的目的;还从尾气中回收出氮气和氢气体积分数大于98％的氢氮气产品;装置的综合能耗[m(标准油)/m(聚乙烯)]可降低3.76 kg/t.     

浅冷油吸收技术在炼厂干气预精制装置的流程比选及工业应用

介绍了浅冷油吸收技术在某炼化公司0.56 Mt/a炼厂干气预精制装置的工艺流程比选及工业应用情况.装置配套变压吸附(PSA)氢提纯设施,以炼厂干气为原料,分别回收催化裂化(FCC)干气中富乙烯气、PSA解吸气中富乙烷气,同时回收氢气.实验结果表明,比选结果最终确定采用"两头一尾"工艺流程;FCC干气经浅冷油吸收后,富乙...     

关于PSA变压吸附制氢装置工艺优化研究

PSA变压吸附制氢装置属于生产甲醇极其重要的一部分,通常PSA变压吸附制氢装置的主要作用就是将甲醇生产过程当中的氢气有效回收,以保证甲醇的质量.为使PSA变压吸附制氢装置能够更加高效的回收氢气,就着重对PSA变压吸附制氢装置工艺展开了优化,首先研究了操作系数、原料气组分以及吸附剂性能对PSA变压吸附制氢装置的影响,然后...     

干气提浓乙烯装置运行优化

中国石油化工股份有限公司茂名分公司30 dam3/h干气提浓装置于2009年12月建成投产,以炼油厂催化裂化干气和焦化干气为原料,采用国内先进、成熟的变压吸附组合净化技术,分离出的气体中富含C2及其以上组分,气体流量为8～11 t/h。通过将炼油厂常减压蒸馏装置初、常顶燃料气、加氢裂化装置脱丁烷塔顶气体、连续重整预加氢汽提塔顶气体等含有较多C2和C3组分的气体脱除C3以上组分及H2S后,净化后的干气送至干气提浓装置作为原料回收C2和C3组分,拓宽了原料来源。此外通过降低催化裂化干气中的氢气含量、优化调整吸附压力、时间、产品气中的甲烷含量来提高C2及其以上组分的回收率,优化装置的操作参数,提高了富乙烯气产量,发挥出装置的综合效能。     

炼油厂氢气回收方案优化探讨

回收炼油厂富氢尾气中的氢气是节能增效的有效措施,通过对比分析膜-变压吸附耦合工艺和单独变压吸附分离工艺回收富氢尾气中的氢气的两个方案,得出结论:以膜-变压吸附耦合为基准,单独变压吸附分离方案的投资低14.11%,约486万元,运行能耗低30%,氢气回收率高2%;使用单独变压吸附工艺得到产品氢纯度高达99.6%。项目投用后预计每年回收氢气1.26 Mt,在现行的加工基础下可降低制氢装置41.7%的负荷,节约能量281 827 GJ。故拟定选用单独变压吸附分离方案对富氢尾气进行氢气和轻烃的回收。     

炼油厂干气回收装置的腐蚀与防护

炼油厂干气回收装置是炼油厂回收氢气、富乙烷气(乙烯裂解装置原料)等产品的装置,由于其原料多样,装置遇到的腐蚀问题也比较复杂。该文详述了某炼油厂干气回收装置生产中遇到的一系列腐蚀问题,分析了腐蚀原因,提出了防腐蚀对策,并提出了下一步技术优化的建议。     

干气提浓乙烯装置加工重整变压吸附解吸气的技术改造

为了加工重整变压吸附（PSA）解吸气,中国石油四川石化公司对30 000 m3/h 干气提浓乙烯装置进行了技术改造。重整PSA解吸气中C3及C3以上重组分的体积分数为13.52%,远高于设计值（3%）,使该装置产生的凝液较多,凝液主要为C3~C5组分以及少量水分。改造中增设了管线将凝液送至催化裂化装置,并将凝液管线增加伴热设施,及时将凝液排出回收利用。改造后装置运行效果良好,能将富含重组分的重整PSA解吸气中的C2及C2以上组分高效回收,并有效脱除 H2S, CO2, O2等杂质,为蒸汽裂解制乙烯装置提供合格的原料气,经济效益可提高 5 063 万元/a。     

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。     

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％。     

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。     

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。     

在炼油厂中寻找新的氢源和制氢原料

以炼油厂的二次加工干气,诸如加氢、重整、催化裂化及焦化等干气为原料,经过精制、提纯等过程后,作为制氢原料,可以降低制氢成本,以一座5．0Mt/a燃料型炼油厂为例,比较了以干气和石脑油为制氢原料,利用变压吸附回收工艺生产氢气的经济性。