提氫裝置技術(shù)操作規(guī)程

1、化工股份有限公司2400Nm/h膜滲透氣變壓吸附制氫裝置操作運(yùn)行及維護(hù)說明書四川天一科技股份有限公司變壓吸附分離工程研究所四川 成都1、 前言 本操作說明書是為淮化精細(xì)化工股份有限公司2400Nm/H膜滲透氣變壓吸附制氫裝置編寫的，用語指導(dǎo)操作人員對(duì)裝置進(jìn)行原始開車和裝置正常運(yùn)行。其主要內(nèi)容包括工藝原理、工藝流程、開停車程序、操作方法、故障判斷和相關(guān)的安全知識(shí)。本說明書是按設(shè)計(jì)條件及操作參數(shù)，在偏離設(shè)計(jì)條件不大的情況下，操作者可根據(jù)生產(chǎn)需要對(duì)操作方法及操作參數(shù)做適當(dāng)和正確的調(diào)整。但在任何情況下操作人員均不應(yīng)違反工業(yè)生產(chǎn)中普遍遵循的安全規(guī)則和慣例。本裝置采用氣相吸附工藝，因此原料氣中不應(yīng)含有任何

2、液體或固體。 本說明書主要對(duì)該裝置的工藝過程及操作方法做詳細(xì)介紹。在啟動(dòng)和操作運(yùn)轉(zhuǎn)本裝置之前，操作人員需透徹地閱讀本操作說明書，因?yàn)椴贿m當(dāng)?shù)牟僮鲿?huì)影響裝置的正常運(yùn)行，影響產(chǎn)品質(zhì)量，導(dǎo)致吸附劑的損壞，甚至發(fā)生事故，危及人身及裝置安全。 除專門標(biāo)注外，本操作說明中所涉及的壓力均為表壓，組份濃度為體積百分?jǐn)?shù)，流量均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（760mmHg、273K）下的體積流量。1、 工藝原理及過程21物流21.1原料本裝置原料為膜滲透氣。組成H2CoCO2N2+ArO2HgV%68.327.02.520.21ppm5ppm100 原料氣組成及條件如下： 流量：2400 Nm 壓力： 0。050。1Mpa 溫度：

3、40212 產(chǎn)品產(chǎn)品組成及條件如下：組份H2N+ArO2含量V%99.000.875PPm100產(chǎn)品氫氣流量：1400Nm/h產(chǎn)品氫氣壓力：0.7Mpa溫度：40213 副產(chǎn)品解吸氣產(chǎn)品組成及條件如下：組成H2COCO2N2+ArO2含量V%24.7765.286.043.60.35100解吸氣壓力：0.02Mpa溫度：40流量：1000 Nm/h 2.3 工藝原理提純氫氣的原料氣中主要成分是H2，其他雜質(zhì)組份是N2+Ar CO CO2 和O2等。 本裝置采用變壓吸附技術(shù)（Pressure Swing Adsorption,簡稱PSA）從原料氣中分離除去雜質(zhì)組份獲得提純的氫氣產(chǎn)品。 變壓吸附技

4、術(shù)是以吸附劑（多孔固體物質(zhì)）內(nèi)部表面對(duì)氣體分子的物理吸附為基礎(chǔ)，利用吸附劑在相同壓力下易吸附高沸點(diǎn)組份、不易吸附低沸點(diǎn)組份和高壓下吸附量增加（吸附組份）、減壓下吸附量減?。ń馕M份）的特性。將原料氣在壓力下通過吸附氣床層，相對(duì)于氫的高沸點(diǎn)雜質(zhì)組份被選擇性吸附，低沸點(diǎn)組份的氫不易吸附而通過吸附劑床層，達(dá)到氫和雜質(zhì)組份的分離。 然后在減壓下解吸被吸附的雜質(zhì)組份使西服劑獲得再生，以利于下一次再次進(jìn)行吸附分離雜質(zhì)。這種壓力下吸附雜質(zhì)提純氫氣、減壓下解吸雜質(zhì)使吸附劑再生的循環(huán)便是變壓吸附過程。 在變壓吸附過程中吸附床內(nèi)吸附劑解吸是依靠降低雜質(zhì)分壓實(shí)現(xiàn)的，本裝置采用的方法是：降低吸附床壓力（泄壓）抽空解吸

5、24 裝置運(yùn)行方式 運(yùn)行方式在線吸附床數(shù)同時(shí)執(zhí)行吸附步驟的吸附床數(shù)均壓次數(shù)吸附床再生步驟 622/VP622逆放.抽空.沖洗 521/VP521逆放.抽空.沖洗512/VP512逆放.抽空.沖洗25工藝流程原料氣在常壓0.05Mpa左右、溫度40左右下進(jìn)入原料氣緩沖罐，經(jīng)原料氣壓縮機(jī)加壓至0.8Mpa后，進(jìn)入由六個(gè)吸附塔組成的PSA-H系統(tǒng)，除去大部分雜質(zhì)。由PSA系統(tǒng)出來的產(chǎn)品氣在0.70Mpa左右進(jìn)入產(chǎn)品氣緩沖罐，經(jīng)穩(wěn)壓后，送往氫氣用戶。在變壓吸附系統(tǒng)中，任一時(shí)刻總有2臺(tái)吸附器處于吸附步驟，由入口端通入原料氣，在出口端獲得氫氣。每臺(tái)吸附器在不同時(shí)間依次經(jīng)歷吸附（A）、第一級(jí)壓力均衡降（E1

6、D）、第2級(jí)壓力均衡降（E2D）、順向放壓（PP）、逆向放壓（D）、抽空（V）、第2級(jí)壓力均衡升（E2R）、隔離（IS）、第1級(jí)壓力均衡升（E2R）、最終升壓（FR）等步驟。3、壓吸附工藝步驟 本裝置中變壓吸附系統(tǒng)及進(jìn)口系統(tǒng)由6臺(tái)吸附器、43臺(tái)程序控制器、以及8套調(diào)節(jié)閥通過管線連接而成。在本說明書敘述時(shí)，依所附工藝流程圖中的方式表示。每臺(tái)吸附器與程控閥相連。程控閥位號(hào)的編制說明如下： KV 0 1 0 i X塔的編號(hào)：從A到F閥門功能1吸附進(jìn)口2吸附出口3逆放4二均5一均/終沖6沖洗7抽空8抽空切換程序控制切換閥3.16-2-2/VP運(yùn)行方式（見表3-1） 現(xiàn)以吸附器T101A在6-2-2/V

7、P工藝一次循環(huán)內(nèi)經(jīng)歷10個(gè)步驟為例，對(duì)本裝置變壓吸附工藝過程進(jìn)行說明。3.1.1、吸附（A） 從原料氣壓縮機(jī)來的膜滲透氣，經(jīng)原料氣壓縮機(jī)氣液分離器除去機(jī)械水后經(jīng)流量計(jì)進(jìn)入裝置，原料氣經(jīng)由程控閥KV-0101A進(jìn)入，并自下而上通過吸附器T010A,原料氣中的雜質(zhì)組份被吸附、分離，獲得的氫氣通過程控閥KV-0101A流出，進(jìn)入產(chǎn)品氣緩沖罐V0102穩(wěn)壓，經(jīng)流量計(jì)計(jì)量后，輸出到后續(xù)工段。當(dāng)被吸附雜質(zhì)的吸附前沿（指產(chǎn)品中允許的最低雜質(zhì)濃度）移動(dòng)到吸附器一定位置時(shí)，關(guān)閉閥KV-0101A、KV-0102A停止原料氣進(jìn)入和產(chǎn)品輸出。此時(shí)吸附器中吸附前沿至出口端之間還留有一段未吸附雜質(zhì)的吸附劑。 過程壓力：

8、0.75Mpa 步驟執(zhí)行時(shí)間：240s3.1.2第一次壓力均衡降（簡稱均降、E1D） 開啟程控閥KV-0105A和KV-0105D。T0101A塔與剛結(jié)束隔離（1S）步驟的T0101D塔以出口端相連進(jìn)行第一次壓力均衡，均壓過程中T010A塔的吸附前沿朝出口端方向推進(jìn)，但仍未達(dá)到其出口端。當(dāng)兩臺(tái)吸附器壓力基本相等時(shí)，關(guān)閉閥KV-0105A一均降步驟結(jié)束（繼續(xù)開啟閥KV-0105D用于吸附器T0101D下一步終沖）。 過程壓力：0.75MPa下降至0.47MPa 步驟執(zhí)行時(shí)間：30s3.1.3、第二次壓力均衡降（簡稱二均降、E2D） 開啟程控閥KV_0104A、KV-0104E、T0101A接著與

9、剛結(jié)束抽空（V）步驟的T0101E塔以出口端相連進(jìn)行第二次壓力均衡，T0101A塔的氣體經(jīng)KV-9194A、KV-0104E進(jìn)入T0101E塔出口端，均壓過程中T0101A塔的吸附前沿繼續(xù)朝出口端方向推進(jìn)，當(dāng)兩臺(tái)吸附器壓力基本相等時(shí)，吸附前沿基本到達(dá)出口端，關(guān)閉閥KV-0104A、KV-0104E,二均降步驟結(jié)束。 過程壓力：0.47MPa下降至0.19MPa 步驟執(zhí)行時(shí)間：30s3.1.4、順向放壓（簡稱順放、PP） 開啟程控閥KV-0104A、KV-0106F,T0101A接著與正在進(jìn)行抽空(V)步驟的T0101F塔以出口端相連，T0101A塔的氣體經(jīng)KV-0104A、HV-101調(diào)節(jié)閥、

10、KV-0106F進(jìn)入T0101F塔出口端，對(duì)T0101F進(jìn)行沖洗，沖洗量由HV-101調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)控制。 過程壓力：0.19MPa下降至0.09MPa 步驟執(zhí)行時(shí)間：30s3.1.5、逆向放壓（簡稱逆放、D） 開啟閥KV-0103A,壓力較高部分解吸氣通過閥KV-0103A、限流閥V34、單向閥V35,進(jìn)入解吸氣緩沖罐V0103,壓力較低部分解吸氣通過閥KV-0103A、HV-103調(diào)節(jié)閥進(jìn)入解吸氣混合罐V0104,當(dāng)壓力降至接近常壓時(shí)，部分雜質(zhì)以解吸，關(guān)閉KV0103A,逆放步驟結(jié)束。 過程壓力：0.09MPa下降至0.02MPa 步驟執(zhí)行時(shí)間：30s3.1.6、抽空（V） 真空泵分為1#、2

11、#和3#真空泵，兩臺(tái)開，備一臺(tái)。 在抽空前期開啟閥KV-107A利用1#真空泵對(duì)吸附器T0101A進(jìn)行抽空，（同時(shí)，2#真空泵在對(duì)T0101F進(jìn)行抽空），通過進(jìn)一步降低吸附器T0101A中的壓力，使吸附劑上吸附的雜質(zhì)進(jìn)一步解吸，吸附劑進(jìn)一步再生。在抽空中期再開啟KV-0108,利用剛結(jié)束了對(duì)T0101F塔抽空的2#真空泵一起對(duì)A塔進(jìn)行抽空，進(jìn)一步降低T0101A塔的壓力，關(guān)閉KV-0108之后，繼續(xù)開啟閥KV-107A，1#真空泵對(duì)吸附器T0101繼續(xù)進(jìn)行抽空，此時(shí)，吸附器T0101A處于抽空后期，最后關(guān)閉KV-0107A抽空步驟結(jié)束；在抽空中后期，同時(shí)開啟KV-0104B,調(diào)節(jié)閥HV-101

12、,KV-0106A,從吸附器T0101B來的二均降之后的氣體進(jìn)入T0101A塔，對(duì)T0101A塔在抽空的同時(shí)進(jìn)行沖洗，其目的是使吸附塔再生更徹底。 過程壓力：由0.02MPa下降至-0.08MPa 步驟執(zhí)行時(shí)間：150s3.1.7、第二次壓力均衡升（簡稱二均升、E2R） 開啟KV-104A、KV-104C，T0101A塔與剛結(jié)束一均降（E1D）步驟的T0101C塔以出口端相連進(jìn)行壓力均衡升，均壓過程中T0101A塔的壓力升高。當(dāng)兩臺(tái)吸附器壓力基本相等時(shí)，關(guān)閉閥KV-0104A、KV-0104C，二均升步驟結(jié)束。 過程壓力：由-0.08MPa上升至0.19MPa 步驟執(zhí)行時(shí)間：30s3.1.8、

13、隔離（Is） 此時(shí)與吸附器T0101A相連的程控閥均處于關(guān)閉狀態(tài)，吸附器T0101A壓力保持不變。過程壓力：保持在0.19MPa 步驟執(zhí)行時(shí)間：60s3.1.9、第一次壓力均衡升（簡稱一均升、E1R） 開啟程控閥KV-0105A和閥KV-0105D，接著與剛結(jié)束吸附（A）步驟的T0101D塔以出口端相連進(jìn)行第二次壓力均衡升，均壓過程中T0101A塔的壓力升高。當(dāng)兩臺(tái)吸附器壓力基本相等時(shí)，關(guān)閉閥KV-0105D，一均升步驟結(jié)束。閥KV-0105繼續(xù)開啟，用于T0101A塔下一步終充。 過程壓力：0.19MPa 上升至0.47MPa 步驟執(zhí)行時(shí)間：30s3.1.10、最終升壓（簡稱終充、FR） 繼

14、續(xù)開啟閥KV-0105A和開啟終充流量調(diào)節(jié)閥HV-102，經(jīng)兩次均壓升步驟后，T0101A塔最終用產(chǎn)品氣通過調(diào)節(jié)閥HV-102限流使其逐步達(dá)到吸附壓力。當(dāng)T0101A塔的壓力與吸附壓力基本一致時(shí)，關(guān)閉閥KV-0105A和調(diào)節(jié)閥HV-102終充步驟結(jié)束。 過程壓力：0.47MPa上升至0.75MPa 步驟執(zhí)行時(shí)間：90s至此，A塔的吸附、再生過程全部結(jié)束，緊接著進(jìn)行下一步循環(huán)。關(guān)于6-2-2/VP工藝步驟及閥門開關(guān)詳細(xì)情況，見表3-1 5-2-1/VP、5-1-2/VP工藝步驟與6-2-2/VP工藝步驟相類似，只是吸附塔個(gè)數(shù)或均壓次數(shù)不同。在此就不再祥述其工藝過程。5-1-2/VP工藝步驟情況參

15、見表3-2，5-2-1/VP工藝見步驟見表3-3，其各塔組合情況請(qǐng)參見自控說明書。 過程敘述中的步驟執(zhí)行時(shí)間及過程壓力是說明性的，裝置在實(shí)際運(yùn)行中可根據(jù)原料氣流量、組成和壓力的變化，隨時(shí)對(duì)時(shí)間和壓力進(jìn)行調(diào)整。5-1-2/VP工藝步驟表分周期12345部位12341234123412341234AA1D2DPPDV2RIS1RFRB1R FRA1D2DPPDV2RISCV2RIS1RFRA1D2DPPDVDV2RIS1RFRA1D2DPPDE1D2DPPDV2RIS1RFRA5-2-1/V工藝步驟表分周期12345部位12341234123412341234AAEDPPDVERFRBERFRAE

16、RPPDVCVERFRAEDPPDVDEDPPDVERFRAEAEDPPDVERFRA4、檢測儀表和自動(dòng)控制 PSA工藝是靠周期性地切換閥門來實(shí)現(xiàn)，為是整個(gè)工藝過程能連續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)行，要求自動(dòng)控制系統(tǒng)具有較高的水平。本裝置共設(shè)置自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)5套，手操調(diào)節(jié)系統(tǒng)3套，程序控制系統(tǒng)1套，流量計(jì)量系統(tǒng)兩套。另外原料氣進(jìn)口壓縮運(yùn)行狀態(tài)顯示和真空泵的運(yùn)行狀態(tài)顯示、允許開機(jī)、急停操作允許也引入了DCS系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。41控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)411吸附塔工作壓力指示、調(diào)節(jié)、報(bào)警系統(tǒng)（PICA103） 為使PSA吸附塔的吸附壓力穩(wěn)定在給定值上，保證吸附過程的穩(wěn)定，設(shè)置了此調(diào)節(jié)回路。當(dāng)任一塔處于最終升壓步驟時(shí)，由于升壓是用產(chǎn)

17、品氣，此時(shí)如產(chǎn)品氣輸出量不變，就會(huì)造成處于吸附步驟那個(gè)塔的壓力下降而影響吸附工況。因此，必須及時(shí)調(diào)節(jié)閥PV103開度，即改變產(chǎn)品氣輸出量，使處于吸附狀態(tài)的吸附塔壓力穩(wěn)定在給定值上，以保證吸附壓力的穩(wěn)定。當(dāng)吸附壓力低于某一設(shè)定值時(shí)，DCS監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)聲光報(bào)警提示。412產(chǎn)品氫氣緩沖罐出口壓力指示、調(diào)節(jié)系統(tǒng)（PICA104） 為了保證產(chǎn)品氣緩沖罐（V0102）不超壓，設(shè)置了此調(diào)節(jié)回路。當(dāng)產(chǎn)品氣緩沖罐（V0102）壓力較高時(shí)，調(diào)節(jié)閥PV104自動(dòng)開啟，產(chǎn)品氫氣放空至富氫回收裝置，當(dāng)產(chǎn)品氣緩沖罐（V0102）壓力較低時(shí)，調(diào)節(jié)閥PV104自動(dòng)關(guān)閉，保證產(chǎn)品氣緩沖罐（V0102）處于安全工作狀態(tài)。413終

18、充流量手操控制系統(tǒng)（HPC102/KS101） 在終充時(shí)間內(nèi)，該回路能保證終充流量基本恒定，以減少凈化氣輸出量的波動(dòng)并保證在終充結(jié)束時(shí)吸附塔壓力接近或等于吸附壓力，以防止吸附壓力波動(dòng)。當(dāng)程序處于一均步驟時(shí)，HV102關(guān)閉。414順放、沖洗氣流量手操控制系統(tǒng)（HPC101/KS101）當(dāng)吸附塔處于沖洗時(shí)，可對(duì)吸附塔進(jìn)行沖洗，沖洗氣量的控制會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量和吸附劑解吸，本系統(tǒng)通過手操調(diào)節(jié)閥HV101，控制沖洗氣量。415原料氣緩沖罐進(jìn)口壓力指示、超壓報(bào)警、放空調(diào)節(jié)系統(tǒng)（PICAH101） 當(dāng)變壓吸附系統(tǒng)發(fā)生故障會(huì)造成系統(tǒng)進(jìn)口壓力突然增高，為防止壓縮機(jī)入口超壓，設(shè)此操作調(diào)節(jié)、報(bào)警系統(tǒng)。原料氣放空至富氫

19、回收裝置。416原料氣壓縮機(jī)進(jìn)口壓力指示、低壓調(diào)節(jié)、報(bào)警系統(tǒng)（PICAL102A）原料氣壓縮機(jī)C0101服務(wù)于變壓吸附系統(tǒng)，為保證原料氣壓縮機(jī)C0101工作平穩(wěn)，設(shè)此調(diào)節(jié)系統(tǒng)。當(dāng)壓縮機(jī)進(jìn)口壓力低于一設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)閥PV102會(huì)自動(dòng)開大，反之則關(guān)小，達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的目的。417解吸氣緩沖罐出口壓力指示、調(diào)節(jié)系統(tǒng)（PIC105）反作用設(shè)置調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)解吸氣混合罐壓力高于設(shè)定壓力時(shí)調(diào)節(jié)閥PV105會(huì)自動(dòng)關(guān)小，反之則開大，從而達(dá)到穩(wěn)定解吸氣輸出壓力，防止逆放氣波動(dòng)的目的。418解吸氣流量手操控制系統(tǒng)（HPC103/KS101）在逆放前，由微機(jī)超前發(fā)出信號(hào)，HV-103提前關(guān)閉到一定開度，以防止高壓逆放氣

20、對(duì)再生系統(tǒng)的擾動(dòng)。逆放開始后延后發(fā)出信號(hào)是HV-103恢復(fù)調(diào)節(jié)：在逆放后期HV-103開度由小到大，使解吸氣輸出壓力和流量相對(duì)穩(wěn)定。42流量計(jì)量系統(tǒng)421原料氣流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)（FIQ101）該系統(tǒng)用于集中指示，累積和趨勢記錄原料氣的流量，反映裝置的生產(chǎn)能力及生產(chǎn)效率，為經(jīng)濟(jì)核算提供依據(jù)。422產(chǎn)品氣流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)該系統(tǒng)用于集中指示，累積和趨勢記錄成品氣的流量，反映裝置的生產(chǎn)能力及生產(chǎn)效率，為經(jīng)濟(jì)核算提供依據(jù)。43檢測系統(tǒng)431產(chǎn)品氣純度分析記錄報(bào)警系統(tǒng)（ARA101）該系統(tǒng)用于集中指示，累積和趨勢記錄成品氣的純度，并提供低限報(bào)警。檢測點(diǎn)為吸附塔出口和產(chǎn)品緩沖罐出口。44控制系統(tǒng)441程序控制系

21、統(tǒng)（KS101）該控制系統(tǒng)按預(yù)先設(shè)定的運(yùn)行方式步位步驟關(guān)系輸出420mA DC的電流信號(hào)，經(jīng)電磁先導(dǎo)閥將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成氣信號(hào)，并經(jīng)功率放大器放大后驅(qū)動(dòng)程序控制閥，實(shí)現(xiàn)變壓吸附步驟的切換。系統(tǒng)回路圖見土41：程 序 控 制 閥變壓吸附器DCS電 磁 閥本裝置采用定時(shí)控制（變壓吸附循環(huán)時(shí)間根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間運(yùn)行，當(dāng)原料氣參數(shù)變化時(shí)，由人工改變?cè)O(shè)定值以滿足新的工況要求）?？刂葡到y(tǒng)常用功能鍵簡介如下：置零：按下置零鍵，變壓吸附工藝步驟即回到初始狀態(tài)，程序從頭運(yùn)行。暫停：按下暫停鍵，變壓吸附工藝步驟不切換并保持原有狀態(tài)，所有程控閥的開關(guān)保持原有狀態(tài)；消除暫停鍵，變壓吸附工藝步驟從原有狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。步進(jìn)：按

22、下步進(jìn)鍵，變壓吸附程序運(yùn)行切換到下一位。自檢：按下自檢鍵，輸出控制信號(hào)切斷，所有程控閥關(guān)閉；程序仍運(yùn)行但無信號(hào)輸出手動(dòng)/自動(dòng)：在手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，程控閥的動(dòng)作由手動(dòng)開關(guān)控制；自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，程控閥的動(dòng)作由自動(dòng)控制系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)具體的操作說明見程序控制系統(tǒng)說明書5、開車開車分為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)定將某些閥及控制點(diǎn)設(shè)定好后即可啟動(dòng)。5.1初次開車前的準(zhǔn)備工作 在裝置安裝完成后，所有的過程控制系統(tǒng)和檢測儀表、自動(dòng)調(diào)解控制系統(tǒng)和動(dòng)力設(shè)備通過調(diào)試合格的前提下，本裝置可以進(jìn)入開車階段。最初的開車前應(yīng)做如下準(zhǔn)備工作：511、設(shè)備檢查主要檢查吸附器的上下過濾網(wǎng)、清

23、除所有容器內(nèi)的污物，拆除所有不需要的盲板512、空氣吹掃清除設(shè)備和管道中的焊渣等污物513、氣密試驗(yàn)裝置完成設(shè)備檢查、空氣吹掃之后，采用清潔干燥的氮?dú)鈾z查和確保所有設(shè)備、閥門和管道在其最高工作壓力下的氣密性能。514、吸附劑裝填按裝填方案進(jìn)行515、再次氣密試驗(yàn)系統(tǒng)置換吸附劑裝填完成之后，采用清潔干燥的氮?dú)庠俅?個(gè)塔進(jìn)行氣密試驗(yàn)，確保塔無泄露，用壓力.04-0.6MPa，溫度2030度，純度大于或等于99.5%，流量大于或等于200NM3的氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)，直至系統(tǒng)O2小于或等于0.5%。516、泄壓在裝置經(jīng)過氮?dú)庵脫Q后，設(shè)備和管道還存有一定的壓力，可通過步近操作方式，將系統(tǒng)內(nèi)的壓力經(jīng)放空管道降至

24、常壓。52投料運(yùn)行 在裝置經(jīng)過氣密試驗(yàn)和氮?dú)庵脫Q后，可進(jìn)入投料運(yùn)行階段。521啟動(dòng)開啟下列閥門：安全閥前后的截止閥、調(diào)節(jié)閥前后的截止閥、壓力表和壓力變送器前的截止閥、儀表空氣總閥和裝置中所有儀表空氣閥門前后的截止閥。接通所有儀表電源。檢查在線的檢測儀器和自動(dòng)控制系統(tǒng)是否正常，對(duì)氫分析儀通電前一定要先通氣后通電；停氫分析儀則先斷電后停止通氣。在啟動(dòng)過程中原料氣進(jìn)入裝置經(jīng)變壓吸附過程后，不合格產(chǎn)品可根據(jù)情況，暫時(shí)通過調(diào)節(jié)閥PV-104回富氫回收裝置或閥V38進(jìn)入放空總管放空；解吸氣緩沖罐超壓可通過V-40、解吸氣混合罐超壓可通過V-46放空。522主要控制指標(biāo)序號(hào)控制點(diǎn)名稱控制點(diǎn)位號(hào)控制指標(biāo)一壓力

25、MPA1V0101原料氣緩沖入口PICA-1010.050.08（高報(bào)警值0.15）2C0101AC壓縮機(jī)入口PICA-1010.050.08（高報(bào)警值0.01）3C0101AC壓縮機(jī)出口PICA-1070.8（高報(bào)警值0.9）4T0101AF出口壓力PICA-1030.75（低報(bào)警值0.7）5V0102CP解吸氣出口PICA-1040.76T0101吸附器工作壓力PR106AF-0.080.757V0104解吸氣混合罐入口PICA-1050.02二流量NM3/hCC0101AC壓縮機(jī)出口流量FIQ-10124002V0103產(chǎn)品氣緩沖罐出口流量FIQ-1021407三純度1產(chǎn)品質(zhì)量純度ARA

26、-101氫氣純小于或等于99%5.2.3調(diào)節(jié)閥及鍵盤時(shí)間設(shè)定 調(diào)節(jié)閥設(shè)定表儀表位號(hào)操作閥門代號(hào)調(diào)節(jié)設(shè)定值PICA-101PV-1010.15MPaPICA-102PV-1020.01MPaPICA-103PV-1030.70.75MPaPICA-104PV-1040.7MPaPICA-105PV-1050.02MPaHPC-101HV-1011/4HPC-102HV-1021/6HPC-103HV-1031/6設(shè)定各步位時(shí)間值步驟壓力（MPa）溫度（度）（大于或等于）時(shí)間（S）吸附A0.7540240均壓降1（E1D）0.474030均壓降2（0.194030順放（PP）0.094030逆放（

27、D）0.024030抽真空（V）0.0840150均壓升2（E2R）0.194030隔離（IS）0.194060均壓升1（E1R）0.474030終充（FR）0.754090循環(huán)時(shí)間690524投料啟動(dòng)5241在操作鍵盤上啟動(dòng)6-2-2/PV工藝程序。5242緩慢開啟原料輸入閥V01、V02原料氣進(jìn)入緩沖罐。5，243啟動(dòng)原料氣壓縮機(jī)（壓縮機(jī)操作見隨機(jī)操作見隨機(jī)資料）再根據(jù)壓縮機(jī)操作方法把原料氣送進(jìn)PSA系統(tǒng)。5244開啟真空泵，抽空氣經(jīng)冷卻后進(jìn)入解吸氣混合罐。5245吸附器的吸附壓力每上升0。1Mpa，手動(dòng)步進(jìn)一次。如果原料氣量不足，可置暫停，同時(shí)記錄并調(diào)整吸附時(shí)間。5246在操作鍵盤上調(diào)整

28、調(diào)節(jié)閥HV-102的開度，使終充壓力達(dá)到工藝要求。5247當(dāng)吸附壓力將達(dá)到0。75Mpa時(shí)，使過程控制系統(tǒng)完全在定時(shí)狀態(tài)下進(jìn)行。5248當(dāng)產(chǎn)品純度合格和吸附壓力將達(dá)到0。75Mpa后，逐步增加原料輸入閥的開度，直至達(dá)到規(guī)定的原料氣流量。5249當(dāng)產(chǎn)品純度合格后，關(guān)閉產(chǎn)品氣放空閥V38、或回收閥PV104，開啟產(chǎn)品氣輸出閥V47、V48；V49、V50，將產(chǎn)品氣送往氫氣后續(xù)工段。52410在保證產(chǎn)品純度的前提下，隨時(shí)調(diào)整吸附時(shí)間。52411當(dāng)原料氣流量達(dá)到設(shè)計(jì)要求范圍時(shí)，裝置進(jìn)入正常運(yùn)行下的操作。53正常運(yùn)行下的操作為了取得良好的運(yùn)行性能，在運(yùn)行期間要檢查和調(diào)整下列項(xiàng)目：531吸附步驟為了使裝置

29、達(dá)到設(shè)計(jì)要求，吸附塔在設(shè)計(jì)壓力下運(yùn)行是很重要的，吸附壓力的穩(wěn)定，主要取決于吸附壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)PICA-103的調(diào)節(jié)，即使處于吸附狀態(tài)的吸附塔壓力，穩(wěn)定在給定值上，要改變吸附壓力，只需改變給定值即可達(dá)到目的。原料氣流量波動(dòng)過大也會(huì)影響吸附壓力的穩(wěn)定。532均壓步驟由于存在阻力的原因，兩個(gè)塔之間均壓不會(huì)完全一樣，要求均壓后的壓差在0。005Mpa以內(nèi)，設(shè)定的均壓時(shí)間只要滿足實(shí)際均壓達(dá)到平衡所需的時(shí)間即可。533最終升壓力步驟 最終升壓終的壓力應(yīng)該在切換時(shí)正好基本上達(dá)到吸附壓力。如果終充量過小，終充結(jié)束時(shí)塔壓力未達(dá)到吸附壓力，在該塔轉(zhuǎn)為吸附步驟初期，將有一短時(shí)間需要升壓而使原料氣流量猛增，并引起附

30、壓力波動(dòng)。如果終充流量過大，那么在吸附步驟初期又將有大量的產(chǎn)品被用于終充而致使短時(shí)間內(nèi)無產(chǎn)品輸出。534逆放步驟 吸附塔在逆放過程時(shí)，開啟KV-107閥，應(yīng)保證在規(guī)定的時(shí)間，使吸附塔壓力降到0。02Mpa，避免較高的壓力沖擊真空泵。535抽空步驟 抽空步驟是吸附劑再生的重要步驟，應(yīng)保證抽空時(shí)解吸壓力足夠低，并且在最低壓力時(shí)保持一段時(shí)間，以使吸附劑上吸附的雜質(zhì)充分解吸。536產(chǎn)品質(zhì)量一個(gè)吸附塔具有固定的負(fù)載能力，因此在一個(gè)吸附再生循環(huán)里只能處理一定數(shù)量的原料氣,如果循環(huán)時(shí)間過長，由于導(dǎo)入的原料氣過多會(huì)造成H2質(zhì)量的降低；而吸附時(shí)間過短，會(huì)造成吸附劑的利用率降低和H2的回收率降低。循環(huán)時(shí)間的調(diào)整必

31、須謹(jǐn)慎地進(jìn)行，因?yàn)镠2濃度的變化要滯后一段時(shí)間才能反映出來。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，純度越高，產(chǎn)品組分回收率相應(yīng)降低，所以操作中不應(yīng)單純追求產(chǎn)品的純度，而要根據(jù)實(shí)際需要出發(fā)，選擇適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品純度以獲得較高的效益，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)產(chǎn)品純度和產(chǎn)品回收率較好，從趨勢記錄中可以看到原料氣、產(chǎn)品氣和解吸氣壓力、流量會(huì)呈現(xiàn)一些小的波動(dòng)，但在每個(gè)分周期內(nèi)其趨勢是一致的。如某一分周期與正常趨勢有偏差，就可能存在故障，要分析原因，盡快找出故障，并進(jìn)行處理。5.4裝置停車和停車后的再啟動(dòng) 裝置停車一般分為三種情況：一種是正常停車，即事前有計(jì)劃，有安排的停車；一種是臨時(shí)停車，由于裝置出現(xiàn)小的故障

32、、電源故障或其他原因引起的臨時(shí)停車；另一種是緊急停車，裝置出現(xiàn)大的故障、電源故障或其他原因引起的停車。5.4.1正常停車 正常停車應(yīng)作好停車前后的處理工作，處理方法與停車的時(shí)間長短有關(guān)，這樣又分為短時(shí)間停車和長時(shí)間停車。5.4.1.1短時(shí)間停車：l 停原料氣壓縮機(jī)l 程序暫停，自檢l 關(guān)閉產(chǎn)品輸出閥，開啟富氫氣回收閥。l 停真空泵l 利用原料氣進(jìn)口閥V01逐步降低原料氣流量，循環(huán)一段時(shí)間以凈化各吸附器，最后關(guān)閉V01閥l 關(guān)閉解吸氣出口閥l 停程序控制系統(tǒng)電源、停分析儀和其他儀表電源5.4.1.2長時(shí)間停車l 先利用原料氣進(jìn)口閥V01逐步降低原料氣流量，循環(huán)一端時(shí)間以凈化各吸附器，最后關(guān)閉V0

33、1閥 l 其余步驟與短時(shí)間停車相同l 停車時(shí)間較長，最好用大于或等于99.5%氮?dú)鈱?duì)吸附塔充壓至0.2MPa并保壓5.4.2臨時(shí)停車l 原料氣進(jìn)口閥V01l 停原料氣壓縮機(jī)l 將控制系統(tǒng)設(shè)定為暫停和自檢狀態(tài)l 關(guān)閉產(chǎn)品輸出閥和解吸氣出口閥l 停程序控制系統(tǒng)電源，裝置內(nèi)各吸附器壓力保持在停車時(shí)狀態(tài)l 停真空泵l 停分析儀和其他儀表電源5.4.3緊急停車當(dāng)變壓吸附系統(tǒng)出現(xiàn)故障或電源故障時(shí)，應(yīng)進(jìn)行緊急停車。*停程序控制系統(tǒng)電源，所有的程控閥自動(dòng)處于關(guān)閉狀態(tài)*關(guān)閉原料氣進(jìn)口閥V01*停原料氣壓縮機(jī)*停真空泵*關(guān)閉產(chǎn)品氣輸出閥*停分析儀和其他儀表電源544停車后開車5441臨時(shí)停車和緊急停車后的再開車*

34、首先檢查各吸附器的壓力是否與停車的壓力狀態(tài)一致，否則應(yīng)重新調(diào)整和確定開車部位，以避免超壓放空產(chǎn)生*如吸附器壓力工況與步位設(shè)計(jì)壓力相差太大，可通過手動(dòng)開啟相應(yīng)的程控閥進(jìn)行壓力調(diào)整，是吸附器壓力工況與運(yùn)行步驟相對(duì)應(yīng)*開啟其余儀表電源，并檢查PV-101、PV-102、PV-103、PV-104、PV-105等閥的各調(diào)節(jié)系統(tǒng)是否處于自動(dòng)狀態(tài)*啟動(dòng)程序控制系統(tǒng)*開原料氣進(jìn)口閥V01、解吸氣出口閥*啟動(dòng)原料氣壓縮機(jī)、真空泵*調(diào)節(jié)閥HV101、HV102、HV103*當(dāng)產(chǎn)品合格后，緩慢開啟產(chǎn)品輸出閥，停止放空。*在保證產(chǎn)品合格的基礎(chǔ)上，逐步調(diào)整原料氣流量和吸附時(shí)間使之達(dá)到設(shè)計(jì)植5442短期停車和長期停車后

35、的再開車與初次開車方法大體相同，請(qǐng)參見5。2節(jié)。6、故障與處理方法發(fā)生故障是指界外條件供給失?；蜻\(yùn)行過程中操作失靈或某一部分失靈，引起產(chǎn)品純度下降，以致ARA-101報(bào)警，但在故障原因尚未確定之前裝置不需停運(yùn)，應(yīng)繼續(xù)觀察，此時(shí)不合格氫氣將通過V38去放空，待故障判明后決定停運(yùn)或繼續(xù)運(yùn)行。如系統(tǒng)出現(xiàn)重大問題，則應(yīng)緊急停車。比較可能發(fā)生的故障有以下幾個(gè)方面：*界外條件供給失常*操作失靈*裝置故障61界外條件供給失常611原料氣帶水過多由于本裝置的前序工段故障或操作失誤，使水大量進(jìn)入吸附塔導(dǎo)致吸附劑失效，此時(shí)應(yīng)迅速關(guān)閉原料氣進(jìn)口閥，排除進(jìn)入本裝置的水分，然后視帶水情況決定是否繼續(xù)運(yùn)行或停運(yùn)。612停

36、電停電致使程序控制系統(tǒng)不能正常工作，由于程序控制系統(tǒng)無信號(hào)輸出，所有程控閥自動(dòng)關(guān)閉，使裝置處于停運(yùn)狀態(tài)，相當(dāng)于緊急停車。請(qǐng)按緊急停車處理6.1.3、儀表空氣壓力下降 本裝置要求儀表壓力不低于0.4MPa。一旦儀表空氣壓力波動(dòng)大，下降幅度大，甚至停氣將使氣動(dòng)程控閥無法開或關(guān)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)儀表失調(diào)，導(dǎo)致程序和全系統(tǒng)自控紊亂，產(chǎn)品氣不合格，此時(shí)應(yīng)停車處理。儀表空氣壓力應(yīng)在0.40.6MPa。6.2操作失誤 PSA過程是否正常關(guān)鍵是看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PSA過程是周期性循環(huán)過程，因此只要一個(gè)塔再生惡化，就會(huì)很快波及和污染到其他塔，最終導(dǎo)致凈化氣質(zhì)量的下降。6

37、.2.1原料氣處理量增大而未及時(shí)縮短周期時(shí)間 吸附塔內(nèi)的吸附機(jī)劑對(duì)雜質(zhì)的吸附能力是定量的，一旦處理量增大就應(yīng)該相應(yīng)縮短周期時(shí)間，以使原料氣帶入的雜質(zhì)質(zhì)量不超過吸附劑能承受的能力。如不及時(shí)調(diào)整吸附時(shí)間，雜質(zhì)就會(huì)很快污染產(chǎn)品。6.2.2產(chǎn)品氫氣純度與回收率 根據(jù)工藝原理可知，產(chǎn)品氫氣純度與回收率呈反比關(guān)系。當(dāng)產(chǎn)品氫氣純度越高，氫氣的回收率越低；反之，產(chǎn)品氫氣純度越低，氫氣回收率越高。在實(shí)際操作中不應(yīng)片面追求產(chǎn)品氫氣純度，而應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)的實(shí)際需求調(diào)節(jié)氫氣純度，以得到較好的氫氣回收率。6.3裝置故障6.3.1二位五通電磁閥故障l 二位五通電磁閥的排氣孔始終有氣體不斷排出，一是由于電磁閥內(nèi)密封圈損壞，二是

38、二位五通電磁閥內(nèi)滑塊不到位。 處理方法：應(yīng)停車或通過程序切換停用與之對(duì)應(yīng)的吸附器后更換功率放大器。l 二位五通電磁閥的線圈燒壞，以致DCS控制系統(tǒng)輸出訊號(hào)中斷。 處理方法：應(yīng)停車或通過程序切換停用與之對(duì)應(yīng)的吸附器后更換線圈或電磁閥。6.3.2程序控制系統(tǒng)故障故障可能表現(xiàn)在無信號(hào)輸出，程序不切換，停留于某一狀態(tài)，次序執(zhí)行紊亂。故障及處理祥見程序控制器技術(shù)手冊(cè)的有關(guān)章節(jié)。6.3.3程序控制閥故障 故障可能表現(xiàn)在程控閥內(nèi)漏、外漏、閥門半開半閉或不能啟閉。故障及處理祥見程序控制閥技術(shù)手冊(cè)。6.4產(chǎn)品純度從不合格狀態(tài)到合格狀態(tài)的調(diào)整方法 產(chǎn)品純度下降表明吸附器在吸附步驟中雜質(zhì)組分以達(dá)到吸附器的出口 端，

39、其原因是操作調(diào)節(jié)不當(dāng)或自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障。一旦找出原因，經(jīng)過處理后應(yīng)盡快恢復(fù)至正常狀態(tài)?；謴?fù)的方法有效方法之一是低負(fù)荷（小的處理氣量）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)合起來效果更好，產(chǎn)品純度恢復(fù)越快，但注意縮短循環(huán)時(shí)間要保證最終升壓、逆放、抽空步驟所需的基本時(shí)間，此時(shí)調(diào)節(jié)閥HV-102應(yīng)適當(dāng)增加開度。7.安全技術(shù)7.1概述 安全生產(chǎn)是關(guān)系到人民生命、國家財(cái)產(chǎn)安全大事，是國家根本性政策，也是一項(xiàng)群眾性的工作。因此操作人員應(yīng)該掌握有關(guān)的安全生產(chǎn)基本知識(shí)，自覺遵守有關(guān)的規(guī)章制度，確保實(shí)現(xiàn)安全、文明生產(chǎn)。 本裝置原料氣和產(chǎn)品切中都含有大量的氫氣，按GB4368-85的火災(zāi)分類法屬C類火災(zāi)；

40、按GBJ16-87生產(chǎn)火災(zāi)危險(xiǎn)性分類的規(guī)定本界區(qū)為甲類；按爆炸危險(xiǎn)場所劃分的規(guī)定，本界區(qū)設(shè)備和程控閥布置區(qū)為Q-3級(jí)場所（正常情況下不能形成，在不正常情況下形成爆炸性混合物可能性較小的場所）7.2有關(guān)氣體性質(zhì)介紹 本裝置是利用變壓吸附技術(shù)從變換氣中提取氫氣，涉及的工業(yè)氣體中含有大量H2、CO、CO2等其他各種的氣體，下面將有關(guān)氣體的性質(zhì)作一簡要介紹：7.2.1 氫氣 眾所周知，氫氣是一種易燃易爆氣體，在大氣壓力和室溫下系無色、無味、無度的氣體，它的沸點(diǎn)很低（20.4K），同時(shí)也無腐蝕性，但在高溫下（260度）它將腐蝕某些金屬，如碳鋼，它與金屬中碳起作用產(chǎn)生“氫脆”。氫是所有元素中最輕的一種，原子量為1，對(duì)空氣的比重為0.07，密度最小。它具有高度的滲透性。氫氣在空氣或氧氣中于一定條件下（指有火源或催化劑等）能產(chǎn)生爆炸，其爆炸范圍見表八。氫氣不能供給呼吸，故在高濃度下能使人窒息，氫氣的自然點(diǎn)為560度。 表八 氫氣在氧氣中和空氣中爆炸范圍氫的