天然气转化制氢装置ＰＳＡ系统操作法.doc

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1、 天然气转化制氢装置系统操作法1.1说明制氢装置单元处理能力为30000Nm3/h，采用气相吸附工艺，因此原料气中不应含有任何液体或固体。除专门标注外，本操作运行说明书所涉及的压力均为表压，组份浓度为体积百分数，流量均为标准状态（760mmHg，273.15K）下的体积流量。1.2装置概况1.2.1物料1.2.1.1原料单元处理的原料为变换气，其详细规格如下： 温度 40 压力 2.6MPa（G） 流量 44351Nm3/h 组成 mol% H2 74.29 CO 2.44 CO2 17.99 CH4 4.99 H2O 0.29合计 100.00 1.2.1.2产品本装置的主要产品为氢气，用作

2、加氢装置原料；副产品为解吸气，用作转化炉燃气。在实际生产中，产品氢的纯度可通过改变PSA装置的操作条件进行调节，而解吸气的组成也会随原料气和产品气的不同而不同。 以下为设计的产品气规格：1) 产品氢气 温度 40 压力 2.5MPa（G） 流量 30000Nm3/h 组成 mol% H2 99.9 CH4 0.1 CO+CO2 20ppm 合计 100.002) 副产解吸气(燃料气) 温度 40 压力 0.03MPa（G） 流量 14351Nm3/h 组成 mol% H2 22.42 CO 7.36 CO2 54.29 CH4 11.06 H2O 0.87 合计 100.001.2.2工艺原理

3、1.2.2.1工艺原理变换气中的主要组份是H 2，其它杂质组份有CO、CO2、CH4、水等。单元由10塔变压吸附氢提纯系统（PSA）组成，在变压吸附氢提纯系统脱除大部分杂质组份，得到纯净的氢气产品。变压吸附原理是利用不同气体组份相同压力下在吸附剂上的吸附能力不同和同一气体组份不同压力下在吸附剂上的吸附容量有差异的特性，来实现对混合气中某一组份的分离提纯。变换气中氢是吸附能力最弱的组份，吸附压力下变换气中的其它强吸附组份被吸附在固体相吸附剂中，在吸附塔出口端获得弱吸附组份产品氢气。通过降压、逆放和冲洗方式使强吸附组份从吸附剂上脱附出来，吸附剂得到再生，用于下一个吸附分离过程。十个吸附塔交替循环操

4、作，达到连续制取氢气的目的。 1.2.2.2工艺流程 工艺流程简图由图1示出。原料气 产品氢气 解吸气 图1 工艺流程简图2.6MPa、40的原料气进入单元，经气液分离罐分离掉液体组份后进入十个吸附塔组成的变压吸附系统（PSA）。变压吸附系统中原料气自下而上通过正处于吸附步骤的吸附塔（T4101AJ），杂质组份被吸附在吸附剂上，在吸附塔的出口端获得的弱吸附组份氢在压力2.5MPa下送出装置。吸附在吸附剂上的杂质组份通过逆放和冲洗方式解吸出来，逆放初期压力较高（0.1MPa）的部分逆放气经过解吸气缓冲罐4102，经调节降压进入解吸气混合罐4103，逆放后期压力较低（0.05MPa）的部分逆放气和

5、冲洗再生气直接进入解吸气混合罐，混合罐中的解吸气送至转化炉顶作为辅助燃料燃烧。 1.2.2.3. PSA的正常操作中变气在2.772.6MPa，41040通过换热冷却水分，离除去可有夹带的液态物质后，进入10个吸附塔（T4101 AJ）及83个程控阀和5组调节阀组成的变压吸附系统。采用10塔操作，二塔同时进料吸附，四次均降四次均升，常压解吸。原料气由入口端自下而上通过两个正处吸附步骤的吸咐塔，塔内装填的吸附剂吸附非氢物质，氢组分作为产品气从出口端流出去用氢装置。其它九个塔分别进行其它步骤的操作。这十个塔交替循环工作，时间上互相交错，以此达到原料气不断输入，产品气不断输出目的。变压吸附过程的几个

6、步骤由DCS控制完成。PRCA-4702是控制吸附塔压力的P=2.6MPA。PRCA4703总控制产品氢出压，PRC-4704是控制顺放罐V4101压力，PICA-4705是控制逆放气罐压力：0.3MPA。1.2.2.4工艺设备表1 单元配备的设备和功用列表见表28：设备和功用表设备名称位 号数量(台)作用顺放气罐V41011顺放气储罐吸附器T4101A-J10分离原料气中的杂质组份解吸气缓冲罐V41021输出压力波动解吸气混合罐V41031减少压力解吸气热值均匀本单元共由 10 台吸附塔组成，其中 2 台始终处于吸附状态，其余 8 台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 8

7、3 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： KV 47 吸附塔号：AJ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-双系列冲洗管线隔断阀10-顺放公共阀 表示变换气 PSA 氢提纯工段 表示程序控制阀 1.4.2工艺条件与装置处理能力的关系原料气组成：吸附塔的处理能力与原料气组成的关系很大。原料气中氢含量越高时，吸附塔的处理能力越大；原料气杂质含量越高，特别是净化要求高的有害杂质含量

8、 （对本装置而言主要是 CO）越高时，吸附塔的处理能力越小。原料气温度：原料气温度越高，吸附剂的吸附量越小，吸附塔的处理能力越低。吸附压力：原料气的压力越高，吸附剂的吸附量越大，吸附塔的处理能力越高。解吸压力：解吸压力越低，吸附剂再生越彻底，吸附剂的动态吸附量越大，吸附塔的处理能力越高。产品纯度：产品纯度越高，吸附剂的有效利用率就越低，吸附塔的处理能力越低。1.4.3氢气回收率的影响因素由于PSA装置的氢气损失来源于吸附剂的再生阶段，因而吸附塔的处理能力越高，则再生的周期就可以越长，单位时间内的再生次数就越少，氢气损失就越少，氢回收率就越高。不同工艺流程下的氢气回收率：在不同的工艺流程下，所能

9、实现的均压次数不同，吸附剂再生时的压力降也就不同，而吸附剂再生时损失的氢气量随再生压力降的增大而增大。一般来讲，PSA流程的均压次数越多，再生压力降越小，氢气回收率越高。但从另一方面考虑，均压次数如果过多，容易将部分杂质带入下一吸附塔并在吸附塔顶部形成二次吸附，从而使该塔在转入吸附时因顶部被吸附的杂质随氢气带出而影响产品氢纯度。对于冲洗流程和真空流程来讲，冲洗流程需消耗一定量氢气用于吸附剂再生，而真空流程则是通过抽真空降低被吸附组分的分压使吸附剂得到再生，故采用冲洗流程时，氢气回收率较低，但真空流程能耗较高。产品氢纯度与氢回收率的关系：在原料气处理量不变的情况下，产品氢纯度越高，穿透进入产品氢

10、中的杂质量越少，吸附剂利用率越低，每次再生时从吸附剂死空间中排出的氢气量越大，氢气回收率越低。吸附压力对氢气回收率的影响：在一定的范围内，吸附压力越高，吸附剂对各种杂质的动态吸附量越大。在原料气处理量和产品氢纯度不变的情况下，吸附循环周期越长，单位时间内解吸次数越少，氢气回收率越高。冲洗过程对氢气回收率的影响：由于被吸附的大量杂质是通过用部分氢气的回流冲洗而解吸，故冲洗时间的长短、冲洗气量的大小、冲洗速度的快慢都将影响氢气的回收率。一般来讲，冲洗时间越长，冲洗过程越均匀，冲洗气量越大，吸附剂的再生越彻底，在纯度不变的情况下，吸附时间越长，氢气回收率越高。但是，由于本装置的冲洗气来自均压结束后的

11、顺放过程，如需加大冲洗气量，则顺放过程压力降太大，将会引起部分杂质穿透，反而不利于冲洗。吸附时间(或吸附循环周期)对氢气回收率的影响：在原料气流量和其他工艺参数不变的条件下，延长吸附时间就意味着单位时间内的再生次数减少，再生过程损失的氢气也就越少，氢气回收率越高。但是，在同样条件下，吸附时间越长，进入吸附剂床层的杂质量越大，因吸附剂动态吸附量不变，故穿透进入产品氢的杂质量将增大，这势必会使产品氢纯度下降。由此可见，吸附时间的改变将同时影响产品氢的纯度和收率。在PSA制氢装置的实际操作过程中，为了提高PSA装置运行的经济性，我们应在保证产品氢中杂质含量不超标的前提下，尽可能的延长吸附时间以提高氢

12、气回收率。这是PSA装置吸附时间参数设定的基本原则。综上所述，为了提高氢气回收率进而提高装置的经济效益，在原料气组成、流量以及温度一定的情况下应尽量提高吸附压力、降低解吸压力、延长吸附时间、降低产品纯度（在允许范围内）1.4.4产品氢纯度的影响因素原料气流量对纯度的影响：在气体工艺条件及工艺参数不变的条件下，原料气流量的变化对纯度的影响很大，原料气流量越大，每一循环周期内进入吸附塔的杂质量越大，杂质也就越容易穿透，产品氢纯度越低。相反，原料气流量减小，则有利于提高产品氢纯度。解吸再生条件对产品氢纯度的影响：如前所述，在常压冲洗再生的情况下，一方面因要消耗部分产品气用于吸附剂再生，氢气回收率较低

13、；另一方面，因吸附剂再生不彻底，吸附剂动态吸附量较小，因而若原料气流量不变，则产品氢纯度下降。与之相比，采用真空解吸再生时，吸附剂动态吸附量大，吸附剂再生彻底，不仅有利于提高氢气回收率，也提高了产品氢纯度。均压次数对产品氢纯度的影响：原料气处理量和吸附循环周期不变，均压次数越多，均压过程的压力降越大，被吸附的杂质也就越容易穿透进入下一吸附塔并在吸附剂床层顶部被吸附，致使该塔在转入下一次吸附时杂质很容易被氢气带出，影响产品氢纯度。1.5工业吸附分离流程的主要工序吸附工序在常温、高压下原料气进入吸附床，吸附剂将杂质吸附，获得产品氢气。减压工序通过一次或多次的均压降压过程，将床层死空间氢气回收。顺放

14、工序通过顺向减压过程获得吸附剂再生的冲洗气源，逆放工序逆着吸附方向减压使吸附剂获得部分再生冲洗（抽真空）工序用产品氢冲洗(或抽真空)降低杂质分压，使吸附剂完成最终的再生。(本装置采用冲洗再生)升压工序通过一次或多次的均压升压和产品气升压过程使吸附塔压力升至吸附压力，为下一次吸附作好准备本装置主流程的工序包括：吸附、一均降、二均降、三均降、四均降、顺放、逆放、冲洗、四均升、三均升、二均升、一均升、产品氢终升共十三个工艺步序。2.PSA工艺流程说明2.1流程简述来自转化部分的压力2.5MPaG、温度40的中变气从塔底部进入吸附塔（T4101AJ）中正处于吸附工况的塔(始终有2台)，在多种吸附剂组成

15、的复合吸附床的依次选择吸附下，一次性除去氢以外的几乎所有杂质，直接获得纯度大于99.9%的产品氢气从塔顶排出，经调节阀稳压后送出界区。PSA单元除送出产品氢外，还产生逆放解吸气和冲洗解吸气。逆放解吸气来自于吸附床的逆放步骤，冲洗解吸气产生于冲洗步骤，所有解吸气最后均送解吸气混合罐V4103。逆放解吸气和冲洗解吸气在解吸气混合罐中混合后送往转化炉。吸附塔的工作过程依次如下：吸附过程原料气经程控阀KV4701AJ，自塔底进入PSA吸附塔T4101AJ中正处于吸附状态的两台吸附塔，产品氢气从塔顶排出，经程控阀KV4702AJ和吸附压力调节阀PV4703A后送出界区。均压降压过程这是在吸附过程完成后，

16、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，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（E4D）四均降（E4D）。其中一均降通过程控阀KV4703AJ进行，二、三均降通过程控阀KV4704AJ进行，四均降通过程控阀KV4706AJ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KV4706AJ、KV4710A.B进行，顺放气进入顺放气罐V4101。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

17、过程，此时被吸附的杂质开始从吸附剂中解吸出来。放入逆放缓冲罐V4102，然后再经压力调节阀PV4707调节到后进入解吸气混合罐V4103。5)冲洗过程在这一过程中，用来自于顺放气罐V4101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KV4705AJ、KV4707AJ，调节阀PV4704A.B进行，冲洗解吸气进入解吸气混合罐V4103。逆放和冲洗解吸气于V4103中混合后送出界区去转化炉。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。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

18、KV4703AJ和调节阀HV4708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。工艺流程特点：与传统PSA流程相比，本装置流程具有如下特点：1)均压次数多，氢气回收充分，氢气损失小。2)逆放过程连续，逆放解吸气压力、流量稳定。3)冲洗再生时间长，冲洗过程和冲洗气流量稳定，吸附剂再生效果好。4)特殊的复合床吸附剂装填使本装置能同时适用于脱除变换气中除氢以外的全部杂质。5)采用多床同时吸附的PSA流程，吸附循环周期短、吸附剂利用率高。6)本装置的自动切塔程序实现了对故障塔的不停车检修。2.2工艺步序说明本单元共由10台吸附塔组成，其中2台始终处于吸附

19、状态。步序描述：现以吸附塔T4101A(简称A塔)为例描述主流程的整个工艺步序过程，T4101BJ的工艺过程与T4101A完全相同(主流程时序图及阀态表详见上表)。步序1：吸附(A)原料气经程控阀KV4701A进入PSA吸附塔T4101A，塔中装填的多种吸附剂依次吸附，绝大部分氢气经压力调节阀稳压后送出界区，少部分氢气通过调节阀HV4708用于其它吸附塔的产品气升压。随着吸附的进行，当杂质的前沿(即：吸附前沿)上升至接近吸附床一定高度时，关闭KV4701A、KV4702A，停止吸附。这时，吸附前沿与吸附床出口间还留有一段未吸附饱和的吸附剂，称为预留段。步序2：一均降压(E1D)在吸附过程完成后

20、，打开程控阀KV4703A和KV4703G，将A塔内较高压力的氢气放入刚完成了二均升的G塔，直到A、G两塔的压力基本相等为止。这一过程不仅是降压过程，而且也回收了A塔床层死空间内的氢气。在这一过程中A塔的吸附前沿将继续向前推移，但仍未达到出口。步序3：二均降压(E2D)在一均降过程完成后，打开程控阀KV4704A和KV4704C，将A塔内较高压力的氢气放入刚完成三均升的C塔，用于C塔的二均升。这一过程继续回收A塔床层死空间内的氢气，同时A塔的吸附前沿也将继续向前推移，但仍未达到出口。步序4：三均降压(E3D)在二均降过程完成后，打开程控阀KV4704A和KV4704H，将A塔内较高压力的氢气放

21、入刚完成了四均升的H塔，用于H塔的三均升，直到A、H两塔的压力基本相等为止。这一过程同样是继续回收A塔床层死空间内的氢气，同时A塔的吸附前沿也将继续向前推移，但仍未达到出口。步序5：四均降压(E4D)在三均降过程完成后，打开程控阀KV4706A和KV4706D，将A塔内较高压力的氢气放入刚完成了冲洗再生的D塔，直到A、D两塔的压力基本相等为止。这一过程继续回收A塔床层死空间内的氢气，同时A塔的吸附前沿也将继续向前推移，同时A塔的吸附前沿也将继续向前推移，但仍未达到出口。步序6：顺放(PP)四均降过程结束后，将塔内较高压力的氢气放入顺放罐V4101。步序7：逆放(D)在完成连续顺向减压过程后，A

22、塔的吸附前沿已基本达到床层出口。这时打开KV4708A，逆着吸附方向将A塔压力降至接近于常压，此时被吸附的杂质开始从吸附剂中解吸出来。逆放解吸气大部分经调节阀HV4705放入解吸气缓冲罐V4102，解吸气混合罐V4103。步序8：冲洗(P)逆放结束后，打开程控阀门KV4705A、KV4707A，对A塔进行冲洗，这时被吸附的杂质大量解吸出来，并逆着吸附方向流入解吸气混合罐V4103。步序9：四均升压(E4R)在冲洗过程结束后，塔进行四均升。步序10：三均升压(E3R)在四均升压过程完成后，打开程控阀KV4704A和KV4704H，再将H塔内较高压力的氢气回收进刚完成了四均升的A塔，进行三均升。步

23、序11：二均升压(E2R)在三均升压过程完成后，打开程控阀KV4704A和KV4704D，利用D塔二均降时较高压力的氢气对A塔进行二均升。步序12：一均升压(E1R)在二均升压过程完成后，打开程控阀KV4703A和KV4703I，再将I塔内更高压力的氢气回收进刚完成了二均升的A塔。步序13：产品气升压过程(FR)通过四次均压升压过程后，通过调节阀HV4708用产品氢气对A塔进行缓慢升压，直至A塔压力升至吸附压力为止。经过上述一系列降压及升压过程后，吸附塔便完成了整个再生过程，为下一次吸附做好了准备并由此进入下一吸附循环。吸附塔T4101BJ的工艺步序与T4101A都是完全相同的，只是在各步序的

24、运行时间上依次错开1/2个吸附时间，这样就实现了始终有2塔处于吸附状态，8塔分别处于不同的再生状态，保证了原料气的连续分离与提纯。对于操作而言，特别要记住的是每一个程控阀门的功能，和吸附塔的工作顺序，只有这样才能在装置故障时迅速判断出故障的位置。2.2.1切塔后的参数与工艺步序由于PSA氢提纯单元是由10台吸附塔组成。因而为提高装置的可靠性，本装置还编制了一套“自动/手动”切塔与恢复程序。即：当某一台吸附塔出现故障时，可将其脱出工作线，让剩余的9个吸附塔转入9-2-3方式工作，如果再有吸附塔出现故障则可继续切除，转入7-2-2、6-1-2、5-1-2流程。但这时，装置产品纯度指标仍可以维持原指

25、标不变，但装置的处理能力和氢气回收率将有所下降。切塔后装置参数变化情况如下：请注意：为保证切塔后的产品质量，在切塔操作前，应根据上表先调整处理量，再进行切塔操作。2.2.2切塔操作本装置设有自动切塔和手动切塔两种方式，通过计算机画面上的“自动切塔”按钮进行控制。在自动切塔方式下，如果某个吸附塔程控阀门出现开启后无法关闭的故障，并且该吸附塔的压力也出现异常时，自动将故障塔切除。如果该按钮设在手动模式下，则出现同样故障时，只报警，不切塔。由操作工判断故障的性质后再进行手动切塔。实际上，手动切塔操作在任何时候都可以执行，操作的方法是：点各吸附塔的切塔按钮，确认后，该吸附塔立刻被自动切除。切除后的吸附

26、塔会显示红色。切塔注意事项：在非紧急故障的情况下，每切除一个吸附塔后应等待至少2-4个步序，使各吸附塔的压力平衡后再作下一次切塔，以免系统压力波动过大。如非多个吸附塔确实同时有严重故障，严禁连续进行切塔操作。2.2.3切塔后的恢复操作切塔后的恢复操作，计算机程序会自动等到相对平稳的步序后自动恢复，一旦该吸附塔恢复后其切塔标志就会消失，吸附塔颜色恢复正常待一个吸附塔恢复后，就可以进行下一个吸附塔的恢复。注意：为避免吸附塔压力的波动，严禁同时执行多个吸附塔的恢复指令，必须等一个吸附塔完成了恢复操作并且稳定运行至少2-4个步序后，才运行进行下一个吸附塔的恢复。4.2.3自控调节系统及工艺过程参数检测

27、依据变压吸附氢提纯单元的控制要求，本单元不单独设控制系统，而是与整个加氢裂化装置共用一套DCS控制系统。并以此为核心构成全部控制与管理功能。本装置的基本控制与管理功能包括：程控阀开关控制、模拟量检测与调节、质量联锁、故障报警与记录、历史数据记录、流量累计等功能。分别介绍如下：1.程控阀开关控制功能本装置的吸附与分离过程都是依赖于程控阀门的开关来实现切换的，因而程控阀门的开关控制是本装置最重要的控制部分。本装置的程控阀开关控制过程示意图如下：运行监控DCS系统程序控制工艺装置程控阀液压系统工艺参数运行参数阀位检测程序控制驱动程控阀开关控制过程说明：DCS 系统根据工艺要求(见工艺阀态表)制订出程

28、序，然后按一定的时间顺序将 DC24V开关信号送至电磁换向阀，电磁换向阀将该开关电信号转换成气源驱动信号，送至程控阀的驱动气缸，驱动程控阀门按程序进行开、关。同时，程控阀门将其开、关状态通过阀位传感器反馈给 DCS 系统，用于状态显示和监控，并通过与输出信号的对比实现阀门故障的判断与报警。2.程控阀门说明：本装置程控阀门的可靠性是本装置整体可靠性的关键，其工艺要求特点是密封性能要求高、开关次数频繁。故本装置的程控阀均采用上海华西化工科技股份有限公司专门生产的金属密封三偏心蝶阀。该程控蝶阀为当今蝶阀发展的最新一代产品，可实现开关过程无摩擦磨损和冲刷磨损后的自动补偿，并执行了严格的材质标准，因而保

29、证了阀门的高密封性能和超长寿命。同时，为进一步保证程控阀门的使用寿命和运行稳定性，本装置程控阀门的驱动装置也均采用成都华西化工科技股份有限公司生产的液压驱动系统。该系统的驱动油缸均采用航空液压件标准制造。另外，所有的液压驱动装置均设计了阀门关闭缓冲结构，可减小程控阀频繁关闭时的冲击载荷。而且，为保证吸附压力的平稳变化和吸附剂的使用寿命，PSA工艺还要求均压和逆放等阀门应具有缓开功能。为此，还为本装置程控阀专门设计了一套开启速度调节装置，使程控阀的开启速度在120S内可调。(程控阀门的结构及维护详见程控阀门使用说明书)4.模拟量检测与调节功能本装置模拟量调节均由 DCS 完成，各检测及调节信号的

30、功能与控制方式简述如下： 1) 吸附塔压力指示记录 PI4702AJ安装于吸附塔 T4101AJ 的出口总管上，用于指示记录各吸附塔的压力。2) 吸附压力指示记录调节 PIC4703本调节回路由安装于 PSA 产品出口总管上的压力变送器 PT4703 和调节阀 PV4703A 组成正常生产调节回路；同时设置超压放空调节阀 PV4703B 用于超压时的放空。PT4703 和调节阀 PV4703A 组成的单回路调节系统，用于控制正常生产时的吸附压力，调节回路的设定值一般定为 2.45MPaG 左右。PT4703 和调节阀 PV4703B 组成的单回路调节系统，用于控制非正常生产和超压时的吸附压力，

31、本调节回路的设定值一般定为 2.55MPaG 左右。3) 顺放罐压力指示记录调节 PIC4704A、B顺放罐的压力控制在 10 塔流程时分为 PIC4704A， PIC4704B 两路，各自独立控制，从顺放罐内排出的冲洗气分别用于冲洗 A/B/C/D/E 系列和 F/G/H/I/J 系列吸附塔。在切塔后的流程中，由于程控阀 KV4709 常开，因此两路气流混合后用于各吸附塔的冲洗再生过程。两个调节回路的工作模式完全一样，详细描述如下：本调节回路由安装于 PSA 冲洗气总管上的压力变送器 PT4704A.B 和调节阀 PV4704A.B构成，用于调节冲洗气流量以及顺放过程压力降，是影响 PSA

32、单元再生效果的关键调节回路。本调节回路有全自动和手动两种模式，正常情况下采用全自动模式，操作工不需要对其进行调节。只有在调节阀或变送器故障时，才需要操作工转到手动操作模式去直接设定阀门开度。 全自动模式：本调节回路包括两个工作段，第一个工作段为正在顺放（即 PT4704 压力上升段）的工作段，在此工作段内，阀门开度根据 PT4704 的检测值由内部程序自动计算，保证此阶段的流量等于整个冲洗过程的平均流量。第二个工作段对应于两次顺放段之间的时间段 （即 PT4704 压力下降段） ，在此时间段内，采用自适应调节方式，控制回路采用 PID 控制，其给定值由程序内部给定；该给定值为变量，变量的起点为

33、前一顺放段结束时的顺放罐压力，变量的终止点为 0.04Mpa 左右，在第二段内变量的变化应该是匀速的。（该调节阀的下限开度设定限制范围为 1020%，上限开度设定限制范围为 5090%） 手动模式：直接由操作工给出阀门开度下限值和上限值，该设定值同时对 PV4704A 和PV4704B 有效。阀门在第一工作段内将按设定的下限值开启，在第二工作段内阀门将从下限值逐步开大直到上限值。下限值的设定原则是：能在每一次顺放结束时，恰好将吸附塔的压力顺放到 0.2Mpa.G；上限值的设定原则是：能在每一次顺放开始前，恰好将顺放气罐内的压力降到 0.04Mpa 左右，不宜太快也不宜太慢。注意：降压速度太快或

34、太慢均会影响吸附塔的再生效果。4) 逆放气压力调节 HV4705本调节回路由各吸附塔上的压力变送器 PT4702AJ 和安装于解吸气管道上的调节阀HV4705 构成，用于调节逆放速度，降低逆放过程产生的噪音。该调节回路的工作状态将影响装置再生效果。它对炉温的影响是很大的。因此操作时要特别精细，同时在操作时要观察炉温的变化情况。本调节回路有全自动和手动两种模式，正常情况下采用全自动模式，操作工不需要对其进行调节。只有在调节阀或某一吸附塔的变送器故障时，才需要操作工转到手动操作模式去直接设定阀门开度。全自动模式：本调节回路包括三个工作段。第一个工作段为没有吸附塔逆放和冲洗的工作段，在此工作段内，H

35、V4705 阀门开度为固定值（等于手动设定的下限值）。第二个工作段为正在逆放的时间段，在此工作段内，采用自适应调节方式，控制回路采用 PID 控制，其给定值由程序内部给定，给定值为变量，变量的起点为逆放的起始压力，变量的终止点为 0.02MPa.G，在第二工作段内变量的变化应该是匀速的。调节阀的开度随着压力的下降而逐渐增加，这样就可保证尾气量的均匀。第三个工作段为正在冲洗的时间段，在此时间段内，阀门从冲洗的初始开度均匀地上升到上限开度。手动模式：直接由操作工给出 HV4705 阀门开度下限值和上限值，阀门在第一工作段内将按设定的下限值开启，在第二工作段内阀门将从下限值逐步开大直到上限值。上、下

36、限值的设定原则是：能在每一次逆放结束时，恰好将吸附塔内的压力降到 0.02MPa.G。在第三阶段内阀门从冲洗的初始开度均匀地上升到上限值。注意：逆放降压速度太快会造成解吸气压力波动和噪音大，而逆放速度太慢会影响再生的效果。5) 解吸气缓冲罐压力指示记录调节 PIC4707本调节回路由安装于解吸气缓冲罐出口上的压力变送器 PT4706、调节阀 PV4706 和调节阀后的压力变送器 PT4707 构成，用于控制解吸气缓冲罐 V4102 的压力和调整解吸气混合罐V4103 的压力。压力变送器 PT4706 和调节阀 PV4706 构成一个调节回路 PIC4706，该调节回路有全自动和手动两种模式，正

37、常情况下采用全自动模式，操作工不需要对其进行调节。只有在调节阀或某一吸附塔的变送器故障时，才需要操作工转到手动操作模式去直接设定阀门开度。全自动模式：在 10、9、8、7、6 塔流程下，由于逆放过程连续，因此 PIC4707 调节回路采用单回路调节模式，回路设定值为：0.035MPa。在 5 塔流程下，由于逆放过程不连续，因此调节回路包括两个工作段，第一个工作段为正在逆放的时间段，在此工作段内，PV4706 阀门开度为固定值（等于手动设定的下限值）。第二个工作段为没有逆放的时间段，在此工作段内，采用自适应调节方式，控制回路采用 PID控制，其给定值由程序内部给定，给定值为变量，变量的起点为逆放

38、终止时逆放缓冲罐的压力值，变量的终止点为 0.032Mpa，在第二工作段内变量的变化应该是匀速的。手动模式：在 10、9、8、7、6 塔流程下，PV4706 阀门开度按设定的上限值开启。在 5 塔流程下，直接由操作工给出 PV4706 阀门开度下限值和上限值，阀门在第一工作段内将按设定的下限值开启，在第二工作段内阀门将从下限值逐步开大直到上限值。上、下限值的设定原则是：能使逆放缓冲罐的压力恰好降低到 0.032Mpa，并且解吸气混合罐的压力维持基本稳定。6)解吸气缓冲罐超压放空调节 PICA4707本调节回路由安装于上解吸气缓冲罐 V4102 出口总管上的压力变送器 PT4707 和放空管线上

39、的调节阀 PV4707 构成，用于解吸气缓冲罐出口压力超压放空调节，避免解吸气缓冲罐和压力过高，设定值为 0.1MPa。说明：为同时保证解吸气混合罐 V4103 的压力稳定，调节阀 PV4706 的最终真正开度将等于 PICA4706 回路输出值和 PIC4707 回路输出值中的较大值。7) 产品气升压调节 HV4708本调节回路由各吸附塔上的压力变送器PT4702AJ和安装于产品气升压总管上的调节阀HV4708构成，用于调节吸附塔产品气升压的速度。该调节回路的工作状态将影响装置产品气的稳定。本调节回路有全自动和手动两种模式，正常情况下采用全自动模式，操作工不需要对其进行调节。只有在调节阀或压

40、力变送器故障时，才需要操作工转到手动操作模式去直接设定阀门开度。全自动模式：本调节回路包括两个工作段。第一个工作段为没有吸附塔作产品气升压的工作段（对应于一均），在此工作段内，阀门开度为固定值（等于手动设定的下限值）。第二个工作段为有吸附塔正在作产品气升压的时间段，在此工作段内，采用自适应调节方式，控制回路采用PID控制，其给定值由程序内部给定，该给定值为一个变量，变量的起点为开始升压时刻的正在升压的吸附塔（处于阀态表上“FR”步序的吸附塔）的压力测量值，变量的终止点为此时PT4702AJ的设定值（SP值），在第二工作段内变量的变化应该是匀速的。手动模式：直接由操作工给出HV4708阀门开度下

41、限值和上限值，阀门在第一工作段内将按设定的下限值开启，在第二工作段内阀门将从下限值开始匀速地开大，逐步达到上限值。上、下限值的设定原则是：将吸附塔的升压过程控制在终升时间内恰好缓慢完成。应注意：升压速度严禁过快。必须保证最终升到的压力基本等于吸附压力。组态时应设定：该调节阀的下限开度设定限制范围为1030%，上限开度设定限制范围为3090%。如果操作工的输入值高于上限，则实际输入值等于上限；如果操作工的设定值低于下限，则输入值等于下限。8)解吸气压力指示记录调节 PIC4709本调节回路由安装于 PSA 解吸气出口总管上的压力变送器 PT4709 和调节阀 PV4709 组成单回路调节系统，用

42、于控制正常生产时的解吸气压力，本调节回路的设定值一般定为0.03MPa 左右。9)产品气流量指示记录积算 FIQ4701产品氢流量计 FT4701 安装于产品气出口总管上，用于指示和记录装置的产品氢流量，并在 DCS 中积算其累积值。10)解吸气流量指示记录积算 FIQ4702解吸气流量计 FT4702 安装于解吸气出口总管上，用于指示和记录装置的解吸气流量，并在 DCS 中积算其累积值。11)产品氢气纯度在线分析记录报警 AIA4701A本装置氢气在线分析仪的取样点，位于产品氢气总管上，用于在线指示产品氢纯度。当氢气纯度低于 99.9%时，将产生产品纯度报警信号。12)产品氢气纯度在线分析记

43、录报警 AIA4701B/C本装置氢气在线分析仪的取样点，位于产品氢气总管上，用于在线指示产品氢中 COCO2 含量，为 PSA 操作参数的设定和修改提供依据。当 CO+CO2 含量高于 20ppm 时，将产生产品纯度报警信号。2.4工艺参数的设定44变压吸附的工艺参数主要包括吸附时间、压力和处理量。其设定的原则与方法如下：2.4.1吸附时间参数的设定吸附时间参数是变压吸附的最主要参数，其设定值将直接决定装置产品氢的纯度和氢气回收率。因而，PSA部分的吸附时间参数应尽量准确，以保证产品纯度合格，且氢气回收率最高。吸附时间参数设定表：10塔吸附时间时间序号 含义 预设值 设定原则 T1 一均、三

44、均、顺放时间 30 秒 保证两塔的压力能均至相等即可 T2 二均、四均、终升时间 45 秒 在保证产品纯度合格的情况下尽量长 注：单塔总吸附时间=2x(T1+T2)9塔吸附时间时间序号 含义 预设值 设定原则 T1 一均、三均时间 30 秒 保证两塔的压力能均至相等即可 T2 二均、顺放、终升时间 45 秒 在保证产品纯度合格的情况下尽量长 注：单塔总吸附时间=2x(T1+T2)8塔吸附时间时间序号 含义 预设值 设定原则 T1 一均、三均时间 30 秒 保证两塔的压力能均至相等即可 T2 二均、顺放、终升时间 60 秒 在保证产品纯度合格的情况下尽量长 注：单塔总吸附时间=2x(T1+T2)时间序号 含义 预设值 设定原则 T1 一均、顺放时间 30 秒 保证两塔的压力能均至相等即可 T2 二均、终升时间 60 秒 在保证产品纯度合格的情况下尽量长 7塔吸附时间注：单塔总吸附时间=2x(T1+T2)6塔吸附时间时间序号 含义 预设值 设定原则 T1 一均、顺放时间 30 秒 保证两塔的压力能均至相等即可 T2 二均、终升时间 60 秒 在保证产品纯度合格的情况下尽量长 注：单塔总吸附时间=(T1+T2)时间序号 含义 预设值 设定原则 T1 一均、顺放 + 逆放