VPSA技术在干气回收氢气的应用.pdf

炼厂的制氧、废氢倒收与氢气管理”学术交流会论文集 VPSA技术在干气回收氢气的应用薛重阳(扬子石化有限公司芳烃厂) 摘要: 干气同收氢气装置是利用经过脱硫处理后的芳烃厂富氢干气,采用国内成熟的变压吸附专利技术回收干气中氢气。利用高压吸附,低压抽真空解吸的原理,%(v) 的产品氢,提供芳烃装置用氢。同时变压吸附的尾气通过尾气压缩机增压后供芳烃装置做加热炉燃料, 从而达到厂内富氢干气综合利用的目的,提高装置综合经济效益。关键词: 干气回收变压吸附(PSA) 氢气效益概述用于轻油水蒸汽转化制氢的石脑油是宝贵的化工原料和市场仅缺的商品原料,价格很高,而石油化T装置生产过程中连续排放的含氢不平衡物料,大部分并入燃料气管网作为加热炉燃料使用,高品位物料作低品位使用,势必造成浪费,影响企业产品能耗及经济效益。国内外新建的大型石化企业, 对作为燃料使用的轻烃部分进行分项同收综合利用,有的将高品位的组分返回工艺装置作原料,有的将分离产品直接作为产品出售,取得了较好的经济效益。扬子石化有限公司芳烃厂富氢干气主要来自于芳烃联合装置的付产高压干气和低压干气不含烯烃,氢气含量达60%,硫含量经过处理后可控制在50ppm以下,是理想的回收氢气原料。该装置设计产氢能力为14837 Nm3/h,该装置由扬子石油化工公司设计院设计,采用国内成都华西化工科技股份有限公司的变压吸附(VPSA)专利技术。装置于2000年10月立项,2001年10月开工建设,至2002年6月初装置工程建设完成,装置计划投资3000万元,2002年6月27日开车投料一次成功并产出合格的氢气。 2 VPsA(变压吸附)的工艺原理和技术优势 VPSA(变压吸附)的工艺原理变压吸附是一种新型、高效、节能的气体分离及净化技术,其基本原理是利用固体吸附剂选择性吸附及吸附容量随着压力变化而出现差异的特性,对混合气体中的不同气体组分进行选择性吸附,实现不同气体的分离。芳烃厂富氢干气回收氢气装置原料主要成分是H2,其余是Cl~C5的烃类和少量的H2S。吸附剂是活性硅胶、活性碳和分子筛。原料气通过吸附床层,H2以外的其余组份作为杂质被吸附剂选择吸附, 氢气基本上不被吸附,%(v)纯度离开吸附床。.207. 炼J一的制氧、废氢【口1收与氢气管理”学术交流会论文集崮定床的I占l体吸附剂,对杂质的吸附是定量的。通过降压、排放、抽真空(或冲洗)等¨L艺过程, 杂质从吸附剂上有效地解吸,吸附剂重复使用。变压吸附技术的优势是产品的纯度高,装置能耗低;:I:艺流程简单,操作灵活性;高可靠性高, 操作弹性大;自动化程度高,装置开停车极为方便。图l为VPSA6—2—3 l:艺流程中一台吸附床吸附和解吸的全过程原理图。层内杂质含量气 Q 床?竺?丛 D 0,69 图1 一台吸附床吸附和解吸的全过程原理图 C B q 床层压力MPa VPSA 6—2—3工艺流程技术特点和优势 VPSA控制系统的特点装置的控制系统采用欧姆龙公司CVMID模块化PLC,澳人利亚CITECT监控软件为上位监控,构成对VPSA变压吸附单元、液压油泵站、真空泵的全部管理和控制。。本装置运行方式可根据要求选择自动切换或手动切换。当设置为自动切换时,由程序根据各床