第9期刘玉松，等：PSA装置吸附剂粉化分析及处理方法
·109·
PSA装置吸附剂粉化分析及处理方法
刘玉松，吕会广
（大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司，内蒙古多伦027300）
摘要：针对大唐内蒙古多伦煤制烯烃项目中PSA氢回收装置吸附剂粉化的问题，进行了细致分析，并探讨了相应的处理措施，介绍了改造效果。为石油化工、煤化工装置中PSA氢回收装置吸附剂可靠运行提供宝贵经验。关键词：PSA氢回收；变压吸附；吸附剂粉化中图分类号：TQ028
文献标识码：B
文章编号：1008－021X（2012）09－0109－02
AnalysisofAbsorbentAtomizingofPSAUnitandTreatingMeasures
LIUYu－song，LVHui－guang
（DatangInnerMongoliaDuolunCoalChemicalCo．，Ltd．，Duolun027300，China）
Abstract：FortheadsorbentatomizingproblemofDatangDuoluncoalchemicalprojectPSAunit，thisarticleanalyzedthecausingreasonanddiscussedrelevanttreatingmeasures．ItcouldprovidevaluableexperienceforPSAunitstableoperationofpetrochemicalandcoalchemicalindustry．Keywords：PSAhydrogenrecovery；pressure－swingabsorb；adsorbentatomizing近几年，我国煤化工事业出现突飞猛进的局面，煤化工装置呈现大型化、资金集约化、技术密集化世成为我国经济快速发展重要的一部分。这些装态，
多数以煤制气、煤制烯烃为主，因我国富煤少油，置，
其中煤制烯烃项目成为国家鼓励项目。在煤制烯烃配套的氢回收装置必不可少，通过工艺中需要加氢，
大唐内蒙古多伦煤制烯烃项目中PSA氢回收装置成功解决PSA变压吸附剂粉化问题的分析和处理，
为石油化工、煤化工装置中吸附装置中存在的问题，
PSA氢回收装置吸附剂可靠运行提供宝贵经验。1
工艺简介
大唐内蒙古多伦煤制烯烃项目中，甲醇装置为单系列装置，生产能力168万t/a。设计合成气量为49万Nm3/h，合成粗甲醇后产生驰放气约5万Nm3/h，驰放气中H2含量约60%～68%，采用PSA变压吸附工艺回收产品氢气，用于后工序（聚丙烯
3
装置）加氢。PSA装置设计处理能力25000m/h，氢3
气产量15000m/h，吸附塔最高工作压力4．6MPa，
本装置采用10－1－5PSA工艺流程，即：装置的10个吸附塔中有1个吸附塔始终处于进料吸附连续5次的状态。其吸附和再生工艺过程由吸附、均压降压、顺放、逆放、冲洗、连续5次均压升压和产品气升压等步骤组成。2
吸附剂粉化原因分析
大唐内蒙古多伦煤制烯烃项目PSA装置运行在此期间发现吸附剂粉化，并且粉一定时间后检修，
化的吸附剂带到程控阀中，造成程控阀阀腔堵塞，损最终导致系统压力紊乱，装置被迫停运。坏密封垫，
经过分析，发现存在如下问题：2．1
设计问题
（1）吸附塔内装填的吸附剂顶部没有加装丝网或瓷球压实，气体流速大时，导致顶部吸附剂呈流动状态，反复碰撞塔顶大盖，造成吸附剂粉化。
（2）由于本装置采用10塔吸附，吸附压力较高，吸附塔较少，势必造成均压压差较大，达0．75MPa，然而选用的程控阀均为两位阀，油压驱动，在程序运行导致升降压速率过快，最终导时阀门切换速度过快，
产品氢气纯度达99．99%。
收稿日期：2012－06－23
作者简介：刘玉松（1983—），河北唐山人，本科，助理工程师，主要从事煤制烯烃管理工作。
·110·
山东化工
SHANDONGCHEMICALINDUSTRY
2012年第41卷
致吸附塔内气体流速过快，吸附剂在塔内流动，加快了粉化速度。2．2
操作问题
（1）操作人员经验少。没有重视装置开车时引在装置首次引气时，进口流速一度达到气流速，
330000Nm3/h，而装置进口设计流速为25000Nm/h。
吸附剂在塔内流动，从而达到减小吸附剂粉化作用；
（2）在装置进口、吸附塔进出口管线、均压管线安装限流孔板，防止程控阀快速开启时造成系统内流速过大，保证吸附剂不会在塔内流动；
（3）优化系统进口气体成分，在气体成分不达或者限制进口标情况下尽量不开装置或少开装置，流量，减负荷生产；
（4）修改操作规程，强化操作人员对进塔流速保证不超出设计指标。控制的意识，4
改造效果
装置经改造后，从2011年12月10日开始运行，直到2012年5月20日检修，拆检检查，未发现并且系统运行平稳，压力正常，吸附剂有粉化情况，
程控阀未出现任何问题，取得良好效果。5
结束语
大唐内蒙古多伦煤化工项目中PSA装置吸附经过技术人员分析、改造处理以后，剂粉化的问题，
PSA吸附剂粉化的难题得以解决，在减小吸附剂损失、保证装置长周期运行有着重大意义，并为同行业PSA系统运行提供了参考思路。
（本文文献格式：刘玉松，吕会广．PSA装置吸附剂J］．山东化工，2012，41（9）：粉化分析及处理方法［109－110．）
过高的流速造成吸附剂在塔内流动，也是造成吸附剂粉化原因之一。
（2）进口气体指标不合格。本装置设计进口氢气浓度为60%～75%，才能保证装置产出合格产品氢气，然而因前工序负荷低，合成气中氮气含量较高，合成驰放气中氮气累积效应造成氮气含量达20%（设计为小于1．5%），驰放气中氢气含量大幅仅为25%～30%。为了获取优质产品氢气，下降，
操作人员将吸附时间缩至最短，远远超出设计要求，尽管如此，产品氢气出口压力低、流量低，氢气纯度造成大量废气从装置解吸管线在60%～80%之间，
流出，增加了流速，引发吸附剂在塔内流动，这也是吸附剂粉化的主要原因。3
处理措施
根据以上情况分析，本公司主要采取了以下措解决吸附剂粉化问题：施，
（1）拆开吸附塔封头检查丝网，更换损坏的丝在吸附塔顶部将吸附剂填实，防止系统流速大时网，
檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺·征订启事·成材料、催化剂、助剂及石油炼制等方面新产品、新
《2013年征订启事石化技术与应用》
《石化技术与应用》是经中国科学技术部和新闻出版署批准，由中国石油兰州石化公司主管，石油化工研究院主办的石油化工领域内的技术性刊物，为中国科技核心期刊、中国科技论文统计源期刊，被《化学文摘》，《文摘杂志》，《剑桥科美国俄罗斯美国，学文摘》中国学术期刊综合评价数据库等检索机构收录。双月刊，逢单月10日出版，国内刊号CN62－1138/TQ，国际刊号ISSN1009－0045，广告经营许可证号[1**********]05，邮发代号54－102，每期定价10元，国内外公开发行。
《石化技术与应用》坚持科研开发与工业生产相结合、注重工业生产与实际应用的办刊思想。主要读者对象为国内外石油化工领域从事科研、设计、生产的广大工程技术人员、科研人员、生产管理人员及相关高等院校师生。主要报道石油化工、三大合
新设备的开发、技术改造、分析测试及与石油工艺、
化工有关的环境保护等。主要栏目有：论坛、研究与开发、工业技术、分析测试、绿色化工、研究快报、新实用技术及纳米技术。热诚欢迎全国石化领产品、
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编辑部地址：甘肃省兰州市西固区合水北路1《石化技术与应用》号编辑部；
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户名：中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心
账号：[***********]7
第9期刘玉松，等：PSA装置吸附剂粉化分析及处理方法
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PSA装置吸附剂粉化分析及处理方法
刘玉松，吕会广
（大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司，内蒙古多伦027300）
摘要：针对大唐内蒙古多伦煤制烯烃项目中PSA氢回收装置吸附剂粉化的问题，进行了细致分析，并探讨了相应的处理措施，介绍了改造效果。为石油化工、煤化工装置中PSA氢回收装置吸附剂可靠运行提供宝贵经验。关键词：PSA氢回收；变压吸附；吸附剂粉化中图分类号：TQ028
文献标识码：B
文章编号：1008－021X（2012）09－0109－02
AnalysisofAbsorbentAtomizingofPSAUnitandTreatingMeasures
LIUYu－song，LVHui－guang
（DatangInnerMongoliaDuolunCoalChemicalCo．，Ltd．，Duolun027300，China）
Abstract：FortheadsorbentatomizingproblemofDatangDuoluncoalchemicalprojectPSAunit，thisarticleanalyzedthecausingreasonanddiscussedrelevanttreatingmeasures．ItcouldprovidevaluableexperienceforPSAunitstableoperationofpetrochemicalandcoalchemicalindustry．Keywords：PSAhydrogenrecovery；pressure－swingabsorb；adsorbentatomizing近几年，我国煤化工事业出现突飞猛进的局面，煤化工装置呈现大型化、资金集约化、技术密集化世成为我国经济快速发展重要的一部分。这些装态，
多数以煤制气、煤制烯烃为主，因我国富煤少油，置，
其中煤制烯烃项目成为国家鼓励项目。在煤制烯烃配套的氢回收装置必不可少，通过工艺中需要加氢，
大唐内蒙古多伦煤制烯烃项目中PSA氢回收装置成功解决PSA变压吸附剂粉化问题的分析和处理，
为石油化工、煤化工装置中吸附装置中存在的问题，
PSA氢回收装置吸附剂可靠运行提供宝贵经验。1
工艺简介
大唐内蒙古多伦煤制烯烃项目中，甲醇装置为单系列装置，生产能力168万t/a。设计合成气量为49万Nm3/h，合成粗甲醇后产生驰放气约5万Nm3/h，驰放气中H2含量约60%～68%，采用PSA变压吸附工艺回收产品氢气，用于后工序（聚丙烯
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装置）加氢。PSA装置设计处理能力25000m/h，氢3
气产量15000m/h，吸附塔最高工作压力4．6MPa，
本装置采用10－1－5PSA工艺流程，即：装置的10个吸附塔中有1个吸附塔始终处于进料吸附连续5次的状态。其吸附和再生工艺过程由吸附、均压降压、顺放、逆放、冲洗、连续5次均压升压和产品气升压等步骤组成。2
吸附剂粉化原因分析
大唐内蒙古多伦煤制烯烃项目PSA装置运行在此期间发现吸附剂粉化，并且粉一定时间后检修，
化的吸附剂带到程控阀中，造成程控阀阀腔堵塞，损最终导致系统压力紊乱，装置被迫停运。坏密封垫，
经过分析，发现存在如下问题：2．1
设计问题
（1）吸附塔内装填的吸附剂顶部没有加装丝网或瓷球压实，气体流速大时，导致顶部吸附剂呈流动状态，反复碰撞塔顶大盖，造成吸附剂粉化。
（2）由于本装置采用10塔吸附，吸附压力较高，吸附塔较少，势必造成均压压差较大，达0．75MPa，然而选用的程控阀均为两位阀，油压驱动，在程序运行导致升降压速率过快，最终导时阀门切换速度过快，
产品氢气纯度达99．99%。
收稿日期：2012－06－23
作者简介：刘玉松（1983—），河北唐山人，本科，助理工程师，主要从事煤制烯烃管理工作。
·110·
山东化工
SHANDONGCHEMICALINDUSTRY
2012年第41卷
致吸附塔内气体流速过快，吸附剂在塔内流动，加快了粉化速度。2．2
操作问题
（1）操作人员经验少。没有重视装置开车时引在装置首次引气时，进口流速一度达到气流速，
330000Nm3/h，而装置进口设计流速为25000Nm/h。
吸附剂在塔内流动，从而达到减小吸附剂粉化作用；
（2）在装置进口、吸附塔进出口管线、均压管线安装限流孔板，防止程控阀快速开启时造成系统内流速过大，保证吸附剂不会在塔内流动；
（3）优化系统进口气体成分，在气体成分不达或者限制进口标情况下尽量不开装置或少开装置，流量，减负荷生产；
（4）修改操作规程，强化操作人员对进塔流速保证不超出设计指标。控制的意识，4
改造效果
装置经改造后，从2011年12月10日开始运行，直到2012年5月20日检修，拆检检查，未发现并且系统运行平稳，压力正常，吸附剂有粉化情况，
程控阀未出现任何问题，取得良好效果。5
结束语
大唐内蒙古多伦煤化工项目中PSA装置吸附经过技术人员分析、改造处理以后，剂粉化的问题，
PSA吸附剂粉化的难题得以解决，在减小吸附剂损失、保证装置长周期运行有着重大意义，并为同行业PSA系统运行提供了参考思路。
（本文文献格式：刘玉松，吕会广．PSA装置吸附剂J］．山东化工，2012，41（9）：粉化分析及处理方法［109－110．）
过高的流速造成吸附剂在塔内流动，也是造成吸附剂粉化原因之一。
（2）进口气体指标不合格。本装置设计进口氢气浓度为60%～75%，才能保证装置产出合格产品氢气，然而因前工序负荷低，合成气中氮气含量较高，合成驰放气中氮气累积效应造成氮气含量达20%（设计为小于1．5%），驰放气中氢气含量大幅仅为25%～30%。为了获取优质产品氢气，下降，
操作人员将吸附时间缩至最短，远远超出设计要求，尽管如此，产品氢气出口压力低、流量低，氢气纯度造成大量废气从装置解吸管线在60%～80%之间，
流出，增加了流速，引发吸附剂在塔内流动，这也是吸附剂粉化的主要原因。3
处理措施
根据以上情况分析，本公司主要采取了以下措解决吸附剂粉化问题：施，
（1）拆开吸附塔封头检查丝网，更换损坏的丝在吸附塔顶部将吸附剂填实，防止系统流速大时网，
檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺檺·征订启事·成材料、催化剂、助剂及石油炼制等方面新产品、新
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