中新化工变压吸附 (PSA) 装置是新乡乙二醇项目的外围配套装置, 主要任务是向下游乙二醇装置提供原料气 (CO、H2) 。装置由北京北大先锋科技有限公司设计, 十一化建负责施工建设, 2011年3月开始施工, 2012年3月首次试车。
装置设计处理气量79200Nm3/h, CO产品气22000 Nm3/h, H2产品气42000 Nm3/h。
(1) 产品气甲烷含量高。主要原因是原料气中CH4含量与设计条件相差较大, 设计值0.06%, 实际值0.43%, 导致CO产品气未能达到设计技术要求。
(2) 吸附剂泄漏;主要原因是吸附塔下分布器制造、装配存在缺陷, 生产过程中吸附剂泄漏, 导致程控阀内漏, 影响装置安全稳定运行。
2013年3月委托四川某公司围绕产品气降CH4对变压吸附装置进行技术改造。
(1) 预处理工序将变温吸附改为常温变压吸附, 将吸附剂全部更换为脱CH4专用吸附剂。
(2) CO提取工序取消原设计均压限流调节阀, 将原设计五塔吸附流程改为2塔吸附2塔串吸流程;更换部分脱CH4专用吸附剂。
(1) 首次技术改造设计参数
(2) 首次技术改造后实际运行效果
(1) 从统计数据看, CO产品气中CH4含量没有明显降低, 不能满足下游生产技术要求。
(2) 预处理装置由变温吸附改为变压吸附后, 吸附剂吸附甲醇后无法彻底再生, 穿透至CO提取工序导致吸附剂性能下降;同时均压管线布局不甚合理, 均压速度过快, 也在一定程度上加剧吸附剂粉化影响吸附剂性能。
(3) 吸附塔下分布器仍然存在吸附剂泄漏。
(1) 恢复预处理工序北大先锋原设计, 更换全部吸附剂。
(2) PSA-CO工序在原北大先锋设计的基础上, 增加两台吸附塔;塔顶增加一条均压管道, 底部增加一条置换气管道, 增加吸附剂还原管线, 调整装置各步骤的时序。
(3) PSA-CO工序吸附剂全部更换为PU-1A吸附剂 (铜基吸附剂) , PSA-H2吸附剂重新返厂活化。
(4) 按原北大先锋设计整改吸附塔下分布器。
从运行数据可以看出, PU-1A对CO具有优良的选择性, 随着下游装置生产负荷逐渐提升, 将在满负荷状态下对吸附剂性能进行进一步测试, 不断积累生产经验, 为公司创造更大的经济效益。
(1) 设备的制造和装配质量是PSA装置安全稳定运行的基础, 尤其是底部分布器, 顶部格栅板等关键部位的装配质量对装置的安全稳定运行至关重要。
(2) CO产品气的质量受原料气质量、吸附剂的选择、系统的运行工况等多种因素影响, 其中吸附剂的选择是最为关键的因素。
(3) 均压管线的合理配置, 可以合理控制均压速度, 延长吸附剂的使用寿命, 对程控阀的严密性、检修周期和产品气纯度都有积极的影响, 最为重要的是提高了系统运行的可靠性。
摘要：通过比较变压吸附装置围绕CO产品气降CH4进行的两次技术改造, 指出设备的制造和装配质量是PSA装置安全稳定运行的基础, CO/CH4的分离关键在吸附剂筛选。
关键词：技术改造,CO产品气降CH4,PU-1A吸附剂
[1] 《以PU-1为吸附剂的变压吸附分离CO新技术》;耿云峰、谢有畅等;2004中国煤炭加工与综合利用战略研讨会论文集.
[2] 《变压吸附分离CO技术及其在羰基工业的应用》;耿云峰、唐伟等;第十五届全国化肥-甲醇技术年会.
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