1000Nm3/h制氢装置变压吸附系统 说明：（此说明书不是最终版，供参考） 变压吸附操作运行说明书二零零八年七月目录刖言% -I-廿第一早工艺第一节PSAT作原理和基本工作步骤第二节PSAT作过程第二章自动调节系统及工艺过程参数检测第一节程序控制系统（KC—201 ）第二节自动调节系统功能说明第三节流量控制功能说明第四节盘装仪表第五节现场工艺参数检测点第三章开车第一节初次开车前的准备工作第二节投料启动第四章停车和停车后再启动第一节正常停车第二节紧急停车第三节临时停车 第四节长期停车 第五节停车后再启动第五章故障与处理方法第六章安全技术第一节氢气的性质第二节装置的安全设施第三节氢气系统运行安全要点第四节消防第五节安全生产基本注意事项附：PSA工段管道及仪表流程图-1 -前言本装置采用变压吸附（简称PSA）法提纯氢气，原料气组成改变操作条件可以生产不同纯度的氢气，纯度可达99.99%以上由于甲醇转化气、产品H2均属易燃、易爆物，本装置的操作压力在1.2Mpa 左右而产品纯度、产品回收率以及生产的稳定性在很大程度上取决于操作水平 的高低，因此必须对操作过程给予足够的重视在PSA系统运行之前，有关生产 管理、操作及维修人员必须熟悉本说明书，并经考核合格后方能上岗。
本说明书涉及到的压力均为表压，浓度为摩尔百分数，流量则指标准状态下 的流量第一章工艺PSA提纯氢气装置是由六台吸附塔（T201A~F,下简称A、B、C、D、E、F塔）、 —台产品气缓冲罐（V201）和一系列程控阀等组成压力~ 1.2Mpa的甲醇裂解转 化 气进入吸附塔（T201A、B、C、D、E、F）进行吸附，得到的产品气经过产品气缓 罐（V201）的缓冲之后去用户杂质气体即尾气通过放空总管放空第一节PSA工作原理和基本工作步骤一 PSA工作原理：采用PSA气体分离技术从甲醇裂解转化气中提纯氢气的原理是利用吸附剂对 不同吸附介质的选择性和吸附剂对吸附介质的吸附容量随压力改变而变化的特 性在高压下吸附原料气中的杂质组分、低压下脱附这些杂质而使吸附剂获得再 生整个操作过程均在环境温度下进行二基本工作步骤：变压吸附基本工作步骤分为吸附和再生两步而再生又包括以下三步骤：1 .吸附塔压力降至低压首先是逆着吸附的方向进行降压（以下简称为逆向放压），接着是利用其它塔的 顺放气来进行冲洗（以下简称冲洗）逆向放压时，被吸附的部分杂质从吸附剂中 解吸，并被排除出吸附塔随后利用顺放气将吸附塔中被吸附的杂质从吸附剂中解析， 并被排除出吸附塔。
2.吸附塔升至吸附压力，以准备再次分离原料气本装置采用六塔三次均压两塔同时吸附过程，每个吸附塔在一次循环中均需经历 吸附（A ）、一均降压（E1D ）、二均降压（E2D ）、顺放（PP ）、三均降压（E3D ）、 逆向放压（D ）、冲洗（P ）、三均升压（E3R ）、二均升压（E2R ）、一均升 压（E1R ）以及最终升压（FR ）等十一个步骤六个吸附塔在执行程序的安排 上相互错开，构成一个闭路循环，以保证原料连续输入和产品不断输出四川亚连科技有限责任公司变压吸附操作运行说明书 整个过程主要由31个程序控制阀来实现程序阀编号如下：KV20XY、KV:程序控制阀2:PSA系统编号X:阀门的功能1—原料气进口阀2一产品出口阀3一逆向放压阀4一一次均压阀/三次均压阀5一二次均压阀/顺放阀6一降噪阀Y:与吸附塔的编号A、B、C、D、E、F对应的阀门编号：a、b、c、d、e、f 第二节PSA工作过程前已述及，每个吸附塔在一次循环中均需经历吸附（A）、一均降压（E1D）、 二均降压（E2D）、顺放（PP）、三均降压（E3D）、逆向放压（D）、冲洗（P）、 三均升压（E3R）、二均升压（E2R）一均升压（E1R）以及最终 升压（FR）等十一个步骤。
六个吸附塔在执行程序的安排上相互错开，构成一 个闭路循环，以保证原料连续输入和产品不断输出各塔相互工作关系如下： 见附表一：现以A塔为例对工作过程进行说明：（阀门的开关只介绍与A塔该步骤有关的） —吸附（A）开启阀KV201a;原料气通过阀KV201a自下而上进入入塔，在工作压力下吸附杂质组份，未被 吸附的产品气组份，通过阀KV202a流出，其中大部分作为产品气从本系统中输 出，剩余部分通过手动调节阀HV201、程控阀KV204c向C塔进行最终升压吸附完毕,关闭阀KV201a二一均降（E1D）开启阀KV204a、d入塔停止吸附后，与结束二均升步骤的D塔以出口端相连，即通过阀KV204a、KV204d与D塔进行第一级压力平衡，A塔压力降低至0.90MPa,均压结束后A、D 塔压力基本相等一均降完毕，关闭阀KV204d三二均降（E2D）开启阀KV204e ；入塔完成一均降步骤后，与刚结束三均升步骤的E塔以出口端相连，即通过阀KV204a、KV204e与E塔进行第二级压力平衡，A塔压力降低至0.61MPa,均压后A、E塔压力基本相等四川亚连科技有限责任公司变压吸附操作运行说明书二均降完毕，关闭阀KV204e。
四顺放（PP）开启阀HV202与KV205f ；利用A塔的顺放气对刚结束逆放步骤的F塔进行冲洗，使F塔内的杂质进一步脱除五三均降（E3D）顺放步骤完成后继续开启阀HV202与KV205f，关闭KV203f ；使A塔与F塔以出口端相连，进行第三次均压，均压后压力达到0.31Mpa左右，完成三均操作六逆放（D）开启阀KV203a ； 入塔降压平衡步骤结束后，逆着吸附的方向杂质气体流向放空管,A塔压力降为 0.02MPa逆放完毕，阀KV203a继续开启七冲洗（P）继续开启阀KV203a ；同时开启阀KV205a、KV205b ；入塔完成逆放步骤后，利用B塔的顺放气对它进行冲洗，把尚残留在塔内的杂 质进一步脱除，让吸附剂得到再生关闭阀KV203a八三均升（E3R）冲洗步骤完成后继续开启阀KV205a与KV205b ；使B塔与A塔以出口端相连，进行第三次均压，均压后两塔压力基本达到平衡状态九二均升（E2R）开启阀KV204c ；入塔完成三均升步骤之后，与刚结束一均降步骤的C塔以出口端相连,即通过阀KV204a、KV204c与C塔进行第二级压力平衡，A塔压力升高至0.61MPa均 压后A、C塔压力基本相等。
二均升完毕，关闭阀KV204c九一均升（E1R）开启阀KV204d ；A塔完成二均升步骤之后，与刚结束吸附步骤的D塔以出口端相连，即通过阀KV204a、KV204d与D塔进行第一级压力平衡，A塔压力升高至0.90MPa均压 后A、四川亚连科技有限责任公司变压吸附操作运行说明书D塔压力基本相等一均升完毕，关闭KV204d十终充（FR）继续开启阀KV204a ；入塔的终充是利用产品气进行的，产品气经遥控调节阀HV201及KV204e，由出 口端进入入塔，最终使A塔压力基本接近吸附压力（1.2MPa）通过这一步骤后， 再生过程全部结束，紧接着便进行下一次吸附循环终充完毕，关闭阀KV204a其它六个塔的操作步骤与A塔相同，不过在时间上是相互错开的这些程控阀按规定的程序操作，使变压吸附工艺过程能不断净化原料气，输 出产品气变压吸附操作运行说明书-1第二章自控调节系统及工艺过程参数检测本装置自动化控制系统DCS集散控制系统及多台操作站来实现对该生产装置的 全面自动化控制该程序控制系统可对装置进行阀门顺控自动控制、多个自动调节系 统和流量瞬时累计计量系统；以及系统报警功能第一节DCS控制系统本装置针对PSA系统特点设计的自动化程度较高的KC-8521程控系统，在装置投 入运行后，该控制程序投入自动后可实现对PSA工段程控阀及相关联锁控制阀的全 自动控制。
当程控阀出现动作故障时，通过位置检测机构反馈信号，可在计算机中对故 障点进行报警，并可实现切塔功能，以保证装置的连续正常运行控制系统共满足生产装置的重要过程参数监测、过程控制、参数报警、数据记录及趋势记录功能要求需配置一台操作站，提供宽行打印机一台供报表输出及实时打印需要一、上位机监控系统功能操作站主要完成以下功能：（1） 动态数据监视及操作，工艺流程画面显示，工艺流程的各检测点数据、调节阀开度的状态显示、PSA程控阀开关状态、阀检反馈故障判断、机泵运行状态显 示及吸附塔状态显示，包括切塔后各塔状态显示2） 调节回路标准控制器显示，工艺参数整定，PID参数设定3） 历史趋势与实时趋势显示打印包括温度、压力、流量、液位、纯度等各重要检测点的历史数据记录、趋势显示4） 报警系统（加入整个系统报警总貌中）阀门故障报警、系统重要参数越限报警；声光报警，报警消息列表记录及打印功能5） 操作记录计算机自动记录PSA的重要操作，如：〃开车”、“停车”等6）报表打印功能：班报表、月报表、日报表、随机报表打印二、上位机监控系统操作说明（1） PSA开车/停车!警告启动PSA前必须首先正确设定各个吸附时间段。
♦ 时间段设定:鼠标点击PSA画面下方的时间段显示窗上，弹出时间设定窗口 用鼠标左键点击显示数字窗口，用键盘输入时间，时间单位：秒（如果输错 可用键盘删除键及退格键修改）确认输入正确后按键盘回车键，数据即被 输入四川亚连科技有限责任公司变压吸附操作运行说明书 在获取操作权限的后，在任何时候都可以修改时间♦ 开车/停车：鼠标点击画面上“开车/停车”按钮，弹出操作窗口，用鼠标左 键单击“开车”或“停车”按钮即可启动或停止PSA按钮通 过颜色变化标明PSA运行状态，绿色为运行，红色为停止注意：当PSA停车时，将自动关闭所有程控阀2） 手动开、关程控阀当系统确认PSA处于停止状态，控制程序才允许手动开关程控阀鼠标点 击流程画面中的程控阀时，弹出操作画面；鼠标选择单击〃打开”或〃关闭” 按钮，即可打开、关闭该阀3） PID调节在调节控制器画面中，可以对PID调节系统进行操作操作模式类似于常规调 节器，主要有：设定值修改一设定值有棒图及数字显示；点击数字窗口，可以修改设定值并按回 车键”ENTER”确认设定数值为工程单位可实现无扰切换的手动/自动切换功能一用鼠标左键单击〃自动”或〃手动”按即可；手动输出---在手动状态时可以手动设定调节阀开度。
点击对应的数字窗口，修改阀门开度并按回车键”ENTER”确认设定开度为0（关）一100%全开）；（4） 程控阀状态指示（由开到关全过程及阀门故障图示）关闭输出开阀阀门打开输出关闭阀门关闭阀门故障时呈交替闪烁信号信号〃阀”符号及其意义形式及颜色DCS输出信号阀检动作阀门状态符号阀体、阀头部分灰色无信号无动作阀关符号阀体绿色、阀头部分灰色输出开阀信号阀门动作不到位阀动作中符号阀体绿色、阀头部分绿色输出开阀信号阀门动作到位阀开符号部分闪烁状态输出开阀信号阀门故障或阀检故障故障（5） 报警画面报警画面窗口将显示过程报警信息及顺控过程中的提示信息信息显示当前所有正在进行的过程参数报警和系统硬件故障报警，并按报警的时间顺序从最信发生的 报警开始列表，报警优先级和状态用不同的颜色来区别，未经确认的报警处于闪烁状态文本及颜色将提示通知操作。