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600Nm3/h焦炉气提氢变压吸附装置
操作运行说明书
第一章前言
一、概述
本装置是采用变压吸附(简称PSA)法从焦炉煤气(简称COG)中提取氢气,改变操作条件可生产不同纯度的氢气。
本装置采用气相吸附工艺, 因此, 原料气中不应含有任何液体和固体。
在启动和运转这套装置之前, 要求操作人员透彻地阅读本操作运行说明书, 因为不适当的操作会导致运行性能低劣和吸附剂的损坏。
本说明书中涉及到的压力均为表压, 组成浓度均为体积百分数, 流量除专门标注外均为标准状态下的流量。
二、设计参数
原料气组成:
组成
H2
CH4
N2
CO
CO2
CmHn
O2
V%
62
杂质组成
H2S
CO
NH3
萘
焦油
mg/Nm3
100
153
100
250
10
原料气流量:1100Nm3/h;
原料气压力: ≥3Kpa (表压);
原料气温度: ≤40℃。
产品气压力: ≥ (表压);
产品气流量:600Nm3/h;
产品气温度: ≤40℃;
产品氢气纯度: H2≥ % CO+CO2≤10PPm
O2≤10PPm H2O≤30PPm
S≤2PPm
解吸气压力: ~ (表压);
解吸气流量:~550Nm3/h;
解吸气温度: ≤40℃。
解吸气组成:
组成
H2
CH4
N2
CO
CO2
CmHn
O2
合计
V%
100
第二章工艺说明
提氢工艺流程基本构成
本装置采用变压吸附技术从焦炉煤气中提取氢气,焦炉煤气中杂质较多,组成十分复杂,随原料煤不同有较大变化,除有大量的CH4和一定量的N2、CO、CO2、O2外还有少量的高碳烃类、萘、苯、无机硫、焦油等,后者都是些高沸点、大分子量的组份,很难在常温下解吸,对变压吸附采用的吸附剂而言,吸附能力相当强,这些杂质组分会逐渐积累在吸附剂中而导致吸附剂性能下降,因此本装置采用两种不同的吸附工艺,变温吸附工艺和变压吸附工艺。经过脱萘脱油后压缩的焦炉煤气首先通过变温吸附工艺除去C5以上的烃类和其它高沸点杂质组份,达到预净化焦炉煤气的目的,然后再经过变压吸附工艺除去除氮、甲烷、一氧化碳及二氧化碳等气体组份,%的氢气,最后再经过精脱硫、脱氧、%的产品氢气。除油脱萘器和预处理器的再生气来自变压吸附工序中的解吸气,使用后的再生气经冷却后可返回解吸气管网。
原料气
精脱萘器
压缩机
预处理器
除油器
除油脱萘器
脱氧冷却器
脱氧加热器
精脱硫器
吸附器
脱氧器
干燥系统
解吸气电加热器
产品氢气
解吸气
解吸气冷却器
图一:提氢工艺流程框图
本装置由原料气脱萘及压缩工序(100#)、预处理工序(200#)、变压吸附提氢工序(300#)和后处理工序(400#)4个工序组成。
二、工艺原理及工艺过程说明
1. 原料气脱萘及压缩工序(100#)
本工序由2台脱油脱萘器(T101A、B)、2台焦炉煤气压缩机(C101A、B)、2台精脱萘器(T102A/B)、1台电加热器(E101)组成,由于原料气中含有大量的萘,它容易结晶,影响压缩机的阀门及堵塞工艺管道,来自界外的焦炉煤气首先经过脱油脱萘塔(T101 A,B)脱去焦油、萘、H2S、NH3、HCN等杂质,,再通过精脱萘器净化后经二、。
:
焦炉气从脱油脱萘塔下端进入床层,焦油和萘被吸附,脱去大部分焦油和萘后的焦炉煤气从顶端出来,然后进入压缩机的一级。脱油脱萘塔两个塔交替工作,再生的气体是水蒸气通过电加热器加热后的过热蒸汽,冷吹气来自300#变压吸附后的解吸气。
:
脱萘塔再生时间: 一个月左右一次,一个塔使用,另一个塔再生后备用,两个塔循环使用,二个塔具体切换时间根据塔出口气体中杂质组分由AP102A、B取样分析而定。
再生由两个步骤组成。
①加热步骤:再生的气体是低压水蒸气,经过阀V149,通过电加热器加热成为过热蒸汽,温度到400℃,再经过阀V147、管线FG211、FG101和阀V0117A/B,进入脱油脱萘塔,从上向下对床层进行吹洗。在400℃的温度下使床层中的大量焦油、和萘完全解吸出来,吹出的蒸汽经阀V113A、V113B经管道BD106送到界