牟新颖
中国石油化工股份有限公司天津分公司炼油部联合三车间 天津市 300270
摘要：若是想让氢气的附加值获得一定的提升，就需要应用变压吸附方面的技术，选择和装置最为契合的方法及策略，并对各种各样工艺与装置的运行情况进行分析，对变压吸附制氢装置或者是工艺做好优化，把粗氢气不断的提纯到接近于百分之百，让其变成电子光学级用氢气。基于此，笔者将结合自己的经验，就变压吸附制氢装置及工艺的改进与优化策略进行分析，希望可以为相关人士提供一定的参考和帮助。
关键词：变压吸附；制氢装置；工艺；优化策略
变压吸附方面的技术是最近新兴起的一种气体分离技术，还在整个工业产业内部获得了十分普遍的运用，其能够借助变压吸附技术来从大量的含氢废气当中对氢气进行提纯，通过变压吸附技术所拥有的循环时间短、吸附剂应用率高、吸附剂用量不多、不用装置换热设备等等的优势，来完成气体的有效分离及提纯。为此，这就需要有关人员明确气源的基本构成、具体压力甚至是产品要求等等，利用变压吸附工艺来不断提纯氢气，对制氢装置做好有效的优化，让其可以更加顺利的运行下去。
一、变压吸附制氢装置工艺的基本概述
工业内部PSA制氢装置所采用的吸附剂需要挑选表面积较大的固体颗粒，借助其本身具有的空隙大小分布情况、不一样的表面积甚至是不相同的表面性质等等，去对混合气体当中的所有组分达成吸附。PSA制氢装置在进行吸附时的主要工作方式为物理吸附，其是利用变压吸附工艺从大量的混合气体当中不断分离出氮气、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷等等有着较多杂质的组分，进而获得大量高纯度的氢气。其主要的工作原理就是借助吸附剂在A-B段的特性真正达成气体的吸附和分离，吸附剂往往会在高温高压的条件下不断吸附所有原料气体当中除了氢气之外的各种杂质组分，接着将压力维持在B点，让各个杂质都能够获得解吸。有关参数大致包含有：原料的气温度、吸附压力、解吸压力等等，对产品所富有的氢纯度造成一定影响的因素为原料气流量、解吸再生条件或者是均压次数等等，相关人员应该让吸附的压力不断提升，减少解吸本身的压力，让吸附的具体时间得以延长，减少产品的纯度。同时在原料气流量出现某种变化的时候，对吸附时间进行相应的调整，确保产品所富有的氢纯度。
二、变压吸附制氢装置及工艺的改进和优化分析
变压吸附制氢装置通常应用的是6-1-3/VP工艺流程，主要维持在0.18-0.23MPa、温度则是八十到一百一十摄氏度的条件，原料气在进入到原料氢气冷却器完成降温以后就要输送到原料气分液罐，接着就要通过原料气压缩机。在一开一备的过程中，就要加压到1.5MPa，让温度保持在四十五摄氏度，只要水分离器能够把原料气当中所富含的液态物质迅速的分离出来，并通过PSA单元，就可以回收所有的有效组分，增加氢气本身的纯度。其主要流程包含有：吸附、均压降压以及抽真空等等内容，最终产生一个尤为健全的“吸附-再生”循环。
只要能够吸附杂质的传质区前沿顺利通过床层出口预留段的某一个部位时，就需要马上关闭此吸附塔内部的原料气进阀或者是产品气的出口阀，让其可以禁止吸附。此时，吸附床就会转换成再生工作，真正达成气体的不断分离与有效提纯。解吸气进入解吸气缓冲罐与混合罐做好稳压以后，顺利通过解吸气压缩机逐渐上升到0.15-0.18MPa之后，并输送到烷基苯装置内部，以此来提供给加热炉充当燃料进行应用。产品气在高于1.0MPa的情况时，会利用模压机来做好升压工作，同时对鱼雷车开展相应的充装。具体而言，其大致包含有：吸附过程-在1.45MPa左右的压力条件与温度≤四十五度的环境下，原料气就逐渐的从塔底开始输送到正处在吸附条件下的吸附塔内。在各种各样吸附剂的接连吸附下，这当中的水、二氧化碳、C2-C5烃类、氮气、甲烷与一氧化碳等等杂质就被不断的吸附，而还没有被吸附的氢气就会充当产品从整个塔顶迅速流出，借助压力调节系统进行有效的稳压以后，输送到半产品缓冲罐内部达成一定的脱氧干燥。均压降压过程-在做好吸附工作以后，塔内有着较高压力的氢气就会随着主要的吸附方向输送到有着较低压力的整个吸附塔内，借助不间断的均压降压工作，就可以达成氢气的有效回收。逆放过程：在均压工作彻底结束以后，吸附前沿就会处在床层出口部位，以相反的方向把吸附塔内部的所有压力都降到贴近于常压，对原先被吸附的大量杂质进行解吸，接着利用自适应调节系统做好相应的调节，让其顺利输送到逆放解吸气缓冲罐内部，再借助稳压调节阀进行有效的调节，同时进入到解吸气混合罐中。抽真空过程：在逆放工作真正结束以后，利用抽真空技术来减少相应的杂质组分，让吸附剂达成再生，并让真空解吸气顺利输送到解吸气混合罐内部。均压升压过程：在完成真空再生工作以后，通过三次均压升压过程，不断的对吸附塔做好升压，就能够回收所有塔内部的床层死空间氢气。产品气升压过程：借助升压调节阀来更加平缓的通过产品氢气把整个吸附塔本身的压力转换成吸附压力，保障产品纯度有着较高的稳定性。
此种改进装置确实有着均压次数繁多、氢气回收充分以及氢气损失不多等等优势，PSA流程下的吸附循环时间短、吸附剂的实际应用率高，可以越发有效的达成吸附剂的再生，同时利用自动切塔技术来对整个故障塔进行重复性的检修。在这当中，变压吸附单元内部有着六台吸附塔，依次为原料气分液罐、半产品缓冲罐或者是真空泵等等，只有一台会一直处在吸附的状态下，其余五台则完成处在再生的不一样阶段内，还能够借助开关达成相应的操作。
结束语：总而言之，借助对变压吸附制氢装置及工艺进行一定的改进与优化，就能够对变压吸附单元、制氢单元以及脱氧干燥单元等等方面的装置做好改进，让装置氢气的实际产量、氢产品本身的纯度与氢气税收率都能够达到标准，更好的确保变压吸附制氢装置及其工艺更加稳定顺利的运行，逐渐增强变压吸附制氢装置本身的可靠性与全自动可控性操作，真正让产品气的实际回收率获得有效的提升，降低废弃污染物的排放。
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