CN106829862A - 一种变压吸附提纯氢气工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变压吸附提纯氢气工艺，其特征在于：在吸附塔塔顶出口总管设置杂质组份在线分析仪，在线分析吸附塔顶出口气中主要杂质含量的变化，在线分析仪数量为1‑3个，当杂质组份含量高于设定值时，延长各步序T1—Tn的吸附时间，总吸附时间随之延长；反之，当杂质组份含量低于设定值时，缩短吸附时间，总吸附时间随之缩短。根据生产负荷的变化，可实现手动和自动优化互相切换调整的两种操作模式，操作灵活，使工艺运行稳定，制氢气效率提高。提高了吸附效率并延长了吸附剂的使用寿命，从而降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属化工领域，具体涉及一种变压吸附提纯氢气工艺。
背景技术
随着近年来变压吸附工艺应用的不断扩大和在变压吸附工艺中各项硬件设施质量的不断提高，在化工领域投用的变压吸附工艺运行更加稳定，同时伴随着软件技术水平的不断提高，尤其在化工领域的应用，不断提高和推动了化工自动化的控制水平和软件技术在化工自动化方面的发展，使化工生产工艺更加稳定和安全可靠。
现有变压吸附工艺吸附时序基本都采用人工手动调整法，通过操作人员对样品分析结果及变压吸附压力曲线的判断来进行时序调整，对操作人员素质要求高，同时，由于操作员判断标准和操作响应时间不同，操作调整幅度不统一，因此调整操作不及时现象较为突出，因而造成了较为突出的工艺运行效率下降。因此，采用与气体质量精确对应，并能够在第一时间判断、响应的自动调整控制方法，解决PSA工艺调整难度大、调整及时性差、人员操作强度高、等问题，大幅度提高工艺控制的及时性，提高工艺运行效率是PSA操作调整进一步发展的思路和方向。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足，提供一种变压吸附提纯氢气工艺。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种变压吸附提纯氢气工艺，由多个吸附塔组成，每个吸附塔的一个周期由下列各步序组成一次循环：吸附、一次均压降压，二次均压降压······m次均压降压、顺放、冲洗、一次均压充压、预吸附、二次均压充压······m次均压充压、终充压。各步序吸附时间依次为T1、T2、T3、T4、T5·······Tn，总吸附时间为T总=∑Tn，m的取值根据生产线的生产能力、吸附塔数量、操作压力、得率要求确定，m值取为2-6；n的取值由生产线吸附塔数量及工艺确定，n值取为4-15；在吸附塔塔顶出口总管设置在线分析仪，在线分析吸附塔顶出口气中主要杂质含量的变化，在线分析仪数量为1-3个，根据原料气中工艺杂质种类不同、产品气中杂质组份含量要求等确定。确定方法为：在线分析点设为Q1、Q2、Q3，在线分析仪测定值为Q测，Q测=a*Q1+b*Q2+c*Q3，（a、b、c为主要杂质各组份的权重系数，系数取0.05-1，a+b+c=1）。
当杂质组份含量高于设定值时，按一定方法缩短T1--Tn吸附时间，总吸附时间随之缩短；反之，当杂质组份含量低于设定值时，按一定方法延长吸附时间，总吸附时间随之延长。
一定方法是指根据时间延长比例按照检测值与设定值之间的偏差及吸附总时间确定，调整系数t调整=（（Q测-Q设）/Q设）*X，X可根据工艺需求不同，设为比例、积分、微分或它们的组合。
各吸附塔在吸附步序设置上相互错开以保证原料气的连续输入，成品气的连续输出。
本发明的原理是：
在吸附塔塔顶出口总管设置杂质气体在线分析仪，在线分析塔顶出口杂质含量的变化，以杂质含量在一定周期变化的平均值Xn与前一周期变化的基准值Xo进行对比分析，当杂质组份含量升高，将T1至Tn时间优化缩短，反之，杂质组份含量低，将T1至Tn时间优化延长。
根据设定一个周期内杂质含量变化进行调整。当后一周期内杂质的变化值ΔX小于前一周期基准值Xo，且变化值ΔX在设定变化允许范围内ε（允许最大变化值），其变化值小于设定允许调整差值ΔX′，在吸附时间T1----Tn进行关联调整。当ΔX=Xn-Xo≤0时，且ΔX′≤ΔX≤ε，将吸附时间进行延长；反之当ΔX=Xn-Xo≥0时，且ΔX′≤ΔX≤ΔY，ΔY<ε，（ΔY表示杂质组份含量升高幅度的设定值），吸附时间进行缩短，但，当ΔX=Xn-Xo≥0时，且ΔX′≤ΔX≤ΔY，ΔY≈ε时，时序继续保持运行，待下一周期进行分析，如连续两个周期ΔY≈ε，则吸附时间不变，如ΔY≥ε，吸附时间缩短。
Xo—表示前一周期变化基准值；
Xn—表示后一周期变化值；
ΔX—表示前后周期变化值之差；
ε—表示允许最大变化设定值；
ΔX′—表示设定允许调整变化差值；
ΔY—表示杂质组份含量升高幅度的设定值；
本发明的有益效果是：
根据生产负荷的变化，可实现手动和自动优化互相切换调整的两种操作模式，操作灵活，使工艺运行稳定，制氢气效率提高。根据需求设定不同杂质在线检测杂质含量，通过自动优化调整，均衡塔顶输出氢气产品气量，使调整精准，克服了人为频繁调整频次造成的工艺波动较大的弊端，使吸附剂吸附高度稳定，提高了吸附效率并延长了吸附剂的使用寿命，从而降低生产成本。
附图说明
图1为本发明示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1，见图1,
变压吸附脱碳工序原料气通过PSA-H2/V将其中的绝大部分的CO2和N2脱除。
PSA-H2/V工艺采用八塔四次均压流程。每个吸附塔在一个周期中需经历四次均压降、顺放、二次逆放、四次均压升、终充压等工艺过程。吸附塔在程序安排上相互错开以保证原料气连续输入，产品氢气连续输出。塔顶总管线有在线N2分析仪一台，在线分析塔顶N2含量的变化。
PSA-H2的操作时序和程控阀门开关时序表如下：
表中：A-吸附，ER1-一次均压升压，ER2-二次均压升压，ER3-三次均压升压，ER4-四次均压升压，ED1-一次均压降压，ED2-二次均压降压，ED3-三次均压降压，ED4-四次均压降压，BD1-一次逆放，BD2-二次逆放，P1-一次冲洗，P2-二次冲洗，PP-顺放，IS-隔离，FR-终充压。
根据塔顶N2含量在一个周期变化平均值，在均压降和均压升均到位前提下，对T1-T4之间时间进行优化自动调整。按技术方案，根据在线N2变化高低进行缩短和延长总时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1. 一种变压吸附提纯氢气工艺，其特征在于：由多个吸附塔组成，每个吸附塔的一个周期由下列各步序组成一次循环：吸附、一次均压降压，二次均压降压······m次均压降压、顺放、一次逆放、二次逆放、三次逆放、抽空、一次均压充压、预吸附、二次均压充压······m次均压充压、终充压，各步序吸附时间依次为T1、T2、T3、T4、T5·······Tn，总吸附时间为T总=∑Tn， m值取为2-6，n值取为4-15，在吸附塔塔顶出口总管设置杂质组份在线分析仪，在线分析吸附塔顶出口气中主要杂质含量的变化，在线分析仪数量为1-3个，当杂质组份含量高于设定值时，延长各步序T1—Tn的吸附时间，总吸附时间随之延长；反之，当杂质组份含量低于设定值时，缩短吸附时间，总吸附时间随之缩短。
2.根据权利要求1所述的一种变压吸附提纯氢气工艺，其特征在于：各吸附塔在吸附步序设置上相互错开以保证原料气的连续输入，半成品气的连续输出。
Priority Applications (1)
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| CN201611160997.2A CN106829862A (zh) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | 一种变压吸附提纯氢气工艺 |
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| CN106829862A true CN106829862A (zh) | 2017-06-13 |
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| CN201611160997.2A Pending CN106829862A (zh) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | 一种变压吸附提纯氢气工艺 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN106829862A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113019065A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-25 | 四川天采科技有限责任公司 | 一种变压吸附的智能化服务系统 |
-
2016
- 2016-12-15 CN CN201611160997.2A patent/CN106829862A/zh active Pending
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Legal Events
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Application publication date: 20170613 |
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