制氢单元技术操作规程

制氢单元技术操作规程

一、岗位说明

1.基本原理

本装置采用变压吸附工艺技术从焦炉气中提取纯氢，其基本原理是利用固体吸附剂对气体

的吸附有选择性，以及气体在吸附剂上的吸附量随其分压的降低而减少的特性，实现气体混合

物的分离和吸附剂的再生。

本装置工艺流程根据原料组份比较复杂的特点分为四个工序：脱蔡脱硫工序、压缩预处理

工序、变压吸附工序和脱氧干燥工序。

2.技术参数

2.1.原料气

焦炉煤气组成

组成COC0CnHm

H202N2CH42E

V%500.612.2248.22.42.6100

3

焦炉煤气中杂质含量(mg/Nm)

成分蔡焦油BTX有机硫洗油雾

H2SNH3

含量1000500205000200100300

输入压力：〜5KPa

温度：常温

3

流量：1500Nm/h

2.2.产品气

质量要求：比三99.9%；其中ChWIOppmv,C0+COzWIOppmv,全硫WO.5Ppmwt,

33

水含量W30ppmwt,NH3-NW0.5mg/Nm,氯W0.1mg/Nmo

压力：L4Mpa

温度：W40℃

流量：600Nm/ho

2.3.解吸气

压力:〜0.02Mpa

温度：W40℃

流量：900Nm3/ho

3.工艺说明

3.1.脱蔡脱硫工序aoo#)

从界外来的焦炉煤气在压力5KPa常温下进入脱禁器脱除大部分禁、焦油、硫化氢

等，再进入脱硫器脱除硫化氢。本工序有台脱蔡器、2台脱硫器和1台再生加热器，

2台脱祭器并联操作，一塔吸附，另一塔再生。吸附饱和的脱蔡器大约10天再生一次,

再生使用换热器将解吸气加热到150C后通入脱禁器进行再生，接着用经冷却器冷却

的解吸气冷吹进行降温，再生解吸气返回焦炉煤气系统，不对环境产生污染。两台脱

硫器一开一备，吸附饱和后更换脱硫剂，半年全部更换一次。

3.2.压缩预处理工序(200#)

经过脱蔡脱硫后的净化气经压缩机一级出口增压后进入精脱祭器,进一步脱除其

中的高沸点杂质组分，然后再返回压缩机经二、三级增压到1.5Mpa后，进入除油器除

去压缩所带的油，然后再进入预处理器，进一步脱除其中的烷烧、芳煌、硫化物等,

得到符合变压吸附原料气要求的净化气。预处理后的焦炉煤气进入变压吸附工序。

本工序包含2台压缩机、2台精脱禁器、2台预处理器、2台解吸气加热器、1台

再生气冷却器。2台压缩机一开一备；2台精脱禁器可串并联操作，吸附饱和后在再生

方法与脱蔡器再生方法一致；2台除油器可串并联操作，交替轮换使用，一台投运时,

另一台更换吸附剂备用。除油吸附剂失效后更换。

2台预处理器并联操作，交替轮换使用，通过程控阀来实现。再生时，解吸气经

加热器加热到150℃左右对预处理器进行再生，然后再用常温解吸气冷吹降温，冷吹

解吸气和再生的解吸气经再生冷却器降温后进入解吸气管网。

预处理系统工作顺序如下：

塔号工艺步骤

T0203AADHCR

T0203BDHCRA

程控阀的编号和作用如下:

KV20IX

预处理的器编号:A,B

阀门的功能

01--原料气进口阀

02-一净化气出口阀

03一再生气进口阀

04一再生气出口阀

05一再生气加热进口总阀

06—冷吹气进口总阀

07一再生气出口、逆放总阀

08一解吸气出口阀

09一升压阀

本工序编号

,程序控制切换阀

预处理器的作用：

预处理器由吸附塔T0203A、T0203B及一系列程控阀构成。作用是进一步除掉原

料气中的高烧类物质、硫化物等杂质，防止带入300#吸附塔使吸附剂中毒。

预处理系统的工作过程：（以吸附塔T0203A为例）

1、吸附步骤：程控阀KV201A,KV202A打开、从除油器送来的原料气进入吸附

塔，在吸附压力下杂质被吸附，净化气进入300#。

2、逆放步骤：吸附完成后程控阀KV201A,KV202A关闭，打开程控阀KV204A,

吸附塔内的气体去解吸气管道。逆放前期逆放气经过限流阀送出，限流阀的作用是缓

慢泄压，防止泄压过快对吸附剂或低压管线造成冲击，逆放步骤后期开阀KV207o

逆放步骤结束时吸附塔的压力降至常压。逆放步骤期间300#的解吸气经程控阀KV208

送出对除祭器进行冷吹。

3、加热步骤：逆放步骤结束后程控阀KV204A.KV207不关闭，再打开程控阀

KV203A、KV205。来自300#工序的解吸气作再生气体，经加热器（E0201）加热至150℃

进入吸附塔T0203A,吸附的杂质被热气体带出吸附塔经程控阀KV204A.KV207排出。

4、冷吹步骤：加热结束后关闭程控阀KV205、打开程控阀KV206,再生气不经过

加热器直接经过KV203A进入吸附塔T0203A对吸附塔进行冷吹至环境温度。

5、充压步骤：当吸附塔完成吸附剂的再生工作后，需要为下一次吸附做准备必

须充压。充压用净化的气体经限流阀、程控阀KV-209对再生好的塔缓慢充压至吸附

压力。至此，预处理吸附器的一次循环完成，充压步骤期间300#的解吸气经程控阀

KV208送出对除蔡器进行冷吹。

3.3.变压吸附工序（300#）

3.3.1.工作原理：

变压吸附工艺的原理是利用所采用的吸附剂对不同组份的吸附量随压力的不同

而呈现差异的特性，使氢气和其它杂质实现分离。在一定吸附压力下，净化后的焦炉

煤气进入300#吸附床，吸附容量较大的强吸附组份用、CH*CO、CO2被吸附留在床

层，而较小吸附容量的弱吸附组份也从床层出口端输出，得到大于99.般的出，吸

附饱和的吸附剂减压和冲洗使其解吸。本装置为六塔流程，微机控制程控阀门进行切

换，整个过程在低于40℃下进行。

使用焦炉煤气作为原料气时，系统采用6—2—3/P主程序。此时每个吸附塔在一

次循环中都经历吸附（A）,第一级压力均衡降（E1D）、第二级压力均衡降（E2D）、顺

向放压（PP）、第三级压力均衡降（E3D）、逆向放压（D）、冲洗（P）、第三级压

力均衡升（E3R）、第二级压力均衡升（E2R）、第一级压力均衡升（E1R）、最终升

压（FR）等4^一个步骤。

3.3.2.装置运行方式：

同时执行吸附步

运行方式在线吸附床数均压次数吸附床再生步骤

骤的吸附床数

6-2-3/p623逆放、冲洗

3.3.3.过程说明：

程控切断阀的编号和作用如下:

塔的编号A〜F

阀门功能

01一进气阀

02—出气阀

03一逆放阀

04—顺放、二均、三均阀

05一终充、一均阀

06—四均、冲洗阀

07一逆放一总阀

本工序编号

程序控制切断阀

以6-2-3/P方式运行，其中两台吸附器处于进入原料气、产出氢气的吸附步

骤，其余四台吸附器处于吸附剂再生的不同步骤。每个吸附器经历相同的步骤

程序，只是时间上相互错开，以下表方式排列，即可达到原料气不断输入、产品

氢连续稳定输出。

6-2-3/P工艺步骤

分周期123456

步位123123123123123123

T0301AAEIDE2DPPE3DDPE3RE2RISE1RFR

T0301BE1RFRAEIDE2DPPE3DDPE3RE2RIS

T0301CE3RE2RISE1RFRAEIDE2DPPE3I)DP

T0301DE3DDPE3RE2RISE1RFRAEIDE2DPP

T0301EE1DE2DPPE3DDPE3RE2RISE1RFRA

T0301FAEIDE2DPPE3DDPE3RE2RISE1RFRA

现以吸附器T0301A为例说明6-2-3/P方式运行时在一次循环周期内各

工艺步骤的工艺过程。（所有程序控制阀的开关动作均由微机控制完成）

（1）吸附（A）

开启程控阀KV301A、KV302Ao原料气通过KV301A进入A塔，原料气中除比

外组分在吸附压力下被吸附剂吸附，未被吸附的电（净化气）经KV302A向外输

出净化气。当杂质组分的吸附前沿到达吸附塔某一位置时关闭阀KV301A,

KV302A,停止原料气进入和净化气输出。床内保持吸附时的压力，此时吸附器中

吸附前沿至出口端之间还留有一段未吸附杂质的吸附剂。

（2）第一级压力均衡降（简称一均降，E1D）

A塔吸附步骤停止后，即开启程控阀KV305A及KV305D,使A塔出口端与

刚结束二均升步骤的D塔以出口端相连通，A塔内死空间气体（系指吸附剂颗粒

之间的空间及吸附剂颗粒内部孔隙的气体）由A塔出口端经KV305A,KV305D阀，

从A塔出口端进入D塔。该步骤结束时，A、D两塔压力基本上达到平衡，而A

塔内杂质吸附前沿还未到达出口端。

（3）第二级压力均衡降（简称二均降，E2D）

关闭程控阀KV305A,继续开启KV305D（用于D塔下一步终充），开启KV304A,

KV304E,使A塔出口端与刚结束三均升步骤的E塔以出口端相连通，A塔内死空

间气体（系指吸附剂颗粒之间的空间及吸附剂颗粒内部孔隙的气体）由A塔出口

端经KV304A,KV304E阀，从A塔出口端进入E塔。该步骤结束时，A、E两塔压

力基本上达到平衡，而A塔内杂质吸附前沿还未到达出口端。

（4）顺放（PP）

关闭KV304E阀，继续开启KV304A阀，开启KV306F使A塔出口端通过HV-302

与F塔连接进行顺向放压，进一步回收A塔内死空间气体，顺放气对F塔进行冲

洗再生。该步骤结束时，A塔内杂质吸附前沿仍未到达出口端。

（5）第三级压力均衡降（简称三均降，E3D）

关闭KV306F,继续开启KV304A阀，开启KV304F使A塔出口端与F塔出口

端连接进行压力均衡，进一步回收A塔内死空间气体，该步骤结束时，A、F两

塔压力基本上达到平衡，此时A塔内杂质吸附前沿刚好到达出口端，吸附剂得到

充分利用。

（6）逆向放压（简称逆放，D）

A塔三均降结束后，塔内所剩余的气体逆向进行降压。逆放气经过KV303A

缓慢输出。逆放前期逆放气通过KV307进入解吸气缓冲罐，逆放后期通过HV-303

进入解吸气混合罐。在此过程中大部分被吸附的杂质组份脱附了出来，吸附剂得

到一定程度的再生。逆放步骤结束时，吸附塔A内压力接近常压（约0.02MPa）。

（7）冲洗（P）

A塔逆放结束后，需对A塔进行进一步再生，此时打开KV306A,用B塔的顺

放气通过HV-302对A塔进行冲洗再生。

（8）第三级压力均衡升（简称三均升，E3R）

开启阀KV304A.KV304B,A塔利用B塔的三均降气体进行三均升，充压结

束时两塔压力大致相等，继续开启KV304A用于下一步A塔进行二均升，关闭

KV304Bo

（9）第二级压力均衡升（简称二均升，E2R）

继续开启阀KV304A,开启KV304C,A塔利用C塔的二均降气体进行二均升，

充压结束时A塔与C塔压力大致相等，关闭KV304A,继续开启KV304c用于C塔

下一步顺放。

（10）第一级压力均衡升（简称一均升，E1R）

开启阀KV305A,开启KV305D,A塔利用D塔的一均降气体进行一均升，充

压结束时两塔压力大致相等，关闭KV305Do

(11)最终升压(FR)

A塔经历一均升步骤后，塔内压力还未达到吸附步骤的工作压力。这时阀

KV305A仍开启，通过终充调节阀HV-301,由净化气管道引少量气体对A塔进行

最终升压，直到A塔压力基本上达到吸附压力为止。

至此，A塔在一次循环中的各步骤全部结束，紧接着便进行下一次循环。

3.4脱氧干燥工序(400#)

3.4.1.工艺原理

本工序由脱氧、干燥两部分组成。在使用焦炉煤气作为原料气时，从300#

出来的半成品氢气中尚含有少量氧。在脱氧器中，这些微量氧在杷催化剂作用下

生成水。其反应式如下：

H2+l/202-H20(g)+242(KJ/mol)

生成的水经干燥器除去。

3.4.2.过程说明

(1)脱氧系统由脱氧前加热器(E0401)、脱氧器(R0401)、脱氧后冷却

器(E0402)和脱氧水分离器(V0401)组成脱氧系统。从300#来的半成品氢气中

尚含有1000—3000PPM浓度的氧。由于含量较低，当它通过催化剂层与氢反应

时，生成的热量较少，不足以维持正常的反应温度。故在脱氧塔(R0401)前需

在加热器(E0401)中将氢气预热。反应温度维持在50C—100℃之间。脱氧后

的氢气经冷却后去干燥部分。

(2)干燥系统

该系统由气水分离器(V0402)、干燥器(T0401A,B)、预干燥器(T0402)、氢气

加热器(E0403)、氢气冷却器(E0404)等组成。它是一个等压的变温吸附过程。

通过三个四通程控切断阀(KV401A、KV401B、KV401C)和流量调节阀FV-401

来实现整个循环过程。干燥与再生均处于~L5Mpa压力下。

等压TSA工艺步骤和程控阀开关图：(四通阀接口：左a:右c:±b:下

d)

分周期1234

T0401AAHC

T0401BHCA

T0402AHAH

KV401A(a--b,d-c)

KV401A(a--d,b-c)

KV401B(a-b,d-c)

KV401C(b-c,a-d)

KV401c(a一b,Ld)

由图可知，每个循环每个塔都必须经历，吸附、加热、冷却三个步骤，并

通过四通程控阀来实现。其中KV401B、KV401C是同步的，每经历两个分周期

动作一次。脱氧后的氢气含有水分，必须进行干燥处理。下面（以塔T0401A

为例）介绍干燥过程：由干燥塔、预干燥器、氢气加热器、氢气冷却器、水分

离器及4通程控球阀KV401A,KV401B、KV401C构成“等压干燥”过程。每塔

的一次循环有：

1、吸附：大部分待干燥气体经调节阀FV-4O1,程控球阀KV401B的d-a

通道进入干燥塔，水分被吸附，吸附压力约L5MPa。干燥后的气体作为产品气

经程控球阀KV401c的a-d通道、流量计FIQ402、调节阀PV401送出界区。

2、加热：程控球阀KV401B,KV401c转动90度，小部份的含水氢气经流量

计FIC40K程控球阀KV401A的a-b通道、预干燥器、氢气加热器、程控球阀

KV401C的d-a通道进入干燥塔对其加热，把水分带出吸附塔。再经程控球阀

KV401B的a-b通道、KV401A的d-c通道、氢气冷却器、水分离器对水分进行分

离排出。除水以后的气体返回调节阀FV-401之后至干燥塔入口重新干燥。再生

气体的流量大小由调节阀FV-401调节控制，通常流量为总流量的1/4〜1/3。加

热完成时吸附塔出口气体温度为60〜100℃o

3、冷吹：程控球阀KV401A转动90度，冷的再生气体经KV401A的a-d通

道、KV401B的b-a通道进入干燥塔进行降温，出塔气体经KV401c的a-b氢气加

热器对预干燥器进行加热，排出预干燥器里水分。再经KV401A的b-c通道到氢

气冷却器、水分离器排掉水分后返回调节阀FV-401之后至干燥塔入口。当干燥

塔出口气体的温度接近常温，冷吹结束。至此，吸附塔的一次循环结束。整个

干燥过程是在压力约1.5MPa下进行，所以称为等压干燥。

二、自动控制系统及工艺过程参数检测

1.过程控制

1.1.程序控制系统

装置所有的程控阀都是由PLC控制系统按预先设定的运行方式、步位和步骤关

系，输出4〜20mA电信号，经电磁先导阀将电信号转换成气信号驱动程序控制阀，

实现变压吸附。本装置的操作运行采用定时控制。程控阀的开关状态及吸附塔

的工作状态可通过计算机显示器上的流程图反映出来，并能通过实时趋势图和

程控阀阀检反馈信号诊断出程控阀的一些故障。当程控阀不能正常开关时，系

统会出现报警同时计算机可自动寻找较为安全、恰当的步位，将有故障的吸附

塔切出。

L2.主要操作功能键含义

置零：使程序回到初始状态（从时序表第一分周期第一小步）开始运行。装

置正常运行时严禁使用！仅限自检状态下检查程序用。

自检：此时计算机不输出信号，现场程控阀全部关闭；主画面里的阀门开关、

工作状态、执行时间等照常按程序运行和显示。

暂停：使程序保持在该步骤，现场程控阀不管是开启还是关闭也保持该状态,

直至退出暂停为止。

步进：立即进入执行下步程序。

自动/手动：自动，所有程控阀的开和关都是按程序和输入的各步时间自动

进行；手动，可任意选择一个或多个程控阀手动（用鼠标点击显示器流程图上的

阀位）控制开关。

2.流量计量系统

2.1.原料气流量累积、指示（FIQ-301）

刻度流量：。〜2000Nm3/h

操作值：1500Nm3/h（焦炉煤气）作用：用于集中显示记录原料气流量的瞬时

流量和累积流量值，反映装置的处理能力及

生产效率，为工厂的经济核算提供依据。

2.2.再生气流量指示、控制（FIC-401）

刻度流量：0〜500Nm3/h

控制调节对象：通过调节阀FV-401控制脱氧干燥工序再生气气量

作用：用于集中显示记录脱氧干燥工序再生气的气量，并拖过控制FV-401

调节再生气气量的大小。

2.3.产品氢气流量累积、指示（FIQ-402）

刻度流量：0〜800Nm3/h

操作值：600Nm3/h

作用：用于集中显示记录产品氢气流量的瞬时流量和累积流量值，反映装置

的生产能力及生产效率，为工厂的经济核算提供依据。

3.温度远传系统

3.1.解吸气加热器出口温度指示（TIT01）量程范围：0〜200℃操作值：150℃

3.2.解吸气冷却器出口温度指示（TI-102）量程范围：0〜100℃操作值：40℃

3.3.脱祭器上部温度指示（TI-1O3A/B）量程范围：0〜200c操作值：150/40C

3.4.脱蔡器下部温度指示（丁1-104人力）量程范围：0〜200℃操作值：150/40C

3.5.甲醇驰放气温度指示（TI-105）量程范围：0〜100℃操作值：40℃

3.6.解吸气温度指示（TI-106）量程范围：。〜200c操作值：150/40C

3.7.解吸气加热器出口温度指示（TI-201）量程范围：0〜200c操作值：150℃

3.8.解吸气温度指示（TI-202）量程范围：0〜100C操作值：70℃

3.9.半产品气温度指示（TI-3O1）量程范围：0〜100℃操作值：40℃

3.10.解吸气温度指示（TI-302）量程范围：0〜100℃操作值：40℃

3.H.原料气温度指示(TI-303)量程范围：0〜100C操作值：40℃

3.12.产品气温度指示(TI-401)量程范围：0〜100C操作值：40℃

3.13.半产品气温度指示(T1-402)量程范围：0〜100℃操作值：40℃

3.14.干燥再生气温度指示(TI-403)量程范围：0〜100℃操作值：40℃

3.15.热吹加热器出口温度指示(T-404)量程范围：0〜200c操作值：

150/40℃

3.16.冷吹加热器出口温度指示(TI-405)量程范围：0〜100℃操作值：

150/40℃

3.17.脱氧气温度指示、高报警(TIA-406)量程范围：0〜200℃操作值：120℃

报警值：130℃

4.控制调节系统

4.1.原料焦炉煤气压力指示(PI-1O1)

量程范围：0〜lOKpa

作用：指示原料焦炉煤气压力。

4.2.脱蔡器压力记录(PR-102A/B)

量程范围：0〜25Kpa

作用：指示记录脱蔡器压力。

4.3..脱硫器压力记录(PRTO3A/B)

量程范围：0〜25Kpa

作用：指示记录脱硫器压力。

4.4.甲醇驰放气压力指示、控制(PIC-104)

控制调节对象：通过调节阀PV-104控制甲醇驰放气压力量程范围：0〜

4.OMpa,操作值：2.55Mpa

作用：当甲醇驰放气压力低于设定值时PV104调节阀自动开大；反之PV104

调节阀自动关小，保证甲醇驰放气压力稳定。

4.5.解吸气压力指示、控制(PICT05)控制调节对象：通过调节阀PV-105

控制解吸气压力量程范围：0〜40Kpa,操作值：20Kpa

作用：当解吸气压力低于设定值时PV105调节阀自动关小；反之PV105

调节阀自动开大，保证解吸气压力稳定。

4.6.压缩机进出口压力指示、控制、报警(PICAL-201、PICAH-202)

控制调节对象：通过调节阀PV-201控制压缩机进出口压力

量程范围：0〜10Kpa(201),0~2.5Mpa(202)操作值:5Kpa(201)l.5MPa(202)

报警值：lKpa(201)>1.55Mpa(202)

作用：当压缩机入口压力低于设定值或出口高于设定值时发出报警；入口压

力低于设定值时PV-201开大，出口高于设定值时PV-201开大，保证进出口压

力稳定。

4.7.精脱祭器压力记录(PR-203A/B)

量程范围：0〜0.4Mpa

作用：指示记录精脱蔡器压力。

4.8.除油器压力记录(PR-204A/B)

量程范围：0〜2.5Mpa

作用：指示记录除油器压力。

4.9.预处理器压力记录(PR-205A/B)

量程范围：0〜2.5Mpa

作用：指示记录预处理器压力。

4.10.吸附器工作压力指示、控制、报警(PICAL-301)

控制调节对象：通过调节阀PV-301控制吸附压力

量程范围：0〜4.OMpa

操作值：2.55Mpa(甲醇驰放气)、1.5MPa(焦炉煤气)

报警值：2.45Mpa(甲醇驰放气)、L45MPa(焦炉煤气)

作用：吸附压力低于设定值时报警，吸附压力高于设定值时PV-301开大，

低于设定值时

PV-301关小，保证吸附压力稳定。

4.H.解吸气压力指示、控制(PIC-302)

控制调节对象：通过调节阀PV-302控制解吸气压力

量程范围：0〜60Kpa

操作值：20Kpa

作用：当解吸气压力低于设定值时PV302调节阀自动开大；反之PV302

调节阀自动关小，保证解吸气压力稳定。

4.12.解吸气缓冲罐压力指示(PI-101)

量程范围：0〜0.4Mpa

作用：指示解吸气缓冲罐压力。

4.13.原料气压力指示、报警(PIAH-304)

量程范围：0〜4.OMpa

操作值：2.55Mpa(甲醇驰放气)、1.5MPa(焦炉煤气)报警值：2.6Mpa(甲

醇驰放气)、［55MPa(焦炉煤气)

作用：吸附压力高于设定值时报警。

4.14.吸附压力记录(PR-305A-F)

量程范围：0〜0.4Mpa

作用：指示记录吸附器压力。

4.15.产品气压力指示、控制、报警(PICAL-401)

控制调节对象：通过调节阀PV-401控制产品气压力

量程范围：0〜4.OMpa

操作值：2.55MPa

报警值：2.5MPa

作用：产品气压力低于设定值时报警，产品气压力高于设定值时PV-401

开大，低于设定值时PV-401关小，保证产品气压力稳定。

4.16.干燥器压力记录(PR-402A/B)

量程范围：0〜2.5Mpa

作用：指示记录干燥器压力。

4.17.出界区产品气压力指示、控制、报警(PICAH-403)控制调节对象:

通过调节阀PV-403控制出界区产品气压力量程范围：。〜4.OMpa

操作值：2.55MPa

报警值：2.6MPa

作用：产品气压力高于设定值时报警，产品气压力高于设定值时PV-403

开大防空，低于设定值时PV-403关小，保证出界区产品气压力稳定。

4.18.仪表空气压力指示、报警(PIAL-001)

量程范围：0〜l.OMpa

操作值：0.5Mpa

报警值：0.4Mpa

作用：仪表气压力低于设定值时报警。

5.在线分析

5.1.半产品气也分析记录、报警系统

(ARAL-301)

测量介质：H2

量程范围：95~100%

操作值:99.99%报警下限：99.9%

作用：分析、显示和记录半产品气中比含量，当低于下线时报警提示。

5.2.产品气中微量氧分析记录、报警系统(ARAH-401)

测量介质：02

量程范围：。〜20Ppm

操作值：WIOppm

报警上限：lOppm

作用：分析、显示和记录产品气中。2含量，当高于上限时报警提示。

5.3.产品气中微量水分析记录、报警系统(ARAH-402)

测量介质：H20

量程范围：-80〜20℃

操作值：W-54℃

报警上限：-54℃

作用：分析、显示和记录产品气中比0含量，当高于上限时报警提示。

三、系统的启动停车

1.初次开车前的准备工作

开车分为初次开车和正常开车、初次开车前应做好一系列的准备工作，而正常

开车只需将某些阀及控制点设置好后即可启动。装置安装完毕，需进行严格的吹扫,

试漏工作。合格后，吸附塔干燥器装填吸附剂，完成整个气密性试验后，应对所有

控制系统进行严格的检查及调试，并对整个设备和管道进行氮气置换，使整个装置

的氧含量降至0.5%以下，因为本装置的原料气和产品以及解吸气均含有大量氢，

尤其是产品气，如果不预先将系统中的氧置换掉，在开车初期特别在300#工序会

形成爆炸混合物而引起爆炸燃烧。以上工作完成后将阀门处于关闭状态。脱氧催化

剂则必须在置换前才装填。

1.1.系统开车前的准备工作

①完成动力设备单机试车；

②完成自控仪表调校；

③检查程序切换步序和运行步序；

④检查好调节阀的行程；

⑤检查流量计量系统；

⑥调试好在线比分仪、。2分仪和比0分仪。

1.2.需全关闭的阀门：

①所有调节阀的旁路阀；

②所有缓冲罐的放空阀和排污阀；

③所有安全阀的旁路阀；

④所有管道及设备的排污阀；

⑤所有工艺管道的放空阀；

1.3.装置正常运行需要开启的阀门：

①所有调节阀的前后截止阀；

②所有安全阀的前止阀；

③所有压力的前置阀；

④所有程控阀、调节阀的气源阀；

⑤仪表空气阀；

⑥所有压力变送器的气源阀；

⑦所有需要运行动力设备的工艺气体进出阀及旁路阀，动力设备运行及旁路

阀；

⑧所有需要运行动力设备的冷却水进出阀；

⑨需处于工作状态的除祭器、除油器、的进出口阀；

1.4.投料开车

装置的开车分四步进行。首先启动100#、200#工序（预处理）。将压

力升至1.5Mpa生产出合格原料气，第二步、启动300#工序，生产出氢纯

度超过99.9%时，可以启动400#工序。由于100#工序一旦启动即能净化得

到合格的原料气，整个装置是连续运行的。每个工序运行正常的时间很短，

一旦合格后，即可启动下一道工序。（以上为焦炉煤气做原料气时，如果

是甲醇驰放气作原料气则直接经减压到2.6Mpa后进入300#工序）

1.4.1.100#>200#脱蔡工序开车

①PICA—201系统处于自动工作状态，高限值设定为1.55MPa；

②设定脱禁器T0101A、脱硫器T0102A吸附；

③将原料气送入脱票器；

1.4.2.200#工序预处理器开车：

①选定精脱祭器T0201A,除油器T0202A吸附；

②启动KS-201系统，使预处理器处于A塔（T0203A）吸附；

③压缩工序送来的C0G气，逐渐使预处理系统压力升高，当气体净化合格

时，即可启动300#工序;

④待300#启动后即有解吸气供100#、200#工序再生时，即可投入蒸汽，

加热再生气去再生预处理器和除票器。

1.4.3.300#工序开车:

①控制系统开车前设定:

系统名称控制方式阀门代号阀位设定

HC-301手动HV-30150%

HC-302手动HV-30240%

PICA-301手动PV-30110%

PIC-302自动PV-202给定值为0.03Mpa

②KS-301的启动

按工艺要求设定好均压、顺放、超前、滞后的时间。微机时序处于暂停状

心、O

③200#工序缓慢向300#工序投料，其量不超过正常流量的1/3,由于投

料量开始比较少，流量计指示不准，故此时流量大小控制在每分钟使塔的压力

升高0.IMPa的速度，以防止超流量操作。

④每当吸附压力升高0.IMPa时，步进一次，这样反复切换六次。此时是

对吸附塔进行原

料气置换，然后将PICA-301设定自动，并将给定值设在1.5MPao

⑤以后每当吸附塔压力升高0.1〜0.2Mpa时，程控系统步进切换一次，

一直升至吸附压力。在升高过程中注意随时调整顺放和最终升压流量。升压速

度可由200#工序供给的气量来调节。

⑤当吸附压力升至1.5Mpa时，已有氢气从塔顶输出至半产品缓冲罐。但

氢浓度达不到要求。缓冲罐(V0301)每压力升高至0.1〜0.2Mpa,此时不合格

氢气和解吸气分别通过阀暂短放空，反复置换几次。

⑥通过100#工序使原料气流量逐渐增加，直至流量计FIQ—301显示值达

到满负荷为止，并随时调整顺放和终充调节阀的开度，使最终充压压力接近吸

附压力，顺放终压力约为0.46MPa左右。

⑦当吸附压力升至1.5Mpa时，通常氢浓度已达90%,此时可启动产品氢

在线分析仪(ARA-301),当氢浓度大于99.9%时，就可往400#送气。

⑨将原料气流量逐渐增至满负荷。

1.4.4.400#工序开车

①将FIC—401投入自动运行，设定值为200Nm3/h;PIC-401投入自动

运行，设定值为L45MPa;

②KS-401系统预先手动切换到A塔(T0401A)吸附，B塔(T0401B)

加热；

③待300#工序稳定，氢纯度达到要求后，开启阀门，将半成品氢送至本工

序，进一步精制，不合格产品经阀送去界外。

④开启蒸汽阀使加热步骤趋于正常，当氢气中氧含量小于lOppmwt,合格

产品可送出界外。

1.5.装置正常运行时的调节

装置启动后，应按照装置的设计参数进行调整，使之尽快达到正常状态，

为了保证装置和动力设备的稳定和正常运行、所有吸附塔、缓冲罐的压力应控

制在正常的范围内。

1.5.1.100#工序的调节

吸附压力

吸附温度40℃

再生压力0.02〜0.05Mpa

再生温度：进口150℃

出口。环境温度+30℃

再生时间10天一次

每塔再生时间272小时

其中：加热时间48小时

冷吹时间24小时

1.5.2.200#精除禁器的操作参数

吸附压力

吸附温度40℃

再生压力0.02〜0.05Mpa

再生温度：进口150℃

出口。环境温度+30℃

再生时间20天一次

每塔再生时间>72小时

其中：加热时间48小时

冷吹时间24小时

逆放时间0.3小时

1.5.3.除油器的操作参数

吸附压力

吸附温度40℃

1.5.4.预处理器器操作参数:

吸附压力

吸附温度40℃

再生压力0.02〜0.05Mpa

再生温度：进口140℃

出口三环境温度+30℃

切换周期16小时/周期

其中：加热时间3.5小时

冷吹时间3.5小时

逆放时间0.5小时

充压时间0.5小时

切换时间可根据实际处理量的多少和杂质组成含量的变化进行适当调整。

当处理量大则切换时间缩短，反之则增长。

冷吹结束的标准是吸附器接近环境温度。对于加热和冷吹时间的分配应根

据实际工况作必要的调整，当总的吸附时间加长了，加热和冷吹时间可重新进

行分配。如果总时间没变，而加热控制指标（再生气出口温度）提前或延后达

到，那么冷吹时间可相应延长或缩短，但通常提前或延迟不要超过2小时。

1.5.5.300#工序的调节

主要操作参数（焦炉煤气）

项目名称指标

原料气1500

流量（Nm3/h）

产品气600

原料气中氢50

浓度（％）

半产品气中氢99.9%

HV-301作用是控制终充气流的速度。正常的终充速度应使处于终充步骤

的吸附塔压力在完成终充前5秒左右达到或接近吸附压力。终充太快或太慢都会

引起吸附压力较大的波动。

HV-302开度给定：HV-302作用是控制顺放气流速度。正常的顺放气流

速度应在顺放时间内达到规定的值。

逆放步骤：逆放过程实际上是很迅速的。如果逆放速度太快，不仅使V0302

波动太大，而且造成吸附剂的磨损，逆放过程是分二步泄压，第一步结束时逆

放吸附塔压力与V0302压力相等，第二步通过HV—303使塔压迅速接近常压。

冲洗步骤：应尽可能在0.02〜0.05Mpa下进行冲洗，冲洗压力越低越好，

冲洗效果就越好。

产品氢纯度的控制：一个吸附塔具有固定的负载杂质的能力，因此，如果

循环时间过长，由于导入的原料气过多会造成产品浓度下降。循环时间过短，

产品氢纯度很高，使床层未充分利用而引起氢的损失增大，氢回收率就相应降

低。

周期时间的调整：当吸附压力和产品纯度确定以后，影响周期时间改变的

因素就是处理能力和组份变化。

其中处理能力为主要因素。通常均压（逆放）时间不需要重新设定，而只

对顺放时间调整即可。当处理量增大时，顺放时间就应缩短，反之则加长，不

论如何调整都必须保证氢的纯度为原则。由于氢纯度的变化要滞后一段时间（约

二个周期）方能反映出来，所以任何调整都必须谨慎地进行。

产品纯度从不合格到合格状态的恢复方法：产品纯度下降表明整个床层已

被污染，杂质组份已突破塔的出口端。造成此后果的原因可能是操作不当，也

可能是装置自控系统发生故障，一但找出原因，经过处理后应尽快恢复至正常

状态，恢复的有效方法一是低负荷（小的处理量）运转一段时间。二是缩短循环

时间，如果二者结合起来效果更好，产品纯度就恢复的越快，但注意缩短循环

时间要以保证顺放和最终升压步骤所需的起码时间为前提，此时HV301,HV302

必须开大。

1.5.6.400#工序调节：

此工序主要控制产品氢中氧含量和水含量两指标脱氧和干燥部分主要操

作参数：

催化剂反应温度（℃）50-100

脱氧操作压力（Mpa）1.45

产品氢中氧含量（ppmwt）<10

操作压力（Mpa）1.45

塔温部度分（℃）40

再生压力（Mpa）1.45

干燥再生温度：进口140

出口三环境温度+30℃

切换时间（h）干燥8h;加热4h;冷吹

产品氢露点（℃）<-54

产品氢纯度（％）99.9

产品氢（Nm7h）600

脱氧部分操作：从300#工序输出的氢气，通过加热器（E0401）,对其进

行适当的预热。一般在50〜100℃之间，是否要预热，预热至多少温度，可视

脱氧效果而定。

脱氧后的氢气经冷却器（E0402）冷至室温后进入干燥部分。预分离器内的

水通过输水阀排放。

干燥部分操作：在干燥部分正常运行中主要设定好FIC-401回路的给定值,

设定的依据是再生气加热干燥器T0401时的进出温度，干燥器T0401的进口温度

和出口温度影响它们的主要因素是再生气流量和蒸汽流量，另外，在加热的最

初几个小时内，虽然再生气进T0401的温度很快升至140℃,但再生气出T0401

的温度可能会约有下降，但随着加热时间的增长，温度会逐渐升高,在加热T0401

时也应注意，再生气冷却预干燥器T0402后的温度。同样，当加热预干燥器T0402

时，要控制好再生气进出T0401的温度。也要注意到再生气冷却T0402后的温度，

具体的调节如下：

①当加热T0401冷却T0402时，如果温度上不去。就将FIC-401回路的设定

值调小些，直到T0401进口温度达140℃。在保证T0401进口的温度维持在140℃

的情况下，适当增加再生气流量，即将设定值调大，以加快加热T0401时和T0402

冷却的速度。

②当加热T0402冷却T0401时，如果T0402温度上不去，则先开大蒸汽阀，

假如仍上不去就将设定值调小些。减小加热再生气流量。至使温度达到140℃,

在保证T0402的温度维持在140℃的情况下，使再生气流量适当增大，即将设定

值调大，以加快加热T0402和冷却T0401的速度，重点在冷却T0401。

③一旦产品氢中水含量超标，应提前切换干燥塔。

④气水分离器V0402中分离的水由输水阀及时排放。

2.装置的停车

停车一般分三种情况。一种是正常计划停车；一种是紧急停车，即装置出现

较大的事故需立即停车；另一种是临时停车，即停车时间不超过1小时。

2.1.正常停车

①通知前后工段；

②停原料气压缩机C0201o

③将200#工序运行程序置于步进操作。将气体经再生管道逐渐放至燃料总

管。容器内的压力逐渐降至0.2Mpa左右（各塔保持正压）。

④300#工序各塔的气体通过HV-303、PV-30（改为手动），送出直至压力逐

渐降至0.2Mpa左右（各塔保持正压）。

⑤400#工序各塔的气体通过阀送出界外直至压力逐渐降至0.2Mpa左右（各

塔保持正压）。

⑥关闭产品气出口阀。

⑦停所有仪表电源。

2.2紧急停车

①停原料气压缩机C020L100#工序停止供气。

②关闭所有程控阀。

③如果需全装置泄压，可参考2.Io

2.3临时停车

①通知前后工段。

②停原料压缩机C0201

③100#、200#、300#、400#运行程序置于“暂停”和“自检”状态。

④关闭进出口总阀全装置处于保压状态。

3.停车后再启动

3.1.正常停车后的再启动

可按原始开车的办法启动整个装置，是否用氮气置换应视具体情况而定。

3.2.紧急停车后的再启动

若紧急停车后全工序已泄压，则再启动可按原始开车办法进行，若紧急停车

后未泄压，则按如下步骤进行；

①通知前后工段；

②检查KS-201、KS-30KKS-401运行程序与现有工序的步骤是否一致，

如果不一致，通过“步进”方法使之一，此时，运行程序处于“暂停”和“自

检”状态。

③启动原料气压缩机C0201；

④当出口压力达到1.5Mpa时，将200#运行程序退出“自检”、“暂停”

状态，300#退出“自检”、“暂停”状态此时，程序开始自动运行；

⑤按正常运行的调节方法进行调整，使之产品纯度尽快合格。

3.3.临时停车后再启动

若启动前装置处于保压状态，则可按（3.2）方法启动；

若启动前200#工序处于卸压状态，可按（3.2）方法启