22 000 m3/h制一氧化碳PSA装置运行中常见故障原因分析及处理
赵金涛
（河南能源化工集团安化公司，河南 安阳455133）
［摘 要］介绍PSA的工艺原理和安化公司PSACO装置的运行状况，就PSA装置运行过程中常见故障的原因判断及工艺处理等问题进行分析，并提出解决方法。
［关键词］PSA装置；CO提纯；程控阀；吸附剂；产品气；问题；判断；处理
［中图分类号］ TQ 028.1+5 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2016）02-0070-03
安化公司200 kt/a煤制乙二醇装置配套气体提纯系统采用变压吸附工艺（PSA），由PSA-CO2、精脱硫、PSA-CO 和PSA-H2工序组成，通过变压吸附工艺将送入乙二醇界区的混合气体提取出高纯CO和H2，正常生产时处理水煤气能力为100 842 m3/h。装置自2012年11月开车以来，运行已有3 a的时间，期间PSA系统发生了诸如程控阀阀芯断裂、程控阀气源断、CO产品气中H2含量高等影响乙二醇装置安全、平稳运行的问题。以下对装置出现的问题及整改情况进行介绍，以期与同行交流、共同提高。
1 PSA装置工艺流程
变换工序来的净化气首先经气水分离器进入PSA-CO2工序，气体由PSA-CO2吸附塔底部进入，气体中的CO2等气体被吸附后从吸附塔顶部流出，经过一段半成品气罐进入精脱硫塔，脱除气体中的微量硫（TS≤0.1×10-6）后由精脱硫塔底部出来，经一段半成品气加热器加热后进入PSA-CO工序。在PSA-CO工序，气体从PSA-CO吸附塔底部进入，从吸附塔顶部流出，CO气体被PU-1吸附剂选择性吸附，均压置换后，一部分CO通过逆放进入逆放气缓冲罐，另一部分由真空泵抽真空得到CO产品气体送入产品气罐，同时抽真空过程中也使吸附剂彻底再生；PSA-CO吸附尾气则通过吸附尾气缓冲气罐送往PSA-H2，PSA-CO顺放气送回原料气柜。在PSA-H2工序，气体从PSA-H2吸附塔底部进入，从吸附塔顶部流出，N2等杂质气体被吸附剂选择性吸附，产品H2以吸附尾气形式从塔顶流出，经产品H2缓冲罐送往后工序。
2 吸附原理
PSA技术是一种有效的CO分离方法，操作方便、能耗低，其利用气体组分在固体材料上的吸附特性的差异以及吸附量随压力变化而变化的特性，通过周期性的压力变换过程实现气体的分离和提纯。实现PSA-CO的关键是开发出高效的CO吸附剂。到目前为止，CO吸附剂的开发大都是将一价或二价铜盐负载到载体上，其吸附CO的机理主要是Cu（I）-CO羰基络合物的形成，主要有Cu（I）-分子筛、活性炭负载Cu（I）以及含铜活性氧化铝、氧化硅等，大大提高了CO的吸附量和选择性。
3 运行情况
PU-1吸附剂主要对气体中的氧和硫含量有严格的要求，要求氧含量≤200×10-6、总硫≤0.1×10-6。除以上两个要求外，为了满足乙二醇合成的需要，对CO产品气也有严格的要求，除要求CO产品气纯度≥98.5%以外，还对其他组分含量（摩尔分数）有严格要求：H2 0.3%～0.5%、（N2+CH4+Ar） 0.7%～0.9%、CO2≤200×10-6。
运行期间，PSA-CO2脱碳及精脱硫装置控制出口气体CO2含量≤0.03%、氧含量＜50×10-6，总硫未检出，并以50 ℃进入PSACO工序。目前PSA装置负荷为90%，处理水煤气量为85 000 m3/h，乙二醇生产需CO气量为19 000 m3/h、H2气量为41 000 m3/h。
4 运行中出现的问题的判断及处理
更多内容详见《中氮肥》2016年第2期