变压吸附氢提纯技术

发表于 2023-07-21 | 分类于钢铁冶金

技术简介

一、技术简介

在工业变压吸附(PSA)工艺中，吸附剂通常都是在常温和较高压力下，将混合气体中的易吸附组分吸附，不易吸附的组分从床层的一端流出，然后降低吸附剂床层的压力，使被吸附的组分脱附出来，从床层的另一端排出，从而实现了气体的分离与净化，同时也使吸附剂得到了再生。

但在通常的PSA工艺中，可采用两种方法使吸附剂完全再生：一种是用产品气对床层进行“冲洗”以降低被吸附杂质的分压,将较难解吸的杂质置换出来，其优点是常压下即可完成，但缺点是会多损失部分产品气；另一种是利用抽真空的办法进行再生，使较难解吸的杂质在负压下强行解吸下来，这就是通常所说的真空变压吸附(Vacuum Pressure Swing Adsorption,缩写为VPSA或VSA)。VPSA工艺的优点是再生效果好，产品收率高，但缺点是需要增加真空泵,装置能耗相对较高。在实际应用过程中，究竟采用以上何种工艺，主要视原料气的组成条件、流量、产品纯度及收率要求以及工厂的资金和场地等情况而决定。

二、技术特点

1、流程先进可靠，原料适用性强，且氢气纯度高，产品纯度在90-99.9999%。

2、氢气回收率高，根据气源和产品条件不同氢回收率在60-99%之间。

3、使用压力范围宽：0.2-6.0MPaG，能耗低、操作弹性可达20-120%，装置连续开工时间大于3年。

4、装置自动化程度高，具有自适应调节、故障自动诊断等功能，开停车方便，已实现无人自动控制。

三、应用领域

变换气，甲醇裂解气，甲醇驰放气、合成氨尾气，炼厂加氢低分气、焦炉煤气、水煤气、催化干气，重整氢等各类含氢气体。

流程示意

典型业绩

序号	用户	规模	原料气	产品纯度	工艺路线
一	典型业绩
1	中石化四川维尼纶厂	7000Nm³/h	甲醇尾气	99.9%	PSA(运行了20年,并获中石化鉴定)
2	苏丹喀土穆炼油厂	11000Nm³/h	FCC干气	99.9%	VPSA（我国最大的出口制氢装置）
3	美国AIR PRODUCT	2000Nm³/h	合成气	99.9%	PSA(3.5MPa(G))
4	中石化南京化学工业公司（2套）	63000Nm³/h	化肥合成气	99.9%	VPSA(4.0MPa(G))
5	中石化福建炼化公司	80000Nm³/h	POX尾气	99.9%	PSA(4.5MPa(G))
6	大唐电力化工公司	10000Nm³/h	甲醇尾气	99.9%	PSA(5.0MPa(G))
二	重整PSA典型业绩
1	中海油惠州炼化公司二期	120000Nm³/h	重整气＋低分气	99.90%	PSA
2	中国石油独山子石化分公司	140000Nm³/h	重整气	99.90%	PSA
3	中国石化湛江东兴石油化工有限公司	100000Nm³/h	重整气	99.90%	PSA
4	厦门腾龙芳烃有限公司	200000Nm³/h	重整气	99.90%	PSA
三	煤制氢PSA典型业绩
1	中海油惠州炼化公司二期	200000Nm³/h	POX合成气	99.90%	PSA
2	宁波中金石化有限公司	108000Nm³/h	合成气＋低分气	99.90%	一段VPSA+二段PSA
3	中国石化湛江东兴石油化工有限公司	2*90000Nm³/h	合成气	99.90%	PSA
四	尾气PSA回收典型业绩
1	中国石化北海炼化有限责任公司	32000 Nm³/h	炼厂干气	99.90%	VPSA
2	中国石油锦西石化分公司	22000 Nm³/h	含氢气体	99.90%	VPSA
3	中国石化海南炼油化工有限公司	20000 Nm³/h	炼厂干气	99.90%	VPSA
五	变换气PSA典型业绩
1	中石油大连石化公司	2×100000Nm³/h	变换气	99.90%	PSA
2	中国石化股份有限公司武汉分公司	80000Nm³/h	变换气	99.90%	PSA
3	中石化股份有限公司天津分公司	100000Nm³/h	变换气	99.90%	PSA
六	焦炉煤气PSA典型业绩
1	河南金江炼化有限责任公司	33000 Nm³/h	焦炉煤气	99.90%	TSA+PSA
2	宝钢广东湛江钢铁基地项目	2600 Nm³/h	焦炉煤气	99.999%	TSA+PSA
七	VPSA-CO₂项目
1	辽宁华锦通达化工股份有限公司炼化分公司	20000 Nm³/h	制氢PSA尾气	95%	VPSA
2	宁波中金石化有限公司	108000Nm³/h	合成气	99.90%	一段VPSA
八	C2+回收项目
1	黑龙江省龙油石油化工股份有限公司	40000 Nm³/h	催化干气	C2+	VPSA
九	变压吸附EPC项目
1	内蒙古伊泰化工有限责任公司	49000 Nm³/h；27000 Nm³/h	渗透气；净化气	99.90%	PSA
2	黑龙江省龙油石油化工股份有限公司	80000 Nm³/h；30000 Nm³/h	变换气；低分气	99.90%	PSA
3	黑龙江省龙油石油化工股份有限公司	40000 Nm³/h	催化干气	C2+	VPSA
4	厦门腾龙芳烃有限公司	200000Nm³/h	重整气	99.90%	PSA