一种PSA制氢单元解吸系统的制作方法

一种psa制氢单元解吸系统
技术领域
1.一种psa制氢单元解吸系统，属于psa吸附剂再生技术领域。


背景技术：

2.苯乙烯生产的psa单元负责以psa工艺制氢。
3.psa制氢的原理为：利用吸附剂对不同气体组分的不同吸附能力，吸收氢气中的杂质组分，从而获得提纯的氢气。一般psa工艺吸附都是在常温高压条件下进行吸附，然后利用不同压力下吸附剂的吸附能力不同，在吸附完成后对吸附环境进行大幅降压，使吸附剂放出所吸附的组分，完成吸附剂的再生。
4.一般每个运行周期为2年，吸附剂的使用周期较长，而同时吸附剂在解吸过程中往往难以充分放出杂质气体，很容易导致杂质成分在吸附剂中吸附深度增加，随着运行周期增长越来越难以排出吸附体系，久而久之使吸附剂的吸附能力大幅下降，在运行周期的后期氢气回收率下降、质量下降。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够有效提高吸附剂解吸、再生能力，提高吸附剂使用寿命和回收率，并且改造简单、成本低的psa制氢单元解吸系统。
6.本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种psa制氢单元解吸系统，其特征在于：包括原料气管线与吸附塔；原料气管线连通至吸附塔；原料气管线上还连接有常温氮气管线与热氮气管线。
7.吸附塔进入解吸再生阶段时，吸附塔先泄压，利用常温氮气管线泵入的氮气对吸附塔内部解吸出来的杂质气体进行吹扫，吹扫一定时间后，热氮气管线介入，利用热氮气从原料气管线进入吸附塔内进行吹扫，氮气作为热源能够对吸附塔内进行一定程度的升温同时进行吹扫。
8.发明人发现，解吸时仅通过常温氮气在吹扫过程中对吸附剂吸附的惰性气体反而有一定的稳定作用，惰性气体降温后更容易固定在吸附剂深处，而增加的热氮气管线能够弥补这一缺陷，提高吸附剂温度，能够更充分的对吸附剂进行解吸，提高了吸附剂的解吸再生效果，延长了吸附剂使用寿命，提高了氢气回收率。
9.优选的，所述的常温氮气管线为高压氮气管线。
10.高压氮气管线压力更高，能够更高效的在解吸初期阶段进行吹扫，提高解吸效率。
11.优选的，还包括分液罐；原料气管线连通常温氮气管线与热氮气管线后连通至分液罐，分液罐出气口连通至吸附塔。
12.分液罐用于将原料气或氮气中的液相分离出来，避免进入吸附塔影响吸附性能或解吸性能，同时也能避免产品中掺入液相造成的影响后续反应。
13.优选的，所述的吸附塔中的气路中段利用短接线连通至吸附塔的入口。
14.使来自原料管线的热氮气能够直接从吸附塔的气路中段进入吸附塔。热氮气总是从吸附塔进气口进入吸附塔容易出现在吸附塔初始段温度已较高的情况下，吸附塔末端仍然温度未达要求，热氮气可以同时从吸附塔入口与中部进入吸附塔进行升温吹扫，也可以在初始段升温完毕后再从吸附塔中部进入，能够保证吸附塔整体升温效果统一，各部位吸附剂能够获得统一的解吸效果。
15.优选的，所述的短接线上设有短接控制阀。
16.控制热氮气的通路方式。
17.优选的，所述的热氮气管线与常温氮气管线并联后，连通至原料气管线。
18.能够实现热氮气与常温氮气混匀后再进入吸附塔，便于调节进入吸附塔的氮气温度，针对不同规格的吸附塔，通过调整氮气温度能够实现对整个吸附塔各部位均匀升温，提高解吸效果的同时保护吸附剂。
19.优选的，所述的热氮气管线上设有流量控制阀。
20.便于控制进入吸附塔的氮气温度或便于控制热氮气的介入时机。
21.优选的，还包括氢压机，原料气管线连接常温氮气管线与热氮气管线之前先连通氢压机。
22.氢压机用于在吸附生产阶段对原料气进行压缩，提高运行压力。
23.与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：利用常温氮气管线与热氮气管线配合，提高吸附剂的解吸速度与解吸效果，既能够节约热氮气，又保证解吸充分；能够充分保护吸附剂，避免被高温等条件损伤；整个结构简单，在现有psa单元的基础上改造难度低，成本低，易于实施。实际应用中，首轮解吸后的氢气回收率从92%提升至93.5%。
附图说明
24.图1为psa制氢单元解吸系统示意图。
25.其中，1、原料气管线；2、吸附塔；3、常温氮气管线；4、热氮气管线；5、分液罐；6、短接线；7、短接控制阀；8、流量控制阀；9、氢压机。
具体实施方式
26.下面结合附图1对本实用新型做进一步说明。
27.参照附图1：一种psa制氢单元解吸系统，包括原料气管线1、吸附塔2、分液罐5与氢压机9。
28.原料气管线1依次连通氢压机9、分液罐5和吸附塔2；热氮气管线4先与常温氮气管线3，然后连通至原料气管线1，常温氮气管线3与热氮气管线4设置在氢压机9与分液罐5之间的原料气管线1上；热氮气管线4上设有流量控制阀8。
29.常温氮气管线3为高压氮气管线，压力2.8mpa；热氮气管线4内氮气温度180℃。
30.吸附塔2的气路中段利用短接线6连通至吸附塔2的入口，短接线6上设有短接控制阀7。
31.常温氮气管线2上也设有截止阀。
32.在吸附阶段，常温氮气管线3与热氮气管线4保持关闭状态。原料气经氢压机压缩升压后沿原料气管线1经过分液罐5到达吸附塔2。在解吸阶段，吸附塔2泄压后，先打开常温
氮气管线3，常温氮气管线3对吸附塔2内进行解吸吹扫后，关闭常温氮气管线3，打开热氮气管线4，同时打开短接控制阀7，对吸附塔2内整体升温解吸。
33.相较于原来的简单的泄压解吸，首轮解吸后的氢气回收率由92%提升至93.5%。按psa设计流量2.27t/h，氢气质量含量60%，年操作时间8000小时，氢气价格13000元/t计算，年可增加效益：2.27*60%*0.7%*8000*13000=99.2万元。应用前景广阔。
34.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。


技术特征：
1.一种psa制氢单元解吸系统，其特征在于：包括原料气管线（1）与吸附塔（2）；原料气管线（1）连通至吸附塔（2）；原料气管线（1）上还连接有常温氮气管线（3）与热氮气管线（4）。2.根据权利要求1所述的psa制氢单元解吸系统，其特征在于：所述的常温氮气管线（3）上设有控制阀。3.根据权利要求1所述的psa制氢单元解吸系统，其特征在于：还包括分液罐（5）；原料气管线（1）连通常温氮气管线（3）与热氮气管线（4）后连通至分液罐（5），分液罐（5）出气口连通至吸附塔（2）。4.根据权利要求1所述的psa制氢单元解吸系统，其特征在于：所述的吸附塔（2）中的气路中段利用短接线（6）连通至吸附塔（2）的入口。5.根据权利要求4所述的psa制氢单元解吸系统，其特征在于：所述的短接线（6）上设有短接控制阀（7）。6.根据权利要求1所述的psa制氢单元解吸系统，其特征在于：所述的热氮气管线（4）与常温氮气管线（3）并联后，连通至原料气管线（1）。7.根据权利要求1所述的psa制氢单元解吸系统，其特征在于：所述的热氮气管线（4）上设有流量控制阀（8）。8.根据权利要求1所述的psa制氢单元解吸系统，其特征在于：还包括氢压机（9），原料气管线（1）连接常温氮气管线（3）与热氮气管线（4）之前先连通氢压机（9）。

技术总结
一种PSA制氢单元解吸系统，属于PSA吸附剂再生技术领域。一般PSA工艺吸附都是在常温高压条件下进行吸附，在吸附完成后对吸附环境进行大幅降压，使吸附剂放出所吸附的组分，完成吸附剂的再生。吸附剂的使用周期较长，容易导致杂质成分在吸附剂中吸附深度增加，吸附能力大幅下降，在运行周期的后期氢气回收率下降、质量下降。本实用新型利用常温氮气管线与热氮气管线配合既能够节约热氮气，又保证吸附剂解吸充分，保护吸附剂，结构简单，成本低，易于实施。施。施。


技术研发人员：翟国栋 陈强 房明
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：2021.07.06
技术公布日：2021/12/24