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56-■技术交流
石油和化工设备
2014年第17卷
变压吸附装置运行故障处理
张伟东
(中国石化海南炼油化工有限公司,海南洋浦578101)
摘要】对变压吸附装置运行期间出现的故障进行了分析,变压吸附装置的核心设备是程控。程控阀故障集中表现为程
控网内漏、程控网执行机构渗油、阀杆反馈杆滑动导致回讯故障进而切塔、程控阀齿轮齿条磨损导致门关闭不到位。从
工艺流程方面对变压吸附流程进行了改进,提出整改措施,经多次改进,逐步解决了变压吸附程控阀故障率高的问题,保
障了变压吸附装置长周期运行
[关键词]海南炼化;变压吸附;程控阀故障;整改措施
中石化海南炼化变压吸附装置( Pressure Swing逆放解吸气和冲洗解吸气在混合后一起送往解吸
Adsorption,简称PSA),处理量67000Nm/h。PSA气压缩机压缩后作制氢转化炉的燃料。
自2006年10月投用以来,运行状况良好。期间曾
更换程控阀,对其工艺流程进行了适当调整,PSA
PSA受8
程序重新下装。
1海南炼化PSA工艺流程
海南炼化PSA工艺流程,原料气为来自重整
装置的重整氢气和加氢尾气。装置的主要产品为
氢气,用作加氢装置原料,副产品为解吸气,用
作燃气。在实际生产中,产品氢的纯度可通过改
变PSA装置的操作条件进行调节,而解吸气的组成
也会随原料气和产品气的不同而略有不同。PSA共
行出型14行值7
有82台程控阀,共有10个塔,每塔有1”、2、3“、
4"、5、6、、8*程控阀,共用9产品氢升压阀和
10“顺放气阀。
图1PSA流程图
PSA的流程如图1。压力2.0MPa(G)、温度2程控阀故障
60℃的重整混合氢气自界区外来,经过冷却器
PSA一般包括恒压吸附、均压降、顺放、逆
(E-301)冷却至40℃以下后进入原料气分液罐
放、冲洗、均压升、产品氢充压等过程。每一步
(D301)分离掉夹带的液体,接着从塔底部进入序均通过程控阀的开关来实现,并按程序周期性
吸附塔(C-301A~J)中正处于吸附工况的塔(始
切换吸附塔以达到对吸附剂的吸附和再生。
终有2台),在多种吸附剂组成的复合吸附床的依
次选择吸附下,一次性除去氢以外的几乎所有杂
由于程控阀的动作频次每年高达几十万次,
质,直接获得纯度大于9.9%的产品氢气从塔顶排
这就要求程控阀必须运行周期长、具有双向流动
性、主密封件性能良好、启闭速度快、可靠性要
出,然后经吸附压力调节阀PV0103A稳压后送出
界区。
求高。目前国内程控阀主要有两类:一类为液压
驱动,另一类为气动驱动。工艺对程控阀具体要
PSA单元除送出产品氢外,还产生逆放解吸气
和冲洗解吸气。逆放解吸气来自于吸附床的逆放作者简介:张伟东(1981-),男,甘肃兰州人,2004年毕业于
步骤,进入逆放气缓冲罐(D-303)。冲洗解吸气
中国石油大学(华东)过程装备与控制工程专业,学士,工程师。
产生于冲洗步骤,进入解吸气缓冲罐(D-304)。
现在中国石化海南炼油化工有限公司从事渣油加氢和加氢裂化装置
设备管理工作。
第7期
张伟东变压吸附裝置运行故障处理
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求如下:
程控阀内漏对PSA造成以下影响:
(1)密封性要求高:正常使用周期内,其密封
(1)各吸附塔在均压过程中压力不平衡,且在
性能应保证 ANSI Class级。
吸附剂再生过程中不彻底,影响各塔吸附剂运行
(2)使用寿命长:在PSA工艺中,程控阀门的寿命。各塔吸附剂再生效果不同,造成产品气在
年启闭次数一般在10万-100万次之间。
不同塔吸附过程中质量波动较大。
(3)双向操作功能:在PSA工艺中,通过程控
(2)由于程控阀内漏,造成解析气量大幅波
阀门的介质为双向流动。
动,对后续流程中的解析气压缩机振动造成影
()启闭速度快:程控阀门的开关速度应小于2啊。由于解析气压缩机选用往复式压缩机,入口
秒
解析气量大幅波动,造成机组振动偏大,严重时
(5)可靠性要求高:在一个大修周期内,程控
发生压缩机级间短管焊管振裂,级间引压线管线
根部焊缝也发生裂纹。
阀门应能保证正常工作。
程控阀内漏主要是主密封圈及阀板受损。根
海南炼化PSA程控阀运行期间多次出现故障,
主要表现为程控阀内漏、程控阀控制信号故障和
据运行情况总结的损坏原因主要有:(1)装置在
投料试车阶段,爆破吹扫不彻底,存在硬质颗粒
程控阀油缸渗油。
及焊渣对主密封圈造成损伤。(2)在PSA运行过程
2.1程控阀内漏
中,由于吸附剂粉碎,从而在吸附塔细网格筛处
程控阀主要是由阀体(见图2)、液压执行机泄漏,造成主密封圈受损,从而引起泄漏。(3)程
构、传动机构、电磁阀等组成。主密封圈1选用三控阀频繁动作,在主密封圈处的紧固螺栓松动,
偏心结构,阀板2通过销钉3连接在轴上。
引起主密封圈偏位(主密封圈是三偏心),从而
引起泄漏。(4)曾发生程控阀阀体销钉脱落(见图2
组件3),导致阀板移位。在阀门关闭时,不能关
闭到位,可以通过程控阀顶部阀杆旋向判断。
2.2程控阀信号故障
PSA故障切塔主要原因之一为回讯故障,在
PSA运行时,当程控阀开/关过程中,程序给现场
电磁阀信号,当电磁阀得到开/关命令,现场程控
阀动作。如果电磁阀的电程控阀打开,这时回讯
的信号随之反馈回来;在一定时间内,回讯信号
未反馈回来,程序判断为该程控阀没有动作,切
塔命令执行。
3
紧固螺
反馈杆
1-主密封圈:2-阀板;3-销钉
图3程控阀反馈杆
图2程控阀阀体