变压吸附（PSA）法从空气中提取富氧装置操作规程XXXXXX化工有限公司2009年9月目录1. 概述................................................................................................................................................................................. - 1 -1.1.前言 (1)1.2.装置概况 (1)2. 工艺说明............................................................................................................................................................................... - 7 -2.1工艺流程简述 (7)2.2工艺步序 (11)2.3工艺步序时间参数设置 (16)2.4工艺步序吸附塔压力设置 (18)2.5控制功能说明 (19)3. 装置的操作 ....................................................................................................................................................................... - 24 -3.1首次开车准备.. (24)3.2系统开车 (29)3.3提浓段和精制段装置运行调节 (31)3.4提浓段和精制段装置停车 (34)3.5提浓段和精制段停车后的再启动 (36)3.6提浓段和精制段故障处理方法 (37)3.7变压吸附提氧装置操作注意事项 (39)3.8电磁阀故障处理以及切塔要点 (40)4 安全技术 ........................................................................................................................................................................ - 41 -4.1概述 (41)4.2氧气的基本特性 (41)4.3装置的安全设施 (42)4.4氧气系统运行安全要点 (42)4.5消防 (43)4.6安全生产基本注意事项 (43)5. 安全规程 ......................................................................................................................................................................... - 44 -5.1、一般安全事项.. (44)5.2、进入容器的八个必须 (45)5.3、防止违章动火的六大禁令 (48)1. 概述1.1. 前言本装置是采用变压吸附（Pressure Swing Adsorption简称PSA）法，从空气中提取氧气和氮气。
本装置采用两段PSA制氧制氮工艺，在第一段提浓段中对空气进行提浓，从塔底回收浓度大于99.9%的氮气产品，并从塔顶回收浓度大于95%的氮气产品；在其后的第二段精制段中，对中间气进一步脱除氮气，使塔顶氧气浓度大于90%；在第三段纯氧段中吸附氧气，废气从塔顶排出，并从塔底获得浓度大于99%（V）的O2产品。
本装置采用气相吸附工艺，因此原料气不应含有任何液体和固体。
在启动和运转这套装置前，要求操作人员透彻地阅读这份操作说明书，因为不适当的操作会导致运行性能低劣和吸附剂损坏。
本说明书中所涉及压力均为表压，组成浓度均为体积百分数，以下不再专门标注。
1.2.装置概况1.2.1. 原料气规格1.2.1.1．原料气典型组成1.2.1.2．原料气压力：≥0.20MPa(G)1.2.1.3．原料气温度：≤40℃1.2.2．设计规模1.2.2.1．公称产氧能力（折合100%O2）：2,500 Nm3/h1.2.2.2．装置操作弹性：70～105%1.2.2.3．操作时数：8,000小时/年1.2.3产品规格1.2.3.1产品氧气⑴ 产品氧气含量: ≥99%(V)⑵产品氧气压力: 0.01Mpa(99%O2),0.17Mpa(90%O2)⑶产品氧气温度: ≤40℃⑷产品氧气规模: ≥2,500Nm3/h(折合纯氧)⑸ 年开车时间: 8,000小时1.2.3.2产品氮气⑴ 产品氮气含量: ≥99.9%(V)⑵产品氮气压力: 0.003MPa⑶产品氮气温度: ≤40℃⑶产品氮气规模: 6,500Nm3/h (V)1.2.3.3产品氮气⑴ 产品氮气含量: ≥95%(V)⑵产品氮气压力: 0.05MPa⑶产品氮气温度: ≤40℃⑶产品氮气规模: 400Nm3/h (V)1.2.4技术性能指标1.2.4.1电耗: 1050KW 1.2.4.2 循环水: 120t/h1.2.5工艺流程：工艺流程示意图1.2.6装置组成：本装置提浓段包括3台换热器（E0101A/B，E0102）、12台吸附塔（T0101A-L）、2台空气鼓风机（C0101A/B）、2台氮气置换风机（C0102A/B）、1台氮气产品缓冲罐（V0101）。
精制段包括7台吸附塔（T0201A-G）、4台混合气缓冲罐（V0201、V0202A-C）、2台换热器（E0201，E0202）。
纯氧段包括3台吸附塔（T0301A-C）、3台缓冲罐（V301,V302,V303）、1台氧气置换风机（C0301）本装置公用部分包括一套液压系统，一套DCS计算机集散控制系统，共有程序控制阀274台。
序号名称型号及规格单位数量材料单重（吨）总重（吨）1 第一段吸附塔Φ2000×12Vg=8.05m3台12 碳钢 5.195 62.341.2.7主要设备技术特性2. 工艺说明2.1工艺流程简述本装置共有三段，其中第一段称为提浓段，采用12-2-4-RP流程；第二段称为精制段，采用7-2-1-P流程；第三段成为纯氧段，采用3-1-RP流程。
制氧系统工艺流程图见施工图TL0904-3-02-01，TL0904-3-02-02，TL0904-3-02-03，空气经离心鼓风机加压至0.20MPa，先经后冷却器冷却至40℃，进入处于吸附步骤的提浓段吸附塔，空气中的H2O、CO2、N2、Ar等杂质部分被吸附，出塔中间气送入精制段进行进一步处理。
当被吸附杂质的浓度前沿接近床层出口时，关闭提浓段吸附塔入口阀和出口阀，使其停止吸附，通过四次均压步骤回收床层死空间的氧气，再顺着吸附方向使用产品气进行连续置换，使塔内氮气浓度达到产品要求。
置换结束，逆放降压回收氮气产品，并对吸附剂进行初步再生。
逆放结束，使用精制段底部过来的气体对吸附剂床层进行吹扫，使吸附剂床层进一步再生，并回收吹扫气中的氧气。
在吹扫气中的氧气达到吸附剂床层底部之前，停止吹扫，依次使用V0202C、V0202B、V0202A对吸附塔进行二段升升压。
二段升结束后，利用提浓段的均压气和中间气对床层逐步升压至接近吸附压力，吸附床便开始进入下一个吸附循环过程。
部分置换气作为95%的氮气产品回收，吹扫气排入大气。
提浓段来的中间气和纯氧段混合气缓冲罐的由下而上通过精制段吸附床层，出塔氧气送入纯氧段进一步精制。
当被吸附杂质的浓度前沿接近床层出口时，关闭吸附塔入口阀和出口阀，使其停止吸附，通过一次均压步骤回收床层死空间的氧气，并在吸附剂床层的上端进行顺放将气体放入V0201C以回收氧，然后逆着吸附方向降压，依次将气体放入V0202A、V0202B、V0202C对吸附剂床层进行初步再生，逆放结束使用V0201中回收的气体对吸附剂床层进行吹扫，进一步再生吸附剂床层。
然后利用精制系统的均压气和产品气将吸附剂床层的压力提高到吸附压力，吸附床便开始进入下一个吸附循环过程。
精制段出来的由下而上通过精制段吸附床层，出塔混合气送入精制段V202C用作第一段的二段升气体。
当床层吸附的氧气饱和时，关闭吸附塔的出口阀和入口阀，使其停止吸附。
然后使用风机将V0302纯氧缓冲罐中的纯氧加压对吸附塔进行置换，置换气体放入V0301用作精制段的原料气。
通过置换，将塔内死空间内的N2,Ar等杂质置换出去，使氧气浓度达到99.9%，然后打开底部阀门，逆放回收产品氧。
产品回收结束后吸附塔就进入下一个循环。
就PSA工艺而言，单台吸附塔都是吸附－再生－吸附间歇循环方式工作，具体到本装置，提浓段每个吸附塔在一次循环中需经历：吸附（A）、一均降（E1D）、二均降（E2D）、三均降（E3D）、四均降（E4D）、置换（RP）、逆放（BD）、吹扫（P）、二段升一（2ER1）、二段升二（2ER2）、二段升三（2ER3）、四均升（E4R）、三均升（E3R）、二均升（E2R）、一均升（E1R）、终升（FR）一十六个步骤。
精制段每个吸附塔在一次循环中需经历：吸附（A）、一均降（E1D）、顺放（PP）、逆放（BD）、、吹扫（P）、均升（R）、一均升（E1R）、终升（FR）共八个步骤。
为连续处理工艺原料气，采用多个吸附床，循环地变动所组合吸附床工艺状态，通过合理步序安排，保证任一时刻均有相同数量吸附塔处于吸附状态就实现了连续分离气体混合物的目的。
整个过程通过DCS控制系统自动控制共274台程控阀开关来实现，根据程控阀功能不将程控阀分类编号如下：提浓段：KV101A-L: 原料气程控阀KV102A-L: 中间气及中间气终升程控阀KV103A-L: 一均、二均顶部程控阀KV104A-L: 三均、四均顶部程控阀KV105A-L: 置换顶部程控阀KV106A-L: 吹扫顶部程控阀KV107A-L: 二段升三程控阀KV108A-L: 二段升一、二段升二程控阀KV109A-L: 逆放顶部程控阀KV110A-L: 一均、二均底部程控阀KV111A-L: 三均、四均底部程控阀KV112A-L 置换底部程控阀KV113A-L 逆放程控阀KV114A-L 吹扫底部程控阀KV115A-L 逆放底部程控阀公用程控阀KV116 鼓风机超压放空阀KV117A/B: 吹扫回收程控阀KV118A/B: 吹扫放空阀KV119A/B: 置换回收氮气程控阀KV120A/B: 置换回收氮气程控阀精制段：KV201A-G: 中间气进料程控阀KV202A-G: 氧气程控阀KV203A-G: 均压、终升程控阀KV204A-G: 顺放程控阀KV205A-G: 吹扫程控阀KV206A-G: 逆放一、逆放二程控阀KV207A-G: 逆放三程控阀KV208A-G: 吹扫底部程控阀公用程控阀KV209A/B: 终升程控阀KV210A/B: 顺放程控阀KV211A/B: 吹扫程控阀KV212A/B: 逆放一程控阀KV213A/B: 二生三程控阀KV214A/B: 逆放二程控阀KV215A/B: 二升二控阀纯氧段：KV301A-C: 氧气进料程控阀KV302A-C: 混合气程控阀KV303A-C: 置换气顶部程控阀KV304A-C: 置换气底部程控阀KV305A-C: 纯氧程控阀2.2工艺步序由于所有吸附塔经历工艺过程完全一致，只是在同一时刻所处工艺状态不同而已，下面分别以提浓段、精制段、纯氧段A塔为例说明工艺步序及程控阀动作如下：2.2.1提浓段：（1）吸附空气经离心风机加压后由换热器降温，从A塔下端程控阀KV101A 入塔，在吸附工作压力下自下而上地流经吸附床时，气流中氮气被吸附剂选择性地吸附，吸附氮气后气体经KV102A从塔顶排出，其中的一部份气体用作最终升压气，而大部分气体输往精制段。