高毅，高伟
（安阳化学工业集团有限责任公司，河南 安阳455133）
［摘 要］安阳化学工业集团有限责任公司200 kt/a煤制乙二醇装置PSA-CO系统投运初期存在吸附剂粉化现象，随着系统负荷的提升，粉化现象逐渐加重，甚至有部分吸附剂从吸附塔底部泄漏出来，制约了乙二醇装置的高负荷长周期运行。在对吸附剂粉化的可能原因如吸附剂强度低、系统升压/降压阶段压力变化速率大、吸附剂床层下沉、吸附塔密封不严进行分析的基础上，通过不断地摸索与总结，采取了监控与防范工艺气带水、增设程控阀并优化吸附程序、无氧状态下吸附剂处理、CO压缩机段间增设干式布袋除尘器等优化改造措施后，吸附剂粉化问题得到有效控制，保障了系统的安全、稳定运行，PSA系统CO产品气、H2产品气的气量和气质均得到显著提升，乙二醇装置负荷由90%提升至100%，取得了良好的效益。
［关键词］煤制乙二醇装置；PSA-CO系统；吸附剂粉化；可能原因；优化改造；改造效果
［中图分类号］TQ028.1+5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）06-0062-04
0 引 言
安阳化学工业集团有限责任公司（简称安化公司）200 kt/a煤制乙二醇装置采用变压吸附（PSA）工艺从变换气中提取CO和H2送乙二醇合成系统，PSA系统包括PSA-CO2、精脱硫、PSA-CO、PSA-H2四个子系统。安化公司乙二醇装置2012年投产，投运初期PSA-CO系统吸附剂存在粉化现象，对系统内关键运转设备——WLW-2400B型无油立式往复式真空泵、3MCL526型离心式压缩机等的稳定运行造成了影响，同时工艺气中携带的粉尘还易堵塞乙二醇合成系统的脱氢反应器，制约乙二醇装置的高负荷长周期运行。为此，通过不断总结生产中的不足与缺陷，安化公司对PSA-CO系统进行了优化改造，有效控制了CO产品气中的粉尘含量，提高了CO产品气气量及气质，降低了系统消耗及系统阻力，为乙二醇装置的安、稳、长、满、优运行奠定了基础。以下对有关情况作一介绍。
1 PSA-CO系统工艺流程及工艺指标简介
1.1 工艺流程
PSA-CO系统的作用是使CO进一步与其他组分如H2、N2等杂质组分分离，得到CO产品气。其工艺流程为，来自PSA-CO2系统的吸附尾气，先经精脱硫系统深度脱硫，半成品气再经蒸汽加热器加热后，从吸附塔底部进入PSA-CO系统吸附塔（PSA-CO系统共有2个并联的系列，每个系列设12台吸附塔），吸附尾气从吸附塔顶部排出，进入PSA-H2系统；吸附塔内合格的CO则通过逆向放压和抽真空方式排出吸附塔（吸附剂通过真空泵抽真空进行再生），进入CO产品气罐，一部分CO作为产品气输出，一部分CO经三段式离心式压缩机（简称CO压缩机）加压后进入置换气缓冲罐，用于PSA-CO系统的置换。
1.2 工艺指标
（1）PSA-CO系统主要设计指标：一段吸附压力≤0.85 MPa，二段吸附压力≤0.80 MPa，三段吸附压力≤0.80 MPa；一段吸附温度≤40 ℃，二段吸附温度65～75 ℃；一段尾气中CO2含量≤0.4%，二段尾气中CO含量≤7.0%。
（2）CO产品气指标：CO纯度≥99%，H2含量≤0.3%、N2含量≤0.4%、CH4含量≤0.1%、CO2含量≤0.2%、总硫0。
2 PSA-CO吸附剂粉化问题及其危害
安化公司煤制乙二醇装置PSA-CO系统吸附剂为Φ1.8 mm×（2～5） mm柱状体，堆密度为800 kg/m3；主要成分为CuO、CuCl2及正二价铜，新吸附剂不具备吸附活性，需要将Cu2+还原成Cu+吸附剂才具有吸附活性。
2.1 吸附剂粉化及泄漏问题
PSA-CO系统投运初期，存在吸附剂粉化现象，随着乙二醇装置运行到一定时间（周期），以及负荷的不断提升，吸附剂粉化现象逐渐加重，甚至部分吸附剂从吸附塔底部泄漏出来，系统运行中表现出的异常现象主要有：① 当部分吸附塔运行至抽真空状态时，真空度较差，同等负荷下真空度只能达到-63 kPa左右（真空度指标为-75 kPa）；② 真空泵气阀磨损严重，出现漏气、运行温度高等状况；③ CO压缩机入口过滤器阻力增大（阻力高时可达5 kPa以上）；④ 吸附剂床层粉尘堵塞严重时，吸附塔无法抽真空运行，不得不切塔处理。这些问题严重影响了乙二醇装置的安全稳定运行。
PSA-CO系统停车检修时，真空泵入口过滤器、CO压缩机入口过滤器、CO压缩机段间水冷器等设备会清理出吸附剂粉尘；打开吸附塔顶部封头检查，发现约3/4的吸附塔出现吸附剂床层下沉。
安化公司PSA-CO系统所用吸附剂具有吸附容量大、CO产品气纯度高等特点，相较于常规的分子筛吸附剂更具优势，整个PSA-CO系统吸附剂装填量高达880 t，更换成本高，且从PSA-CO系统运行程序设置方面也难以找到替代产品，因此，从运行经济性等方面考虑，必须采取措施解决吸附剂粉化等问题。
2.2 吸附剂粉化的危害
（1）吸附剂粉化及泄漏，会造成吸附塔阻力上升，抽真空效果变差，CO产品气气量不足，并造成CO压缩机段间水冷器换热效果下降。
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