甲醇合成装置PSA制氢单元氢气产品杂质含量超标原因及防范措施

田 锋，陈翠翠，朱中正，王 浩

(蒲城清洁能源化工有限责任公司， 陕西蒲城 715500)

蒲城清洁能源化工有限责任公司一期规模为180万t甲醇、70万t聚烯烃，主要生产聚丙烯和聚乙烯，甲醇为中间产品。甲醇合成装置采用英国戴维(Davy)合成工艺，配套四川天一科技有限公司的变压吸附(PSA)制氢系统，对合成弛放气进行氢气提纯，供合成装置、硫回收装置、烯烃分离装置、聚丙烯装置及聚乙烯装置使用。

1 PSA的基本原理和温度特性

1.1 PSA的基本原理

PSA是以吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，在相同压力下，吸附剂易吸附高沸点的组分，不易吸附低沸点的组分；在高压下，吸附剂的吸附量增加(吸附组分)，减压后吸附量减小(解吸组分)[1]。这种在高压下吸附、低压下解吸的循环过程就是PSA的工艺过程。

1.2 吸附量与温度的关系

随着温度的升高，吸附剂的吸附量(质量浓度，下同)下降，易于吸附质脱附；随着温度的降低，吸附剂的吸附量增大，易于吸附质吸附(见图1)。

图1 吸附量与温度的关系

1.3 各组分在吸附剂上的吸附能力

甲醇合成弛放气中含有多种气体成分，各种气体组分在吸附剂上的吸附能力见图2。

图2 吸附等温线

由图2可知：各组分在吸附剂上的吸附能力随压力升高而增加，随压力降低而减小。在高压下，吸附剂的吸附能力较强，可以有效地吸附杂质，提纯氢气；在低压下，被吸附的组分快速解吸，释放吸附量，如此循环往复。

2 工艺流程

从甲醇合成装置来的弛……