PSA CO 气体吸附剂粉化处理方法探讨

路应伟 王光亮 李诚之

山东蓝帆化工有限公司 山东淄博 255400

1 工艺介绍

我公司的合成气车间PSA 装置CO 气体吸附剂采用北大先锋PU-1 铜系吸附剂，主要用于水煤气CO 气体的分离和提纯，吸附剂的粉化问题主要存在于CO 提纯段，PSA-CO 装置由12 个吸附塔组成，设计提纯气体量8500Nm³/h，任一时刻都有3 塔同时处于吸附步骤，其余各塔处于吸附剂再生步骤的不同阶段。12 个塔交替工作从而达到连续分离提纯CO 的目的。吸附压力在0.7Mpa左右。装置自建成投产后八年的时间内，前期进行过吸附塔内情况检查，并未发现塌陷和粉化的情况。粉化问题是后期发展并加剧发生的[1]。

2 故障现象

2020 年2 月初，我们发现G 塔抽真空压力不断升高，一度到了正压，而正常抽真空压力在-0.075Mpa 左右。这样的运行状况不仅影响产品气的纯度，而且产量也会降低，最后迫不得已将该塔切除，装置负荷降低20%。同时我们发现粉化的吸附剂进入真空泵气阀，影响了真空泵的正常运行，甚至大量粉末进入了压缩机的入口滤网，频繁的滤网清理，给我们造成了很大的工作量，加大了运行成本。

经过分析研究，决定在3 月份的检修中，把出现问题的塔G塔内吸附剂采用无氧条件人工扒出，然后筛分重装，过滤出影响阻力的粉末。具体方法是，在塔内用带内衬的小袋装好，并充氮气保护，移出塔后，放置在带内衬的吨包袋，袋内充氮气保存，然后用机械振动筛分的方法过滤出粉末，筛分过程中，振动筛料仓加氮气保护，筛好的吸附剂用内衬吨袋充氮气保存，最后把筛好的吸附剂颗粒在无氧条件下装回塔内[2]。

2020 年4 月6 日装置检修后开车，车间按照生产管控要求加强了对二段G 塔的监控运行，4 月7 日晚，巡检人员用听棒检测到G 吸附塔内有碰撞声，分析判断塔内吸附剂筛板可能出现倾斜或移位。4 月8 日上午，为保证吸附剂安全决定再次停车检查。11时装置停车，置换后打开顶部人孔，发现吸附剂床层紊乱，瓷球混入吸附剂中，上层筛板和瓷球沉降至吸附剂中不可见，测量床层高度比之前下降0.4m，且上部催化剂呈粉末状。

3 故障原因分析

3.1 直接原因

G 塔吸附剂全部掏出检查筛分时，看似部分粉末较少的吸附剂未进行筛分，加之机械筛分筛分效果差，大量粉末被装回塔内，造成塔内床层阻力大，筛板倾斜，吸附剂在筛板间上下窜动，造成吸附剂床层出现紊乱并不断加剧。

3.2 间接原因

首次处理时，G 塔吸附剂掏出筛分时采用机械筛分，大部分催化剂在筛分过程中断裂、甚至破碎，回装后床层阻力大，气体发生偏流，将上筛板顶翻，吸附剂流入上层筛板上方，工作过程中吸附剂呈流化态，加剧吸附剂磨损，导致吸附剂床层阻力大出现翻床现象[3]。

3.3 管理原因

对吸附剂运行重视不足，吸附剂使用寿命估计不足，连续多年缺乏开塔检查；对吸附剂床层的运行规律及跟踪不到位，不能从运行数据及时判断塔内运行情况；对催化剂筛分过程无把关标准，对出现的后果预想不足。

4 第二次处理现象及措施

4 月8 日-4 月13 日再次使用无氧法掏出内部吸附剂。4 月10日掏料位至3.5米时发现筛板，筛板呈西高东低倾斜在吸附塔内，整个筛板逆时针翻转了130 度左右，直到5.65 米处将整个筛板全部露出。继续掏吸附剂至5.94 米处，吸附剂粉末明显不见时停止向外掏吸附剂。

经过第一次的经验教训，本次不再采用机械筛分法，4 月11-4 月12 日白天，将掏出的吸附剂全部用12 目直径400 的筛子人工手动筛分，筛分过程要求快筛快装，氮气封存，最后无氧装填回至G 塔中。

4 月12 日晚组织进行D/G/J 三塔进行同时抽真空试验，模拟工况以便夯实吸附剂层和根据床层变化情况做出相应处理，4 月13 日早观察料位未见明显异常，紧接着进行装填瓷球，引还原气还原等工作，还原完毕后装置开车，该塔抽真空压力-0.074MPA,达到运行要求。

5 处理效果及经验教训

（1）根据开车后吸附塔的运行情况可以看出，第二次处理后吸附塔抽真空压力与其他组抽真空压力基本一致，符合我们的正常工艺指标。

（2）实践证明，人工筛分效果明显高于机械筛分，催化剂破损率大大降低，让吸附剂床层尽量恢复到了原始开车状态。

（3）吸附剂在长周期使用后，每年要有计划性抽检，发现床层下降要及时补加催化剂；发现筛板倾斜要及时处理；发现压降增大，要根据催化剂粉化情况进行筛分。

（4）在吸附塔的运行过程中，定期安排岗位专门人员进行监控和监听，以便了解吸附床层内压板和吸附剂的异常情况。

6 进一步整改措施

（1）根据检查情况对各吸附塔吸附剂进行补充，保证二段吸附塔运行质量。

（2）更换置换气除油剂，坚决避免油水进入吸附塔，造成滤网堵塞，吸附剂中毒损坏。

（3）增加入口气体露点检测，确保气体中微量水分达标，保证吸附剂运行安全。

（4）对均降初期压力下降过快的问题，补入相关程控阀延时开的程序，降低均降初期的压力下降速度。

7 结语

经过以上的处理措施，PSA-CO 段床层阻力消失，抽真空压力正常，运行平稳，产品气纯度合格。为行业内PSA 装置相关问题的处理提供了参考思路。