PSA裝置二段真空泵優化研究

趙金紅

(河南能源化工集團 安化公司，河南 安陽 455133)

0 前言

河南能源化工集團安化公司有一套年產20萬t煤制乙二醇生產裝置，配套有變壓吸附裝置(PSA)。自2012年系統開車以來，隨著生產系統負荷的提高，PSA裝置二段真空泵排氣溫度逐漸升高，真空泵檢修頻繁，嚴重影響了乙二醇系統的生產負荷提升。因此對PSA二段真空泵進行優化研究，降低產品氣出氣溫度成為提高乙二醇裝置負荷的一個重要課題。

PSA裝置為氣相變壓吸附工藝，由變換工序送過來的原料氣含CO、H2、CO2、CH4、N2、Ar等組分，經PSA裝置處理后得到純度為98.5%的CO和純度為99.5%的H2送往乙二醇生產裝置使用。其中，PSA二段使用PU-1吸附劑，通過逆放與抽真空得到一氧化碳產品氣。

PSA二段使用往復式真空泵進行減壓脫附，其采用獨特的V字型結構，有兩個對稱的氣缸，每個缸有6個入口氣閥和6個出口氣閥；氣缸由上缸頭、下缸頭和中間缸體組成。上缸頭高為140 mm，下缸頭高為80 mm，缸體高為500 mm，外徑1 200 mm，氣缸內循環水容積約為0.04 m3。活塞厚度為120 mm，是兩個圓合成在一塊的。真空泵活塞桿長度為1 155 mm，與活塞的連接形式是6條12mm×120mm的內六方螺栓進行連接，然后由開口銷鎖緊，防止螺母退絲。各個氣缸上有6個入口氣閥和6個出口氣閥，氣閥為環狀式閥片氣閥。

在實際生產過程中，隨著生產負荷提升，真空泵排氣溫度遠遠超出工藝控制指標。當環境溫度為5～20 ℃時，PSA二段排氣溫度為155～175 ℃；當環境溫度在20～35 ℃時，二段排氣溫度達175～195 ℃(工藝控制指標為≤150 ℃)。由于二段真空泵出口溫度升高，造成真空泵打氣量降低，嚴重影響了氣量的生產，每組吸附塔需要同時開滿3臺真空泵才能滿足生產需要。……