Очистка водорода короткоцикловой адсорбцией (КЦА)
Синтез-газ после конверсии СО из реактора поз. V-102 подаётся в подогреватель сырьевого газа поз. HX-101, где синтез-газ охлаждается сырьевым газом (температура синтез-газа после поз. HX-101 не более 338 ºС1), далее синтез-газ направляется на охлаждение в аппарат воздушного охлаждения (АВО) поз. HX-104, где охлаждается потоком воздуха, создаваемого двумя вентиляторами, до 60 ºС1.Затем синтез-газ подаётся в теплообменник поз. HX-110, где происходит дополнительное охлаждение газа подпиточной водой до температуры не более 43 ºС1.После охлаждения в теплообменнике поз. HX-110, синтез-газ отделяют от конденсата в сепараторе поз. V-104. Температуру синтез-газа после сепаратора поз. V-104 регулируют. При повышении температуры синтез-газа до 44 ºС срабатывает световая и звуковая сигнализации. При максимальной температуре синтез-газа на входе в систему КЦА равной 49 ºС срабатывают блокировки: прекращение подачи топливного газа к печи риформинга (закрытие клапана FIC-203), прекращение подачи сбросного газа из системы КЦА к горелке печи риформинга (закрытие клапана FIC-205), остановка системы КЦА.
Уровень конденсата в сепараторе поз. V-104 замеряют. Нормальный рабочий уровень конденсата равен 40-55 %1. При повышении уровня до значения равного 70% от регламентируемого и снижению до значения равного 30% срабатывает звуковая и световая сигнализация. При дальнейшем повышении уровня до максимального равного 90% или снижение до минимального равного 10%, срабатывает блокировка подачи сбросного газа КЦА к горелкам (закрытие клапана FIC-205) и система КЦА останавливается.
После отделения конденсата в сепараторе поз. V-104, синтез-газ с температурой не более 43ºС1 направляется в систему КЦА на очистку от примесей СО, СО2, СН4, Н2О.
Система КЦА для очистки загрязненного синтез-газа и получения продуктового водорода использует 4 адсорбера (А-101 А, В, С, D), каждый из которых содержит по 3 слоя адсорбента, такие как: оксид алюминия, активированный уголь и молекулярные сита.
Оксид алюминия служит для удаления основного количества влаги, активированный уголь - для удаления СО2 и СН4 и молекулярные сита - для удаления СО и более тщательной очистки от остальных примесей.
После очистки в адсорбционной системе образуется водород с концентрацией 99,999% и давлением 14,1 бар -14,51 бар
Отбросной газ из системы КЦА направляется в ресивер сбросных газов поз. V-105 и используется как топливный газ для горелки риформера. Давление в ресивере сбросных газов поз. V-105 0,34-0,96 бар1.
Процесс КЦА действует как повторяющийся цикл, состоящий из двух основных шагов: адсорбции и регенерации:
-Во время шага адсорбции адсорбентами улавливаются все «ненужные» примеси, и на выходе получается продукт высокой степени очистки.
-Во время шага регенерации примеси очищаются в адсорбенте таким образом, чтобы можно было повторить адсорбции-регенерации.
Регенерация адсорбента осуществляется на трех основных этапах:
1. В адсорбенте понижается давление до более низкого уровня для «десорбции» некоторых примесей из адсорбента.
2. Адсорбент продувается чистым водородом для удаления оставшихся примесей в ресивер сбросных газов (поз. V-105).
3. В адсорбере вновь повышается давление до величины давления адсорбции, и он снова готов для очистки подаваемого газа.
В свою очередь два основных шага делятся еще на 12 шагов которые описаны в таблице 1.
Таб.1 Шаги цикла КЦА
| Шаг | Руководство по эксплуатации | Экран интерфейса | Описание |
| Работа | Адсорбция | Адсорбция примесей, водород идет на производство продукта | |
| Работа | Адсорбция | Адсорбция примесей, водород идет на производство продукта | |
| Работа | Адсорбция | Адсорбция примесей, водород идет на производство продукта | |
| 1й Сброс давления | HPEQ (выравнивание высокого давления) понижение | Выравнивание при помощи другого адсорбера | |
| 2й Сброс давления | Обеспечение продувки | Обеспечение подачи продувочного газа к другому сосуду | |
| 3й Сброс давления | LPEQ (выравнивание низкого давления) понижение | Выравнивание при помощи другого адсорбера | |
| Вентиляция | Продувка | К ресиверу сбросных газов | |
| Продувка | Получение продувки | К ресиверу сбросных газов | |
| 1е восстановление давления | LPEQ повышение | Выравнивание при помощи другого адсорбера | |
| 2е восстановление давления | HPEQ повышение | Выравнивание при помощи другого адсорбера | |
| 3е восстановление давления | Повышение 1 | Продуктовый водород | |
| Окончательное восстановление | Повышение 1 | Продуктовый водород |
HPEQ = выравнивание высокого давления
LPEQ = выравнивание низкого давления