氪氙精制装置中分子筛控制系统及其控制方法制造方法及图纸

氪氙精制装置中分子筛控制系统及其控制方法，包括第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器、再生加热器及DCS控制系统；所述第一分子筛吸附器及第二分子筛吸附器的底部进出口分别与氪氙原料气入口之间通过管道相连；所述第一分子筛吸附器及第二分子筛吸附器的顶部出入口分别与氪氙原料气出口、置换氧气入口及回收系统之间通过管道相连；所述再生加热器侧部入口与再生氮气入口之间通过管道相连，所述再生加热器顶部出口与第一分子筛吸附器及第二分子筛吸附器的顶部出入口之间通过管道相连；所述第一分子筛吸附器及第二分子筛吸附器的底部进出口分别与放空口之间通过管道相连。本发明专利技术提高分子筛的运行稳定性，减低由于操作员的操作失误造成停车。操作失误造成停车。操作失误造成停车。

【技术实现步骤摘要】
氪氙精制装置中分子筛控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及氪氙精制
，是高纯氪气和氙气精制装置的分子筛控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]氪、氙是十分稀有的特殊气体，大气中的含量极低，是气体中的“黄金气体”，但现在主要还是在空气中提取。氪、氙气由于有特殊的物理特性，在电子行业、航空航天行业、军事行业都有很广泛的应用，是十分重要的战略物质。
[0003]氪氙原料液中含有大量的甲烷等碳氢化合物和氮氧化物，必须要去除这些物质，因为这些物质都是易燃易爆物质，浓度高了，给整个装置的安全运行带来了很大的安全隐患。通过催化反应去除这些物质，反应生成二氧化碳和水，再通过分子筛净化系统来去除二氧化碳和水。
[0004]由于氪、氙气十分稀少，价格很高，常规分子筛流程切换损失较大，而且切换过程中对后续工艺装置有一定的波动性，为了提高整套氪氙精制装置的提取率，达到更高的经济效益，亟需涉及一种新的分子筛的控制系统及方法。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了氪氙精制装置中分子筛控制系统及其控制方法，可靠运行、减少操作员的操作强度，实现分子筛系统全自动运行。
[0006]本专利技术的技术方案如下：氪氙精制装置中分子筛控制系统，包括第一分子筛吸附器MS1、第二分子筛吸附器MS2、再生加热器EH1及控制系统DCS；所述第一分子筛吸附器MS1及第二分子筛吸附器MS2的底部进出口分别与氪氙原料气入口之间通过管道相连；所述第一分子筛吸附器MS1及第二分子筛吸附器MS2的顶部出入口分别与氪氙原料气出口、置换氧气入口及回收系统之间通过管道相连；所述再生加热器EH1侧部入口与再生氮气入口之间通过管道相连，所述再生加热器EH1顶部出口与第一分子筛吸附器MS1及第二分子筛吸附器MS2的顶部出入口之间通过管道相连；所述第一分子筛吸附器MS1及第二分子筛吸附器MS2的底部进出口分别与放空口之间通过管道相连；所述第一分子筛吸附器MS1的底部进出口管道上设有温度传感器TI
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1，第一分子筛吸附器MS1顶部出入口管道上分别设有温度传感器TI
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3及压力变送器PI
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1；所述第二分子筛吸附器MS2的底部进出口管道上设有温度传感器TI
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2，第二分子筛吸附器MS2的顶部出入口管道上设有温度传感器TI
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4及压力变送器PI
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2；所述第一分子筛吸附器MS1、第二分子筛吸附器MS2的底部进出口与氪氙原料气入口之间的管道上分别设有MS1入口调节阀V1、MS2入口调节阀V2；所述第一分子筛吸附器MS1、第二分子筛吸附器MS2的顶部出入口与氪氙原料气出口之间的管道上分别设有MS1出口阀V3、MS1出口阀V4；所述第一分子筛吸附器MS1、第二分子筛吸附器MS2的顶部出入口与置换氧气入口之间的管道上分别设有MS1置换阀V11、MS1置换阀V12；所述第一分子筛吸附器MS1、第二分子筛吸附器MS2的顶部出
入口与回收系统之间的管道上分别设有MS1回收阀V15、MS2回收阀V16。
[0007]进一步的，所述再生加热器EH1入口管道上设有再生氮气流量计FIC
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1、再生加热器EH1出口管道上设有温度传感器TI
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5；所述温度传感器TI
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1、温度传感器TI
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2、温度传感器TI
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3、温度传感器TI
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4、温度传感器TI
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5、压力变送器PI
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1、压力变送器PI
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2及再生氮气流量计FIC
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1分别与控制系统DCS电信号连接。
[0008]进一步的，所述再生加热器EH1顶部出口与第一分子筛吸附器MS1、第二分子筛吸附器MS2的顶部出入口之间的管道上分别设有MS1再生入口阀V5、MS2再生入口阀V6；所述再生加热器EH1侧部入口与再生氮气入口之间的管道上设有再生氮气调节阀V14；所述第一分子筛吸附器MS1、第二分子筛吸附器MS2的底部进出口与放空口之间的管道上分别设有MS1放空阀V7、MS2放空阀V8。
[0009]进一步的，所述第一分子筛吸附器MS1的顶部出入口与第二分子筛吸附器MS2的顶部出入口之间通过管道相连，且管道上设有均压调节阀V13。
[0010]进一步的，氪氙精制装置中分子筛控制系统的控制方法，包括如下步骤：1）控制系统DCS自动控制程序启动，所有阀门复位至初始关闭状态；2）选择MS1或者MS2进入吸附步骤；3）回收阶段，以MS1吸附为例，则MS2再生，V3打开，V1按照程序设计的缓慢分段打开，MS1进入吸附状态，V16打开，MS2泄压回收；氪氙气体经济价值很高，是气体中的“黄金气体”，通过这种回收利用方法，可以提高氪氙装置的提取率，获得比常规工艺方案更多的经济效益；4）放空阶段，当PI
‑
2的压力降至程序设定值，V16关闭，回收结束，V8打开，继续泄压；5）加热阶段，当PI
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2的压力降至0.01MPa，阀门V6、V8、V14全开，电加热器打开，调功器控制温度在设定值，流量计FIC
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1显示再生氮气流量，如果流量低，连锁停电加热器；6）冷吹阶段，当加热时间结束，停电加热器，再生氮气继续吹MS2，把水分和热量带走；这一阶段利用装置中多余的低温氮气，可以使得分子筛温度降得较低，尽量减少分子筛中含水量，可以有效的提高分子筛系统工作时间，使得分子筛切换周期更长，采取这一方案后，能比传统分子筛工艺能耗更低，操作更平稳；7）冷吹阶段，当冷吹时间结束，且TI
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2的温度超过设定值，冷吹结束；8）置换阶段，关闭阀门V6、V14，打开V12，进入氧气置换阶段；与常规分子筛工艺方案比，增加了置换阶段，可以将冷吹过程中剩余的氮气吹除，减少了带到后面装置的杂质，有效的增加了后续工艺装置的稳定性；9）升压阶段，置换时间结束，关闭阀门V8、V12，缓慢打开V13；10）并行阶段，当MS1及MS2的压力变速器PI
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1和PI
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2的差小于0.01MPa，升压结束，开始并行，V4打开，V2缓慢打开，关闭V13；11）切换，并行时间结束，关闭阀门V1、V2，MS1转为再生，MS2转为吸附，MS1从回收开始执行再生步骤。
[0011]本专利技术的有益效果：在氪氙精制装置分子筛中，配置两台分子筛吸附器、配套阀门、及配套的温度传感器、压力传感器、流量计，和控制系统DCS，对常规工艺方案进行了改进，增加了回收和置换两个阶段，并采用低温氮气进行冷吹，提高分子筛的运行时间及后面
系统的稳定性；按照该分子筛控制系统的方法，比常规氪氙装置分子筛工艺提高了提取率约1~2%，对于目前氙气高昂的价格而言，每年可以获得比常规流程增加近千万的经济效益，而且装置运行更加平稳，能耗更低。
附图说明
[0012]图1本专利技术分子筛系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氪氙精制装置中分子筛控制系统，其特征在于，包括第一分子筛吸附器MS1、第二分子筛吸附器MS2、再生加热器EH1及控制系统DCS；所述第一分子筛吸附器MS1及第二分子筛吸附器MS2的底部进出口分别与氪氙原料气入口之间通过管道相连；所述第一分子筛吸附器MS1及第二分子筛吸附器MS2的顶部出入口分别与氪氙原料气出口、置换氧气入口及回收系统之间通过管道相连；所述再生加热器EH1侧部入口与再生氮气入口之间通过管道相连，所述再生加热器EH1顶部出口与第一分子筛吸附器MS1及第二分子筛吸附器MS2的顶部出入口之间通过管道相连；所述第一分子筛吸附器MS1及第二分子筛吸附器MS2的底部进出口分别与放空口之间通过管道相连；所述第一分子筛吸附器MS1的底部进出口管道上设有温度传感器TI
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1，第一分子筛吸附器MS1顶部出入口管道上分别设有温度传感器TI
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3及压力变送器PI
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1；所述第二分子筛吸附器MS2的底部进出口管道上设有温度传感器TI
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2，第二分子筛吸附器MS2的顶部出入口管道上设有温度传感器TI
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4及压力变送器PI
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2；第一分子筛吸附器MS1、第二分子筛吸附器MS2的底部进出口与氪氙原料气入口之间的管道上分别设有MS1入口调节阀V1、MS2入口调节阀V2；所述第一分子筛吸附器MS1、第二分子筛吸附器MS2的顶部出入口与氪氙原料气出口之间的管道上分别设有MS1出口阀V3、MS1出口阀V4；所述第一分子筛吸附器MS1、第二分子筛吸附器MS2的顶部出入口与置换氧气入口之间的管道上分别设有MS1置换阀V11、MS1置换阀V12；所述第一分子筛吸附器MS1、第二分子筛吸附器MS2的顶部出入口与回收系统之间的管道上分别设有MS1回收阀V15、MS2回收阀V16。2.根据权利要求1所述的氪氙精制装置中分子筛控制系统，其特征在于，所述再生加热器EH1入口管道上设有再生氮气流量计FIC
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1、再生加热器EH1出口管道上设有温度传感器TI
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5；所述温度传感器TI
‑
1、温度传感器TI
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2、温度传感器TI
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3、温度传感器TI
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4、温度传感器TI
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5、压力变送器PI
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【专利技术属性】
技术研发人员：周丽，陈治纳，丁剑木，王建彬，
申请(专利权)人：河南纳新气体有限公司，
类型：发明
国别省市：