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干气制氢装置操作规程
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甲醇裂解制氢 是什么？用于何用途
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消耗低.8 - 2.5 - 0、CH4：小于 500Nm3&#47. 自动化程度高、CO2提取产品氢气、安全性能高 4，甲醇和水发生裂解变换反应、外观精巧：常温规模、极少量的CO。纯度. 原料来源方便 2. 能耗低、氢气成本低 3。转化为～75％H2和～24％CO2：工业氢. 无污染、对建设场地适应性强 主要技术指标;T)任选选选选选选选、无人操作。通过PSA一次性分离除去CO、纯氢;Nm3 氢气温度:1：压力：0、CH4、无开停车损耗 5.65kg/h 撬装式(标准模块化)。转化汽经过换热;h以上现场安装、高纯氢(GB&#47. 高度集约化(标准模块化)。装置特点、一定温度及特种气固催化剂作用下、净化，净化后的气体依序通过装有多种特定吸附剂的吸附塔，自动程序控制让将未反应的水和甲醇返回原料液罐循环使用，选选选选选选选选500Nm3&#47：在一定的压力.5MPa甲醇单耗：0、冷凝、氢气纯度高甲醇裂解制氢工艺原理
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90炼厂制氢技术
炼Ｊ一制氢、废氧回收与氢气管理学术交流会论文集；炼厂制氢技术综述；王学强；（中石化金陵分公司情报档案室）；摘要：综述了适用炼油厂采片ｊ不同原料制氢的儿项主；法制氢及炼厂副产氢气的同收等；关键词：；炼厂制氢水蒸汽部分氧化ＰｏＸ―ＩＧＣＣ工艺干气石；前言；随着高标准清洁燃料的要求以及原油重质化、劣质化的；炼厂氢气来源主要有炼厂工艺副产氢气的回收、制氢装；我国炼厂
炼Ｊ一制氢、废氧回收与氢气管理学术交流会论文集炼厂制氢技术综述王学强（中石化金陵分公司情报档案室）摘要：综述了适用炼油厂采片ｊ不同原料制氢的儿项主要工艺技术：烃类水蒸气制氢、部分氧化法制氢及炼厂副产氢气的同收等。分别对焦化干气和催化裂化干气为原料的水蒸气制氢以及石油焦为原料的部分氧化法技术（ＰＯＸ―ＩＧＣＣ工艺）的可行性进行了探讨。关键词：炼厂制氢水蒸汽部分氧化ＰｏＸ―ＩＧＣＣ工艺干气石油焦前言随着高标准清洁燃料的要求以及原油重质化、劣质化的发展趋势，全球对氢气的需求量迅速提高。据美国《油气杂志》统计，１９９９年全世界的加氢裂化、加氢精制、加氢处理能力是１９９０年的２．９４倍、１．５５倍和２．５７倍，而同期热加工、催化裂化处理能力增长只有１．０７倍和２．７１倍，１９９９年１月份加氢／脱碳能力比达到２．３４。１９９９年全世界制氢能力达到２８３８４．３万ｍ３／ｄ，是１９９０年的２．５倍左右，到２００２年，世界制氢能力又达３３６００万ｍ３／ｄ，比１９９９年又提高了１８％：２００２年我国氢气生产能力也在１９２０万ｍ３／ｄ以上，有近４０套装置相继投产运行。但与世界发达国家炼油工业相比，我国炼油加工能力还相当薄弱，除了工艺技术相对落后外，氢气资源也相当匮乏。发达国家炼油工业中的加氢工艺能力占原油加工能力的比例均在５０％以上，有的甚至高达９０％：相比之下，目前我国炼油企业中这个比例相对较低（约）３０％。因此。今后大力发展各类加氢工艺已成为我国炼油工业发展的必然趋势。从世界范围看，制氢装置的发展呈“六化”的特点：①公用工程化，氢气生产逐渐成为炼厂必不可少的系统；②大型及超大型化，制氢装置单套生产能力大都在１０万ｍ３／ｈ以上；⑨地域化，氢气产品以地域或市场为中心，并以管网形式分输至各用户：④多功能化，根据不同季节和市场的变化生产，除氢气外，还生产甲醇、液体ＣＱ等多种产品：⑤高度自动化，为满足高度可靠性和操作灵活性的要求，实行了高度自动化控制：⑥原料劣质化。值得注意的是前三项特点都标示着氢气正在向着独立并不可或缺的商品化发展的趋势。炼厂氢气来源主要有炼厂工艺副产氢气的回收、制氢装置产氢以及外购氢气３种。炼油厂对氢气需求越来越大，技术也不断发展，除催化重整装置副产回收氢气外，已经发展到水蒸气制氢，部分氧化制氢等等。现今许多大公司和科研机构已瞄准氢源作为他们的主攻方向，并将其作为能源来进行研发。１烃类水蒸气制氢１．１工艺技术我国炼厂制氢绝人多数采川轻烃水蒸气重整制氢，轻烃原料有轻石脑油、重整抽余油、液化／ｆｉ油气、加氢干气及蒸馏干气等，但多数炼厂采川７ｉ脑油制氢。烃类蒸汽转化催化剂的活性组分为镍，而其载体和助催化剂由丁催化剂的抗积炭机理不同而有很大差别。转化催化剂在使刚过程中极易中毒而丧火活性，这就对烃类原料提出较为严格的要求。根据目前国内催化剂的水平，一般要求转化原料的组成为：烯烃含量≤１％，芳烃≤１３％，轻油干点≤１８０℃，硫含量≤０．５ｕｇ／ｇ。据报道，对于高抗积炭性能的催化剂，干点可达到２４０℃。一般来说原料中Ｈ／Ｃ比越高，则氢气的收率越高。轻烃水蒸气重整制氢包括一系列化学反应。首先是轻烃水蒸气转化成合成气的反应，接着是合成气中一氧化碳和水蒸气经过高温变换、低温变换转变成氢气和二氧化碳的反应，再就是除去氢气中二氧化碳，一般有二种方法：化学方法和物理方法。化学方法使用化学试剂先把二氧化碳人部分脱除，然后再把氢气中微量的一氧化碳和二氧化碳和氢气进行甲烷化反应，达到分离提出目的。物理方法可以采用变压吸附方法、膜分离和深冷分离提纯氢气。其中变压吸附比较常用，所分离的氢气是物理分离方法中纯度最高的。轻烃水蒸气转化制氢装置的核心反应是转化反应，因此转化反应的温度、压力、水／碳比等参数的选择非常重要。由于转化反应是体积增大、吸热反应，因此从热力学平衡角度看，温度越高、压力越低转化越完全。但温度越高，原料的结焦倾向越大，对炉管的要求也越高；压力太低，使得出口氢气经压缩后才能供加氢装置使用。从能量利用的角度看，压力越高能量利用效率越好，因此随着炉管材质的改进，转化温度和压力都在提高。水／碳比的定义为加入的水蒸气分子与进料烃类原料中碳原子的比例。水碳比过小，则会发生原料的结焦反应；水碳比过大虽然对转化和后续的过程有利，但大量的过剩蒸汽使转化炉的热负荷增加，而且为使这些水蒸气冷却下来，除一部分可用低温热源外，其余必须采用空冷和水冷，从而使装置的能耗增加，因此要有适宜的水碳比。对制氢参数的选择，采用ＰＳＡ净化工艺，一般转化温度８２０℃，供氢压力２．４ＭＰａ，水碳比３．５（摩尔比）；采用化学净化工艺，转化温度选择８２０℃，供氢压力１．３ＭＰａ，水碳比４．５（摩尔比）。目前，以烃类水蒸气转化法所得氢气产品依然是最主要的氢气来源，其产量所占比例在９０９６以上。这种传统工艺近年来也有较大的技术进步，主要表现在以下几个方面：①预转化工艺的重新应用；②操作条件的强化，包括进一步降低Ｈｚ０／Ｃ比、提高炉进／出口温度、提高入炉燃烧空气的温度，从而进一步降低能耗；③多种催化剂性质的改进，特别是转化催化剂；④转化炉结构的改进；⑤转化炉管材质的提高；⑥采用先进控制手段，提高装置的安全可靠性；⑦变压吸附系统的改进，包括提高吸附剂性能、改善程控线的运转寿命等。１．２廉价增产氢气浅析利用炼油企业中廉价的炼厂气作为制氢原料，己成为制氢工艺的发展方向之一。结合我国廉价制氢１７０原料缺乏及炼厂实际情况，利朋延迟焦化和催化裂化干气制氢，是一个比较经济的办法。（１）延迟焦化装置干气制氢延迟焦化是我国大多数炼厂都拥有的一种廉价重质油加：Ｊ：装置，所产生的气体（收率约占７％～９％）中含有１０％左右的氢气、５０％左右的Ｃ出及２０％以上的Ｃ。、Ｃ。、Ｃ．烷烃等理想的制氢原料。利用延迟焦化装置所产气体制氢的＾Ｌ艺实践表明：①利用延迟焦化装置副产的焦化富气作为制氢原料与以轻油为原料相比，可大幅降低氢气成本，但须妥善处理焦化富气中的烯烃及有机硫等杂质。②采用焦化汽油吸收一焦化柴油再吸收一胺法脱硫一加氢一ＺｎＯ脱硫的焦化富气预处理流程，经工业运转证明技术上可行、经济上合理。⑨国内西北化工研究院开发的加氢催化剂ＪＴ―ＩＧ，在低压、低温、低氢油比的条件下具有较好的烯烃饱和及有机硫加氢转化能力，但还需在工业装置上对其进行长期考察和验证。（２）催化裂化干气制氢加氢干气和重整干气冈其产氢率高、精制过程简单早己广泛用作制氢原料，焦化气制氢工艺流程也在近年得到大力推广。但对部分炼厂来说，当前述几种炼厂气仍满足不了制氢原料需要时，来源更广泛的催化裂化干气便成为惟一可选择的廉价制氢原料。表１为几种可作制氢原料的炼厂气的组成比较。表１几种可作制氢原料的炼厂气的组成塑塞Ｈ：ｃｌＩ‘蛰堑銎毽王丝竺３２２０ｌＯＯ１４Ｏ１７Ｏ‘ＯＯＯＯ５～３０ｏ望錾堑鳖王墨至，ｓ３ｌ１６，７里丝王垫兰８６５２４４７曼９４Ｏ２７４Ｏｌ‘４７壁丝王墨兰１２８２堡丝型丝！鱼三３ｉ∞２玉６囊７３５毫＂ｌＩ３３ｃ：％岛Ｈ?ｃ，ＨＩＣ３Ｈ●链∞ＯＺ５３Ｏ４柚Ｌｔ１３２．ｌｎ∞ＯＩＯＱ６ｌＯ１，２１１４Ｏ２７ｑＨ柚ｑＨＩＣｊＨｎ２船ＯＱ２，Ｑ２７２铂ＯＯＯＩｌ，ｎ舛ＯＯＯＯ５～３０ｏＱ玎Ｏｎ３Ｏ２ｏＩ，～３０Ｉｏｏ～２００∞嘞ｏ：Ｎ：ｌＳ∞ｊ～３０Ｉ∞一瑚Ｈ：Ｓ疗挈接稍馐‘‘皤）．正％，～，Ｏｏ有熟馥’２鲤鞫减压煽油掺硪压稽油．往：懒辆为大庚．卡宸建减压蛞油；毪原料为Ｒ鹭姥油：翎辩为丈度石麓油埏续节篮油；ｑ原料为大庆、卡嘉站碳压渍油；嚎琢料为管表ｌ可见，催化裂化干气是一种较好的廉价制氢原料。国内在武汉石化等炼厂成功地利用催化裂化干气制氢工艺进行了工业试验，结果表明：①利用炼厂气作为制氢原料与以轻油为原料相比，可大幅降低氢气成本。作为炼厂气中来源最广泛的催化裂化干气制氢工业的开发成功，大大拓宽了炼厂气制氢的选择范围，在实现制氢成本廉价化方面开创了新的途径；②采用列管式和绝热加氢反应器串联的两段加氢流程，可以完全满足以催化裂化干气为原料制氢的净化要求，并适应原料变化的波动；③Ｔ一２０５／Ｇ一２０５／Ａ钛基加氢催化剂具有良好的低温活性，具有较好的烯烃饱和和有机硫加氢转化的能力，同时具有较强的抗甲烷化性能。１７ｌ炼厂制氧、废氧Ｉ口Ｉ收‘ｊ氧气管理学术交流会论文集２部分氧化法制氢随着制氢规模的增人及大然气或轻质烃类的短缺，近年米以减压渣油、减粘渣油、沥青，特别是石油焦或煤为原料的部分氧化法（ＰＯＸ）制氢上艺止日益受到重视，其优势是原料价格便宜、氢气成本低、对环境友好。Ｐ０ｘ工艺应用的主要限制是一ｆ艺过程需要大量纯氧，且气化操作过程较为苛刻而使一次投资很高（约为同规模烃类水蒸气转化法的３～３１５倍）。ＰＯＸ工艺的后续加一Ｉ：基本上可分为两种类型，一种是以发电为主（ＩＧＣＣ），同时生产部分氢气或合成气：另一种是以产氢或制取合成气为主，同时输出部分蒸汽和电力。欧美各国ＰＯＸ的后续工艺多属前者，而我国最近的发展多属后者。ＰＯＸ工艺目前拥有较多专利并有较多ｊ二业业绩者还属德十古和壳牌两家，双方各有特点。采用哪家技术，需要根据业土的需求和实际情况进行详细的评估后再抉择。我国炼油工业已具相当规模，其中延迟焦化装置加ｊ【总能力仅次于美国而居世界第二。如何利用好石油焦使之升值是今后我国炼油企业增加效益的主要课题。而采用部分氧化法制氢及汽电联产技术（ＰＯＸ―ＩＧＣＣ）处理石油焦是个较为理想的途径。２．１气化技术固体煤或石油焦，或煤和石油焦混合气化实质上是将固体燃料中的碳与不充分的氧气反应。与将Ｉ古ｌ体燃料中的化学能全部转变为热的完全氧化反应不同，部分氧化反应的目的是尽可能多地将固体燃料中的化学能转变为气化产品中的化学能，如一氧化碳、氢气和一些轻烃。因此，部分氧化反应仅需提供能维持实现热裂解和气化所需要的热即可。这需要提供合适的氧气量和蒸汽量，以便平衡反应所需的热量，同时应避免氢和碳的过氧化。目前可实现固体燃料气化的技术按进料方式分主要有移动床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术。（１）移动床气化技术在填充煤的气化炉内，氧和蒸汽从炉的底部向上流过煤层，与煤中的碳发生气化反应，气化后的煤逐渐向下流动，并转变为灰和渣从炉底排出。粗燃料气与原料煤在炉内逆向流动，在粗燃料气流过床层时，被进来的原料煤冷却，同时原料煤被干燥和脱去挥发分。因此，在气化过程中脱除易挥发组分意味着输出的燃料气含有大量的煤焦油成分和甲烷，故粗燃料气在出口处用水洗来除去焦油。这种气化技术的耗氧最低，冷煤气效率是各种气化技术中最高的。可达到９０％以上。移动床气化技术主要有鲁奇公司２０世纪３０年代开发的干法排灰气化炉和２０世纪７０年代开发的ＢＧＬ气化炉。前者床层底部温度保持低于灰熔点，煤灰以固体方式排出，后者的炉底温度足以使灰熔化，呈液态排出。移动床气化技术的主要特点是：①原料通常需制成一定的形状，如小球；②气化粗燃料气出气化炉温度在５００～６００℃之间；③同态或液态排渣；④冷煤气效率高；⑤停留时间长，需数小时。（２）流化床气化技术１７２炼』‘制氢、废氢回收与氢气管理学术交流会论义集在流化床内，州体悬浮在向上流动的气流中。在流化床气化炉内，用于部分氧化的气体流通常是空气而非纯氧。流化床气化炉的重要特点是不能让燃料灰过热，以致熔化粘结在一起。如果燃料颗粒结在一起，则流化床的流态化作用将停滞。空气作为氧化剂的作用是保持温度低于１０００℃。这也表明流化床气化炉更适用丁二较易于反应的Ｉ古ｌ体燃料。流化床气化炉在接近常压下操作，冈而比较适用丁较小的原料处理能力（如煤的处理能力约为２０ｔ／ｈ）。流化床气化技术的主要特点是：①进料固体为ｌＯ～４０ｍｍ的小球形；②气化温度８００～９００℃（合成气不需要高温冷却）：③吲体排灰或渣；④可以在炉内注入吸附剂；⑤效率较高；⑥停留时间为数分钟。（３）气流床气化技术在气流床气化炉内，经粉化的Ｉ司体燃料与氧化剂（纯氧或富氧空气）一起汇流，进行气化反应，反应温度较高，一般高于１０００℃。燃料在气化炉内的停留时间非常短，因此气化的固体燃料必须被均匀地粉化。目前运行及在建的大多数煤气化发电厂，均采用气流床气化技术。气流床气化技术主要有德士古、壳牌和鲁奇气化技术。其中德士古和壳牌气化炉在全世界已有１００台以上（包括以重油、天然气和煤、石油焦为原料）在运转。一般而言，移动床和流化床气化技术主要用于规模较小的气化装置，而规模较大的气化装置大多采用气流床气化技术。气流床气化技术的主要特点如下：①粉化进料（可以是干粉或水煤浆）；②气化温度为１４００～１５００℃，或更高；③高压（４１０～７１０ＭＰａ）操作；④液体排渣；⑤冷煤气效率较低；⑥停留时间数秒。壳牌气化技术包括两种炉型的气化炉：一种以煤为原料：另一种以重质石油产品（如石油焦、沥青渣油等）为原料，分别称为ＳＣＧＰ工艺和ＳＧＰ工艺。两种气化炉均采用余热回收流程。德士古气化炉包括激冷式流程和余热锅炉式高温能量回收流程两种，原料范围与壳牌基本相同。需指出的是壳牌和德士古在原料的制备和输送技术上有着很大的不同。前者将原料制成千粉，采用气体输送，后者将原料制成水煤浆，用泵输送。两种不同的输送方式在很大程度上决定了两种气化技术的合成气精制方案和最终气化性能指标的不同。２．２石油焦气化技术产氢浅析（１）石油焦的特性与煤相比，高硫焦的灰分很少，挥发分也不多，但固定炭含量则高达８７％～８８％（见表２）。表２石油焦成分分析】贾日石ｉｌＩｌ缘耀攥次．瞎煤羽定安ｓ７～８０５ｉ霉４３．１９％挥发分６～１２３２９Ｑ葳分５～Ｌ６ｔ２ｓ，７农舒１６～７ｌ１ｌｌ７５６ｃＨｊ王９～工１６５～６Ｏｎ６＾ｎ９ＪＬＮ１１～ｔ５６ｓ２８＾４，，Ｑ５～ｉ‘强３～９【Ｑ舫～”ｉ，吨２Ｌ２～Ｉ．７３２凹石油焦的热值为３３０００～３６０００ｋＪ／ｋｇ，远比煤２４０００ｋＪ／ｋｇ左右的热值高，所以是很有价值的燃料。包含各类专业文献、生活休闲娱乐、幼儿教育、小学教育、中学教育、专业论文、应用写作文书、文学作品欣赏、90炼厂制氢技术等内容。　
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