炼厂干气制氢工艺流程介绍
制氢工艺简介PPT课件
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四、中温变换
原料经转化生成的产品气中含有11-12% 的CO,为了尽可能多的产氢气以节约原料消 耗和减少PSA系统进料的杂质,这就要使转 化气中的CO继续于与汽反应生成H2与CO2 。这就是变换反应,反应机理为:
CO+H2O→CO2+H2
五、变压吸附(PSA)
从中变气第四分液罐出来的气大部分为氢气约74%, 另外还含有近5%的甲烷,3%的一氧化碳和18%的二氧化 碳,其中甲烷和一氧化碳都含有很高的热值,而且一氧化 碳和二氧化碳是加氢装置的毒物,PSA单元的任务就是把 这些毒物除去,得到99.9%以上的高纯氢,而杂质气体甲烷 、一氧化碳和二氧化碳则作为PSA尾气为送至转化炉全部 做燃料。
预硫化是指在一定氢浓度下,利用硫化剂与氢 气反应生成的H2S,在一定温度下与催化剂中氧化 态的活性组分反应,生成具有高活性的金属硫化物 的过程。通常使用的硫化物为DMDS或CS2。
脱硫脱氯剂
本装置脱氯剂是以Al2O3或活性碳为载体,Na 、Ca、Zn、Cu等金属氧化物为活性组分,其脱氯 机理与脱硫机理相同,都是化学吸收型吸附剂。脱 氯剂、脱硫剂中的活性组分随化学吸附反应的进行 ,其有效活性组分会降低,最终达到在工业条件下 的饱和而使催化剂失去活性。因此催化剂需要及时 的更换,以免催化剂达到饱和硫容而失去吸附作用 后引起第二床层的硫穿透。
第五节 制氢催化剂及吸附剂
制氢装置催化剂种类繁多,分别有加氢精制催 化剂、脱硫脱氯催化剂、转化催化剂、中变催化剂 ,另外PSA区有5种吸附剂。
加氢催化剂主要活性组分为CoO及MoO3,双 功能加氢催化剂还含有NiO,而氧化态的Co、Mo、 NiO加氢活性非常低,为了达到要正常生产的目的 ,延长催化剂使用寿命及初活性的发挥,需对新鲜 催化剂进行预备硫化,使之变成具有较高活性的硫 化态的金属硫化物。
制氢装置工艺流程
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制氢装置工艺流程制氢装置是一种用于生产氢气的设备,通常用于工业生产中。
氢气是一种重要的工业原料,广泛应用于化工、石油、冶金等行业。
制氢装置的工艺流程通常包括原料准备、氢气生产、氢气纯化和氢气储存等步骤。
下面将详细介绍制氢装置的工艺流程。
1. 原料准备制氢装置的原料通常是水或天然气。
如果使用水作为原料,首先需要将水进行预处理,去除其中的杂质和溶解气体。
如果使用天然气作为原料,首先需要将天然气进行脱硫和脱水处理,以确保原料气体的纯度和稳定性。
2. 氢气生产氢气生产通常采用蒸汽重整、部分氧化、水煤气变换等工艺。
其中,蒸汽重整是最常用的生产氢气的方法。
在蒸汽重整工艺中,将预处理后的原料与蒸汽混合,然后通过催化剂在高温高压下进行反应,生成氢气和二氧化碳。
这是一种高效的氢气生产方法,能够获得高纯度的氢气。
3. 氢气纯化生产出的氢气中通常还会含有少量的杂质气体,如二氧化碳、一氧化碳等。
为了提高氢气的纯度,需要对氢气进行纯化处理。
氢气纯化通常采用吸附剂吸附、膜分离、压力摩擦等方法,将杂质气体从氢气中分离出来,从而获得高纯度的氢气。
4. 氢气储存生产出的高纯度氢气需要进行储存,以备后续使用。
氢气储存通常采用压缩氢气储罐或液态氢储罐。
压缩氢气储罐适用于小规模的氢气储存,液态氢储罐适用于大规模的氢气储存。
在储存过程中,需要注意氢气的安全性和稳定性,避免发生泄漏和爆炸等意外情况。
以上就是制氢装置的工艺流程。
通过原料准备、氢气生产、氢气纯化和氢气储存等步骤,可以高效地生产出高纯度的氢气,满足工业生产中对氢气的需求。
制氢装置的工艺流程在实际应用中需要严格控制各个环节的操作参数,确保氢气的质量和生产效率。
同时,也需要重视氢气的安全性,采取有效的安全措施,确保生产过程中不发生意外事故。
制氢装置的工艺流程在工业生产中发挥着重要作用,为各行业提供了稳定可靠的氢气供应。
10000Nm3干气制氢2007.05
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10000Nm3/h制氢装置一、概述********有限公司焦化装置配套建设60万吨/年加氢装置,因此需要配套建设制氢装置以供给加氢装置工业新氢。
(一)装置组成本装置由造气和中变气PSA两个单元组成。
投资约4654万元。
(二)装置规模根据全厂总流程安排,新建制氢装置的公称规模为10000Nm3/h工业氢。
装置年操作时数8000小时。
(三)工艺技术路线造气单元的工艺技术方案采用轻烃蒸汽转化技术;中变气PSA单元工艺方案采用变压吸附(PSA)净化技术。
造气单元主要包括:原料气压缩、脱硫、蒸汽转化和一氧化碳变换等。
(四)主要设备概况见表4-3-1。
表4-3-1主要设备概况表注:以上台数不含压缩机组配套设备。
(五)占地面积装置占地4620m2。
(六)装置定员本装置按四班三倒,共计16人,其中班长4人,操作人员12人。
二、原料及产品性质(一)原料性质焦化干气的规格进装置温度:40℃进装置压力:0.6MPa(G)。
表4-3-2原料性质表(二)产品方案产品-工业氢规格出装置温度:40℃出装置压力:2.0MPa(G)表4-3-3产品组成表三、装置物料平衡表4-3-3物料平衡表四、工艺技术方案(一)工艺方案选择以轻烃为原料制取工业氢,国内外均认为蒸汽转化法为最佳方案。
大型合成氨厂以及炼油厂的制氢装置,其造气工艺大多为水蒸气转化法。
该工艺技术具有投资省、能耗低、操作可靠性、灵活性高等优点,经过多年的生产实践,目前已积累了许多成功的工程设计及操作经验。
因此制氢装置造气单元拟采用蒸汽转化技术。
国内外蒸汽转化制氢装置的净化工艺主要可分为两种流程,即化学净化法(常规净化法)和变压吸附净化法(PSA净化法)。
两种流程在国内均已有成功的操作经验,两种净化方法的选择主要取决于原料和燃料价格及技术经济比较结果。
由于造气单元采用价格较低而且产氢量高的焦化干气为原料,因此采用PSA净化法的氢气成本要比采用化学净化法的氢气成本低。
而且采用PSA净化法制氢装置还具有流程简单,便于生产管理,产品氢纯度高(PSA净化法生产的工业氢纯度大于99.99%)等特点,有利于减少加氢装置的投资和消耗。
制氢操作规程(终稿)
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第一章概述1.1主题内容本规程介绍了焦化干气(轻油)制氢装置的工艺原理、工艺流程、化工原材料及耗量指标、装置开停工操作法、岗位操作法、主要仪表及性能、事故及处理、安全环保规程等。
1.2适用范围本规程适用于焦化干气(轻油)制氢装置操作及相关管理依据。
1.3引用标准Q/JSH G1102.01-2003《工艺技术操作规程管理标准》1.4工艺原理概述焦化脱后干气经碱、水洗使气体中硫含量≤300 ug/g后与氢气(开工时用系统氢气,开工正常后用自产氢气)混合(混合比例为干气中氢浓度不低于10%),经干气压缩机升压至2.7Mpa(g),经开工加热炉加热至180~280℃(视反-101床层温升情况而定)进入绝热加氢反应器(催化剂:JT-4/JT-1G)进行烯烃饱和和有机硫转化,将原料气中烯烃含量降至1.0%(V)以下,进入ZnO反应器(脱硫剂:T-305;脱氯剂JX-5A)进行脱硫脱氯,将原料气中硫含量、氯含量均降至0.5 ug/g以下。
脱硫脱氯后的原料气与水蒸气按水碳比(mol/mol)不低于5:1进行混合,将原料预热至500℃后进入转化工序。
原料气与水蒸气混合物在转化催化剂(Z417/418,T:800℃,P:2.0MPa)的作用下发生转化反应,生成H2、CO、CO2及部分残余CH4的转化气,经中压蒸汽发生器换热产生2.5MPa水蒸汽,温度降至360℃后进入中温变换工序。
转化气中的CO在中变催化剂(催化剂B110-2,T≯440℃,P:1.8MPa)的作用下与水蒸汽发生变换反应生成H2、CO2,将中变气中的CO降至3.0%(V)以下,再在低变催化剂(催化剂B202, T≯230℃,P:1.6MPa)的作用下发生同上反应,将低变气中的CO降至0.3%(V)以内,低变气经过一系列的换热分水后进入脱碳工序。
在脱碳塔内,低变气先与再生度较差的脱碳半贫液逆向接触,脱去大部分CO2,然后再与再生度较好的贫液接触将CO2含量降至1.0%(V)以下进入甲烷化工序。
石油焦制氢的工艺流程
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石油焦制氢的工艺流程
1.原料准备:石油焦作为原料需要进行破碎、筛分等处理,以确保其粒径符合反应器要求。
2. 焦炉干燥:将石油焦送入炉内,在高温下进行干燥处理,以去除水分和其他杂质。
3. 焦炉加热:将干燥后的石油焦送入焦炉内,加热至高温,使其产生热解反应,产生大量的氢气。
4. 氢气分离:将产生的氢气经过分离处理,使其纯度达到要求,用于后续的应用。
5. 余热回收:在石油焦制氢过程中,产生了大量的余热,可以通过余热回收装置进行回收利用,提高能源利用效率。
总体来说,石油焦制氢的工艺流程比较简单,但是需要严格控制各个环节的参数,以保证氢气的质量和产量。
同时,还需要考虑能源的利用效率和环保问题,采取合理的措施进行能源回收和污染治理。
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干气制氢
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干气制氢1.工艺原理以催化干气为原料(轻石脑油为临时备用原料),采用加氢技术将原料中的烯烃饱和为烷烃,并将有机硫、有机氯等杂质转化为无机硫、无机氯,再通过脱氯、脱硫反应器脱除HCl和H2S,使精制后的气体硫含量小于0.5ppm,氯含量小于1ppm,烯烃含量小于0.1%(v)。
精制后的原料采用水蒸汽转化工艺将烃类转化为H2、CO、CO2,转化气中的CO采用中温变换,使其反应生成H2和CO2,变换气中的残余CO、CO2和CH4等杂质,采用变压吸附(PSA)的净化技术进行清除,从而得到纯度为99.9%(v)、CO+CO2<20ppm的产品氢气1.1干气(轻烃)蒸汽转化法制氢过程分为原料的净化,烃蒸汽转化,CO中温变换等工艺。
1.1.1原料净化时原料气在一定的温度、氢气压力和空速条件下,借助加氢催化剂作用,把原料气中硫化物、氯化物脱出,使原料气含硫流量降至0.2ppm,含氯量降直1ppm,以保护好后续催化剂的正常运行。
1.1.2当烃类蒸汽转化的精制原料气在一定压力、温度、空速、水碳比和催化剂作用下,烃和蒸汽进行反应,转化成气体氢和一氧化碳,同时伴生CO2和少量的残余CH4。
1.1.3转化气进行中温变换在一定的温、压力、空速、水气比和催化剂作用下,将CO与水反应生成氢气和CO2。
2.制氢的化学反应机理2.1原料烃中的硫化物以多种形态存在,一般分为无机硫化物和有机硫化物,有机硫化物不能在氧化锌脱硫剂上直接反应被脱除,必须经加氢生成无机硫化物方可被氧化锌脱硫及吸附脱除,有机硫化物在原料中一般由硫醇、硫醚、二硫化物和环状硫化物等,原料气中的硫化物绝大部分是有机硫化物。
加氢过程同样是有机氯转变为无机氯,采用高活性的金属氧化物为活性组分,脱氯剂与氯化氢反应,被固定载体上,达到脱出氯化物目的。
硫醇加氢:R-SH+H2=RH+H2S硫醚加氢:R-S-R’+H2=RH+R’H+H2S噻吩加氢:C4H4S+4H4=C4H10+H2S二硫化碳加氢:CS2+H2=CH4+H2S氧化锌脱硫:H2S+ZnS+H2O2.2烃类的蒸汽转化是将烃类与蒸汽转化为H2和CO少量残余CH4CH4+H2O=CO+H2CO+H2O=CO2+H22.3 CO中温变换是将转化气中的CO与水蒸气继续反应生成CO2和氢气。
制氢装置工艺流程说明
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制氢装置工艺流程说明1.1 膜分离系统膜分离单元主要由原料气预处理和膜分离两部分组成。
混合加氢干气经干气压缩机升压至 3.4MPa,升温至110℃,首先进入冷却器(E-102)冷却至45℃左右,然后进入预处理系统,预处理系统由旋风分离器(V-101)、前置过滤器(F-101AB)、精密过滤器(F-102AB)和加热器(E-101)组成。
预处理的目的是除去原料气中可能含有的液态烃和水,以及固体颗粒,从而得到清洁的饱和气体,为防止饱和气体在膜表面凝结,在进入膜分离器前,先进入加热器(E-101)加热到80℃左右,使其远离露点。
经过预处理的气体直接进入膜分离器(M-101),膜分离器将氢气与其他气体分离,从而实现提纯氢气的目的。
每个膜分离器外形类似一管壳式热交换器,膜分离器壳内由数千根中空纤维膜丝填充,类似于管束。
原料气从上端侧面进入膜分离器。
由于各种气体组分在透过中空纤维膜时的溶解度和扩散系数不同,导致不同气体在膜中的相对渗透速率不同,在原料气的各组分中氢气的相对渗透速率最快,从而可将氢气分离提纯。
在原料气沿膜分离器长度方向流动时,更多的氢气进入中空纤维。
在中空纤维芯侧得到94%的富氢产品,称为渗透气,压力为1.3 MPa(G),该气体经产品冷却器(E-103)冷却到40℃后进入氢气管网。
没有透过中空纤维膜的贫氢气体在壳侧富集,称为尾气,尾气进入制氢下工序。
本单元设有联锁导流阀(HV-103)和联锁放空阀(HV-104),当紧急停车时,膜前切断阀(HV-101)关闭,保护膜分离器,同时HV-103和HV-104自动打开,保证原料气通过HV-103直接进入制氢装置,确保制氢装置连续生产;通过HV-104的分流,可以保证通过HV-103进入制氢装置的气体流量不至于波动过大,使制氢装置平稳运行。
1.2 脱硫系统本制氢装置原料共有三种:轻石脑油、焦化干气、加氢干气(渣油加氢干气、柴油加氢脱硫净化气、加氢裂化干气)。
炼厂制氢工艺原理方案
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2 4 变 换 催 化 剂
2.4 变换催化剂
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研究表明,氯比硫的毒害严重,氯离子来自蒸汽和 原料气,对低变催化剂的毒害是与Cu、ZnO生成了 Cu7Cl4(OH)10(H20) 、 ZnCl2·4Zn(OH)2 等 组 成 的 低 熔
(3)轻烃水蒸汽转化法
• 合适的反应条件为:温度800~900℃,反应压力 1.5----3.0MPa,水蒸汽与原料气摩尔比2.5---6。所得转化反应气体的组成为:甲烷3—8%(V), 一氧化碳7%-8%,二氧化碳10%-15%,氢气70 %左右,采用催化剂(一般为镍催化剂),该催化 剂一般含15%—25%的NiO,以硅酸铝为载体。 在反应前将NiO还原为金属镍。对原料中砷含量 有严格的限制,以免使催化剂中毒失活。当原料 较重时,如重于石脑油,则往往采用非镍催化剂, 如锶、铝及钙的氧化物,有助于改善结构及抗硅 性能。
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2 5 甲 烷 化 催 化 剂
2.5甲烷化催化剂
• 砷是永久性毒物,催化剂中砷含量达到 0.1%时便严重失活。甲烷化催化剂在 150℃以下操作时,活性镍与一氧化碳会 反应生成羰基镍Ni(CO)4,这是对人剧毒 的挥发物,还造成催化剂中镍的流失, 严重降低活性。因此,在床层降温至 150℃以下时不能再通工艺气,应改用氮、 氢气。
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2 • 制氢工艺过程中广泛采用加氢转化催化 、 剂、氧化锌脱硫剂、烃类蒸汽转化催化
制 剂、中温变换催化剂、低温变换催化剂
氢 和甲烷化催化剂。硫、氯、砷、磷、重
炼厂制氢相关资料
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氢气作为石化工业一种改善产品质量的重要原料,随着石化工业“环境友好”战略的实施及市场对油品质量要求的不断提高加氢工业得到越来越广泛的应用,氢气需求量随之增加。
目前,各种矿物质制氢是主要的制氢方法,包括以煤、石油和天然气为原料的制氢技术。
国内外制氢装置大多采用烃类水蒸气重整工艺,所用原料大多为天然气、石脑油等。
近年来,由于对轻油需求增加,石脑油等轻油价格上涨幅度很高,以石脑油为原料的制氢装置成本增高。
因此,用廉价的炼厂排气部分或全部取代石脑油以制取氢气,既可降低制氢成本,也是合理利用炼厂气行之有效的途径之一。
1炼厂气制氢方法炼厂气的主要来源有:常减压装置的不凝气、催化裂化装置干气、重整装置干气、以及焦化干气。
由于炼厂气来源复杂,成分也各不相同。
对于氢气含量较高的炼厂排气,如加氢脱烷基废气、催化重整废气、加氢脱硫废气、催化裂化废气和加氢处理废气等(上述气体组成见表1),可以采用冷冻法、膜分离法、变压吸附工艺将其中的氢气直接分离回收。
有些炼厂气还可以直接用作制氢装置的原料,但并非所有的炼厂气都可直接用于制氢装置作原料。
这是因为,某些烯烃含量高的炼厂气,如果不除去烯烃或不饱和成烷烃,必然使转化催化剂严重结碳。
如果直接通过加氢反应器将烯烃转化为烷烃,则又会由于剧烈的反应热使加氢反应器严重超温,使制氢装置无法生产。
因此加氢裂化干气由于没有烯烃是理想的制氢原料,焦化干气在经过脱硫和加氢饱和处理后也可作制氢原料。
而对于催化、重催干气由于烯烃含量高,而且含氧,做制氢原料难度极大。
2.1直接回收法氢气含量相对较高的炼油厂废气有:加氢脱烷基废气、催化重整废气、加氢脱硫废气、催化裂化废气和加氢处理废气,这些废气的组成见表1\[1]。
适用直接回收法的炼厂气含氢量典型的为50~90%,极少数低至10%。
通常采用以下三种工艺来回收炼厂气中的氢气:变压吸附法(PSA):变压吸附工艺(PSA)是一种不需要热量就可脱出产品中化合物的方法。
炼厂干气作为制氢原料的技术探讨与工业应用
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炼厂干气作为制氢原料的技术探讨与工业应用彭成华(北京海顺德钛催化剂有限公司北京100176)摘要:对炼厂干气作为制氢装置原料的可行性进行了分析,针对焦化干气和催化干气作为制氢原料中存在有机硫和烯烃等问题提出了不同加氢处理工艺以及与此相配套的低温性能良好的加氢催化剂。
工业运转数据表明,北京海顺德钛催化剂有限公司研发的新一代加氢催化剂T205A-1/T205,具有初活性温度低、烯烃饱和性能好、抗结炭性能好等优点,可以很好的处理焦化干气和/或催化干气,使之满足水蒸气转化催化剂对原料的要求。
关键词:制氢原料炼厂干气加氢精制工业应用1.前言随着世界石油资源重质化、劣质化趋势的加剧以及各项环保法规的日益严格,加氢技术在原油二次加工过程中的应用日益广泛,相应的氢气需求也迅速增加。
而在加氢装置的加工成本中,氢气成本约占50%,因此降低加氢成本,提供更多廉价的氢气已经成为发展加氢技术,提高炼油企业综合经济效益的关键。
目前,蒸汽转化制氢工艺由于其技术可靠、流程简单、投资低廉、操作简便,而在制氢装置中占主导地位。
对此工艺来讲,原料消耗在制氢成本中占有很大比例,因此如何选用合适的原料以降低氢气生产成本,成了制氢装置首要考虑的问题。
本文探讨了炼油企业中常常作为燃料用的低廉的炼厂干气作为制氢原料的可行性,并列举了相应的工业运转实例。
2.炼厂干气作为制氢原料的技术探讨2.1炼厂干气性质比较与分析炼厂干气是指原油加工过程中副产的各种尾气,包括催化裂化干气、焦化干气、催化重整气、热裂解气、高压加氢裂化尾气等。
各种炼厂干气的组成变化较大,表1列出了炼厂干气的典型性质。
从表1数据可以看出,加氢裂化干气、加氢精制干气和重整干气基本不含有机硫和烯烃,经过湿法脱硫后硫化氢的含量一般也小于20μg·g-1,是制氢的良好原料。
焦化干气和催化裂化干气中烯烃和有机硫的含量较高,必须经过加氢处理,降低烯烃和硫含量,才能作为制氢装置的原料。
工业氢气制取方法
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工业氢气制取方法工业氢气是一种重要的工业气体,在日常生产领域得到广泛应用。
通过不同的制取方法,可得到高品质、高纯度的氢气,可以满足不同场合的需求。
以下是关于工业氢气制取方法的10条详细描述。
1. 碳水化合物化学反应法碳水化合物化学反应法是制备工业氢气的一种常见方法。
该方法的主要原理是将碳水化合物与气体或蒸汽反应,产生氢气和其他化合物。
常用的反应物包括煤、天然气、石油和生物质等。
这种方法可以生产大量的氢气,但同时也会产生一些副产品,如一氧化碳和二氧化碳等。
2. 电解水法电解水法是制备高纯度的氢气的一种常见方法。
该方法的原理是将水分子分解成氢气和氧气,用电极将氢气和氧气分离。
这种方法可以得到高品质、高纯度的氢气,但需要消耗大量的电能,成本较高。
3. 氨水解法氨水解法是一种常见的工业氢气制取方法。
该方法的原理是将氨气与水反应,产生氢气和氮气。
此方法生产效率高、成本低,而且可以同时回收氨气,减少资源浪费。
4. 烃类蒸气重整法烃类蒸气重整法是一种高效的工业氢气制取方法,通过烷烃等碳氢化合物的重整反应,将烃类蒸汽转化为氢气和二氧化碳。
该方法制氢效率高,并且可以同时产生高纯度的一氧化碳和二氧化碳等化学品。
5. 液化石油气蒸气重整法液化石油气蒸气重整法是一种类似于烃类蒸气重整法的制氢方法,主要通过液化石油气的重整反应来制取氢气。
这种方法可以生产高纯度、高品质的氢气,并且可以回收产生的碳气化产物。
6. 煤气化法煤气化法是一种将煤炭转化为氢气和一些有用的化学品的方法。
该方法基于煤的生物化学反应和热化学反应,产生氢气、一氧化碳、二氧化碳和其他气体。
这种方法可以充分利用煤炭资源,但同时会产生大量的废气和废水等污染物。
7. 赤泥水解法赤泥水解法是一种环保的工业氢气制取方法。
该方法基于氧化铝生产过程中产生的赤泥,通过水解反应产生氢气和其他化学物质。
这种方法可以同时回收废料,减少环境污染。
8. 化学还原法化学还原法是一种通过化学反应产生氢气的方法。
2.5万吨制氢操作规程概论
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1.工艺流程简述1.1 原料气压缩部分来自装置外的焦化干气和催化干气进入原料气缓冲罐(V1001),缓冲后经原料气压缩机(C1001A/B)升压后进入原料气第一预热器(E1008)、原料气第二预热器(E1009)进行预热至 220~250℃左右,进入加氢脱硫部分。
来自装置外的轻石脑油或拔头油进入原料油缓冲罐(V1015),经原料油泵(P1001A/B)升压后与循环氢混合进入原料预热器(E1008、E1009),预热至 380℃进入脱硫部分。
来自界区外的高压丙烷与循环氢混合进入原料预热器(E1008、E1009),预热至380℃进入脱硫部分。
催化干气、焦化干气、丙烷、拔头油和轻石脑油既可单独使用,也可混合使用。
原料第二预热器出口温度根据原料气中的烯烃含量来调整预热器出口温度,控制脱硫反应器进口温度在 380℃即可,同时绝热加氢反应器不能超温(单独使用焦化干气时原料预热炉出口温度控制在 220℃左右,单独使用催化干气时原料预热炉出口温度控制在 250℃左右,单独使用饱和轻石脑油或拔头油或丙烷时原料第二预热器出口温度控制在 380℃左右)。
1.2 烯烃饱和以及脱硫部分如果进入脱硫部分的原料气是催化干气,则首先进入等温加氢反应器(R1004),在加氢催化剂的作用下发生反应,使烯烃饱和、有机硫转化为无机硫,使原料气中的大部分不饱和的烯烃加氢饱和,控制出口温度约 270℃,然后 R1004 出口气体和 R1004部分旁路原料气一起进入绝热加氢反应器(R1001),继续使烯烃饱和和将有机硫转化为无机硫,然后再进入氧化锌脱硫反应器(R1002A/B)脱氯段脱除原料中的氯,最后进入氧化锌脱硫段,在此氧化锌与硫化氢发生脱硫反应。
精制后的气体中硫含量小于 0.2PPM,烯烃小于 1%(V)、氯小于 0.2PPM 进入转化部分。
如果进入脱硫部分的原料气是焦化干气或轻石脑油,先进入绝热加氢反应器(R1001),先在加氢催化剂的作用下发生反应,使烯烃饱和、有机硫转化为无机硫,然后再进入氧化锌脱硫反应器(R1002A/B)脱氯段脱除原料中的氯,最后进入氧化锌脱硫段,在此氧化锌与硫化氢发生脱硫反应。
工业制取氢气的方法
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工业制取氢气的方法工业制取氢气的方法有多种,包括化石燃料蒸汽重整法、煤气化法、电解水法、光电化学法等。
下面我将针对这些方法进行详细介绍。
化石燃料蒸汽重整法是目前工业制取氢气的主要方法之一。
该方法通常使用天然气或石油为原料,经过一系列的化学反应和分离纯化步骤来生成氢气。
首先,通过蒸汽重整反应,将天然气或石油中的碳氢化合物转化为氢气和二氧化碳。
然后,通过吸附、膜分离等技术,将氢气和二氧化碳进行分离,得到纯净的氢气。
这种方法具有原料丰富、工艺成熟的优势,但是也存在二氧化碳排放和能源消耗等问题。
煤气化法是另一种常用的工业制取氢气方法。
该方法首先将煤通过高温和高压条件下进行气化反应,产生一氧化碳和氢气等气体。
然后,通过一系列的净化和分离步骤,将氢气从其他气体中提取出来。
煤气化法的优势在于原料广泛,不仅可以利用煤,还可以利用生物质和废物等资源,但是其劣势是工艺复杂,存在废气和固体废弃物的处理难题。
电解水法是一种通过电流将水分解为氢气和氧气的方法。
电解水法原理简单,操作方便,并且产生氢气的纯度较高。
该方法需要使用电解槽,槽内通过水溶液通入电流,经过一系列的氧化还原反应,水分解为氢气和氧气。
电解水法的优势在于原料水源广泛且可再生,而且产生的氢气纯度高,但是其劣势在于能源消耗较大,电解过程相对较慢。
光电化学法是一种可以利用太阳能将水分解为氢气和氧气的方法。
该方法通过将光能转化为电能,进而促使水分子中的氢离子和电子分离,生成氢气和氧气。
光电化学法的优势是可以利用可再生的太阳能进行氢气生产,而且在操作过程中还可以降低温室气体的排放。
然而,该方法的劣势在于技术还不成熟,效率相对较低。
除了上述几种方法,还有许多其他工业制取氢气的方法,如生物法、热化学法等。
生物法是利用微生物的代谢产生氢气,热化学法是通过热反应来制取氢气。
这些方法在实际生产中还存在一些技术难题,需要进一步的研发和改进。
在工业制取氢气的过程中,选择合适的方法取决于多个因素,包括原料资源、能源消耗、环境影响等。
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干气制氢工艺流程
(一)造气单元
1、进料系统
来自装置外的焦化干气进入原料气缓冲罐,经原料气压缩机压缩至3.2MPa(G)后进入原料气脱硫部分。
2、脱硫部分
进入脱硫部分的原料气经原料气-中变气换热器或开工加热炉(开工时用)升温到230℃左右进入加氢反应器,在其中原料中的不饱和烃通过加氢转化为饱和烃类,床层温度升至380℃左右,此外通过加氢反应,原料中的有机硫转化为无机硫,然后进入氧化锌脱硫反应器脱除硫化氢和氯化氢。
经过精制后的气体总硫含量小于0.5PPm,氯化氢含量小于1 PPm,进入转化部分。
3、转化部分
精制后的原料气按水碳比3.5与自产的3.5MPa水蒸汽混合,再经转化炉对流段予热至500℃,进入转化炉辐射段。
在催化剂的作用下,发生复杂的水蒸汽转化反应。
整个反应过程是吸热的,所需热量由分布在转化炉顶部的气体燃料烧嘴提供,出转化炉840℃高温转化气经转化气蒸汽发生器换热后,温度降至360℃,进入中温变换部分。
4、变换部分
来自转化气蒸汽发生器约360℃的转化气进入中温变换反应器,在催化剂的作用下发生变换反应,将变换气中CO含量降至3%左右。
中变气经原料气-中变气换热器、中变气蒸汽发生器、中变气-脱氧水换热器、中变气-除盐水换热器进行热交换回收大部分余热后,再经中变气空冷器冷却至40℃,并经分水后进入中变气PSA单元。
5、热回收及产汽系统
来自装置外的脱盐水与来自酸性水气提塔的净化水混合并经中变气-除盐水换热器预热后进入除氧器。
除氧水经锅炉给水泵升压后,再经中变气-脱氧水换热器预热后进入中压汽包。
锅炉水通过自然循环的方式分别经过转化炉对流段的产汽段及转化气蒸汽发生器产生中压蒸汽。
所产生的中压蒸汽在转化炉对流段蒸汽过热段过热至440℃离开汽包。
一部分蒸汽作为工艺蒸汽使用;另一部分进入全厂中压蒸汽管网。
(二)中变气PSA单元
来自造气单元压力约2.1MPa(G)、温度40℃中变气进入界区后,自塔底进入吸附塔中正处于吸附工况的塔(始终同时有两台),在其中多种吸附剂的依次选择吸附下,一次性除去氢以外的几乎所有杂质,获得纯度大于99.9 的产品氢气,经压力调节系统稳压后送出装置。
当吸附剂吸附饱和后,通过程控阀门切换至其它塔吸附,吸附饱和的塔则转入再生过程。
在再生过程中,吸附塔首先经过连续四次均压降压过程尽量回收塔内死空间氢气,然后通过顺放步序将剩余的大部分氢气放入顺放气罐(用作以后冲洗步序的冲洗气源),再通过逆放和冲洗两个步序使被吸附杂质解吸出来。
逆放解吸气进入解吸气缓冲罐,冲洗解吸气进入解吸气缓冲罐,然后经调节阀调节混合后稳定地送往造气单元的转化炉作为燃料气。