以催化干气的制氢工艺特点
光催化法制氢原理
光催化法制氢原理一、前言随着人们对环境保护的重视和对可再生能源的需求增加，制氢技术成为了研究的热点。
光催化法制氢是一种新型的制氢技术，具有高效、环保等优点，在能源领域有广泛应用。
本文将详细介绍光催化法制氢的原理。
二、光催化法制氢概述光催化法制氢是利用半导体材料吸收太阳能，产生电子-空穴对，并通过半导体表面上存在的催化剂将水分子中的电子和质子还原，从而产生氢气。
该方法具有高效、环保等优点，在可再生能源领域具有广泛应用。
三、半导体材料吸收太阳能半导体材料是实现光催化法制氢的关键。
在太阳辐射下，半导体材料可以吸收到光子，并将其转换为电子-空穴对。
其中，电子和空穴都具有一定的自由度，在外界作用下可以运动起来。
四、电子和质子还原在吸收到太阳能后，半导体材料会产生电子-空穴对。
电子和空穴会在半导体表面上存在的催化剂的作用下被分离，电子会还原水分子中的质子，产生氢气，而空穴则会氧化水分子中的电子，产生氧气。
五、半导体材料和催化剂的选择在光催化法制氢中，半导体材料和催化剂的选择是非常重要的。
一般来说，半导体材料需要具有高吸收率、高载流子迁移率、高稳定性等特点。
常见的半导体材料有TiO2、ZnO等。
催化剂是加速还原反应发生的关键。
常见的催化剂有Pt、Ni等金属，它们可以在半导体表面上吸附水分子，并促进电子和质子之间的转移。
六、光照条件和反应温度光照条件和反应温度也是影响光催化法制氢效果的重要因素。
一般来说，在较强的阳光下效果更好。
同时，在适当范围内提高反应温度也可以提高制氢效率。
七、总结光催化法制氢是一种新型且具有广泛应用前景的制氢技术。
通过半导体材料吸收太阳能，产生电子-空穴对，并通过催化剂促进还原反应，从而产生氢气。
在实践中，半导体材料和催化剂的选择、光照条件和反应温度等因素都会影响制氢效率。
催化裂化干气作为制氢原料的研究及工业应用
气 中 大 量 烯 烃 和有 机 硫 化 物 ， 化 后 的 气 体 作 为 制 氢 原 料 可 大 大 降 低 氢 气 成 本 。该 技 术 在 武 汉 石 净 油 化 工 厂 工 业 应 用 的 结 果 表 明 ， 用 催 化 裂 化 干 气 制 氢 的 工 艺技 术 开 发 是 成 功 的 。 利
维普资讯
２０ ０ ２年 ９月
石 油 炼 制 与 化 工 Ｐ ＴＲ Ｅ Ｅ ＯＬ ＵＭ Ｒ Ｅ ＳＮＧ Ａ Ｅ ＯＣ Ｐ ＯＣ Ｓ Ｉ ＮＤ Ｐ ＴＲ ＨＥ Ｃ Ｓ ＭＩ ＡＬ
第３ ３卷 第 ９期
催 化 裂 化 干 气 作 为 制 氢 原 料 的研 究及 工 业 应 用
效 益 的关 键 。
目前 ， 国内外 的制 氢装 置 中 ， 烃 水 蒸 气 转 在 轻 化 法 相对 于其 它 制 氢 工 艺 而 言 ， 于其 技 术 可 靠 、 由 流 程 简 单 、 资 低 廉 、 作 简便 ， 占有 主 导 地 位 。 投 操 而
但对 此 工 艺 来 讲 ， 料 消 耗 一 般 占到 氢 气 成 本 的 原
流 程 ， 工艺 流 程 见 图 １ 其 。
其 次 催 化 裂化 干 气 中有 机 硫含 量 高 ， 的形 态 比较 硫 复杂 ， 因此 必 须 采 取 能 彻 底 脱 除 有 机 硫 的脱 硫 技 术， 以便 满 足 转化 催 化 剂 对 总 硫 含 量 小 于ｏ ５ ｇ ｇ ．￣ ／ 的要 求 ； 者 ， 化 裂 化 干 气 还 含 有 ０ ５ 左 右 的 再 催 ． 氧气 ， 对加 氢 精制 反 应 的催 化 剂存 在 一 定 的影 响 。 催 化 裂化 干 气 制 氢 ， 巴西 已有 工 业 化 生 产 ， 在 其 所 用 原料 为 含 ６ ～ １ 烯 烃 的 炼 厂 气 ， 过 压 ５ 经 缩 、 氢精 制 ， 引 进 部 分 加 氢精 制 后 的 气 体 冷 却 加 并 打循 环来 控 制 反应 温 升 ， 经蒸 汽 转 化制 氢 一 国 再 引。
加氢车间工艺描述
加氢车间工艺描述 Prepared on 24 November 2020加氢车间工艺描述1、制氢装置：制氢工艺采用轻烃蒸汽转化法制氢，制氢装置设计以催化干气为原料为主。
转化制氢过程可分为原料净化、轻烃蒸汽转化、CO中温变换等过程。
制氢装置全系统包括原料气压缩、原料气精制、轻烃蒸汽转化、CO中温转换、余热锅炉、PSA等部分。
制氢工艺基本过程是：原料气进入精制系统加氢、脱硫反应器，在一定的操作温度、氢气压力和空速条件下，在催化剂作用下，进行加氢烯烃饱和、脱硫、脱氯化学反，把原料气中有机硫化物、氯化物脱除，烯烃完全饱和。
精制原料气进入转化炉炉管，并在一定压力、温度、空速、水碳比条件下，通过转化催化剂作用，生成氢气和一氧化碳、二氧化碳和少量的甲烷，进入中变反应器，通过中温变换催化剂的作用,使CO与水蒸汽进行中温变换反应生成氢气和。
中变气进入PSA氢提纯装置，进行变压吸附脱除中变气中杂质，得到纯CO2度%的高纯度氢气。
2、柴油加氢装置加氢精制工艺主要是用于油品精制方面，其目的是除掉油品中的硫、氮、氧化合物，饱合油品中烯烃以及去掉油品中金属、非金属杂质。
本套以催化柴油、常柴的混合油为原料，经过加氢反应进行脱硫、脱氮、烯烃饱和等反应，生产满足国五要求的精制柴油。
工艺流程如下：混合原料经预热后热氢混合后进入反应炉加热升温。
进入反应器进行加氢脱硫、脱氮、脱氧反应。
加氢反应产物经冷却进入高、低压分离系统进行气、液、水三相分离。
分离出的氢气进入循环氢压缩机建立临氢系统氢气循环。
柴油进入汽提塔进行硫化氢汽提。
汽柴油进入分馏塔进行分馏。
3、汽油加氢装置汽油加氢装置根据催化裂化汽油中硫、烯烃、芳烃含量的分布特点，将催化裂化汽油切割为LCN和HCN两个汽油馏分。
HCN部分在选择性加氢脱硫催化剂作用下，通过缓和条件进行加氢脱硫反应，，LCN部分不经过选择性加氢脱硫反应，从而使芳烃基本不饱和，烯烃也得到最大程度的保留，从而实现在脱硫的同时辛烷值损失最小。
国内首套100000Nm3h的制氢装置的技术特点及节能措施
国内首套100000Nm3/h的制氢装置的技术特点及节能措施方友（中国海油惠州炼化公司）摘要：本文主要论述国内首套100000Nm3/h的烃类蒸汽转化制氢装置的一些技术特点及节能措施。
关键字：催化剂预转化节能措施1.前言随着环保法规的日益严格以及对油品质量要求的不断提高和含硫原油、重质原油数量的不断增加，使得加氢精制、加氢裂化等深加工技术成为各炼厂重要加工工艺，进而促使对氢气的需求量迅速增长，新建和拟建的制氢装置的能力大大超过以往任何一个时期。
我公司正是顺应这一趋势新建了目前全国年加工能力最大的炼厂（1200吨/年），其中以加氢为主：400万吨/年蜡油加氢裂化装置（目前全国最大的高压加氢装置）、360万吨/年煤柴油加氢裂化装置、200万吨/年汽柴油加氢装置。
为了满足加氢需要本公司新建了两套100000Nm3/h 的制氢装置。
为了充分考虑制氢装置能耗大问题，有效降低制氢成本。
本装置以天然气和饱和炼厂气为原料，采用德国Uhde公司的工艺技术，烃类蒸汽转化法造气、PSA法提纯氢气的工艺路线。
生产符合高压加氢裂化装置新氢要求的高纯氢气,同时副产9.8MPa(g)高压过热蒸汽。
装置设计满足在计划停工间隔内连续操作4年的要求，按年开工8400h计算年产99.99%的工业氢气15万吨。
2．装置特点综述本装置两个独立的系列构成，确保在其中一个系列有问题时，另一系列能保证供氢；装置原料适应性强，能单独天然气进料，也可以天然气、炼厂气任何比例进料；装置催化剂采用Johnson Matthey公司的进口催化剂，其中的国内首次使用的深度脱硫剂能使原料中的毒物脱除指标达到：总硫：<0.02ppm，总氯：<0.01ppm；装置还采用的预转化工艺、工艺冷凝液有效回用技术、以及转化炉烟气多段换热系统等诸多措施以尽可能降低能耗。
2.1 制氢原料与催化剂的优化选择2.1.1本装置制氢原料的优化构成本装置的原料为炼厂饱和干气和天然气。
烃类转化制氢工艺技术
烃类转化制氢工艺技术烃类转化制氢工艺技术是一种能够通过催化剂将烃类化合物进行转化，并产生氢气的技术。
该技术应用于石油加工、化工、电力等领域，是一项重要的能源转化工艺。
烃类是由碳氢化合物组成的有机化合物，包括烷烃、烯烃、芳烃等。
烃类转化制氢工艺技术是将烃类化合物通过适当的催化剂，在高温高压条件下进行反应，将碳氢化合物转化为氢气。
该技术主要包括烷烃蒸汽重整、烯烃氧化、芳烃烷化等过程。
烷烃蒸汽重整是一种常用的制氢方法。
在该过程中，烷烃与水蒸气在催化剂的存在下发生反应，生成一氧化碳和氢气。
经过进一步的反应，一氧化碳与水蒸气再次反应，生成二氧化碳和氢气。
反应的催化剂通常采用镍基催化剂，它具有较好的活性和稳定性。
烯烃氧化是另一种常用的制氢方法。
在该过程中，烯烃与氧气在催化剂的存在下发生氧化反应，生成一氧化碳和水。
一氧化碳再与水反应生成二氧化碳和氢气。
这种方法的催化剂通常采用铜基催化剂，它可以提高反应速率并降低反应温度和压力。
芳烃烷化是一种较新的制氢技术。
在该过程中，芳烃与一氧化碳发生反应，生成烷烃和二氧化碳。
这种方法主要应用于煤气化或其他含烃废气的处理。
催化剂的选择对反应效果有很大影响，常用的催化剂有铁钴催化剂和负载型催化剂。
烃类转化制氢工艺技术在实际应用中有着广泛的应用。
在石油加工中，烷烃蒸汽重整技术被广泛应用于石油催化裂化装置和燃料电池制氢装置。
在化工领域，烯烃氧化技术可用于一氧化碳和二氧化碳的合成以及有机合成中的氢气来源。
在电力领域，烷烃蒸汽重整和芳烃烷化技术可用于煤气化制氢装置的氢气生产。
烃类转化制氢工艺技术具有很多优点。
首先，该技术具有高产氢率和高选择性，可以有效地将碳氢化合物转化为氢气，并减少副产品的生成。
其次，该技术可以根据不同的需求进行调节，适用于各种燃料和废气的转化。
最后，该技术具有较好的经济性，可以实现低成本、高效率的生产。
烃类转化制氢工艺技术是一项具有广泛应用前景的技术。
随着清洁能源需求的增加和石油资源的逐渐枯竭，烃类转化制氢工艺技术将在未来发挥更大的作用。
天然气制氢工艺技术
天然气制氢工艺技术天然气制氢是一种环保、高效的氢能源生产技术，具有很大的潜力。
天然气是一种丰富的能源资源，主要由甲烷组成，而甲烷是制氢的主要原料。
天然气制氢工艺技术主要分为蒸汽重整法、燃烧法和膜分离法三种。
蒸汽重整法是一种常用的制氢方法，它是通过将天然气与蒸汽混合在催化剂的作用下反应生成氢气和二氧化碳。
这种方法具有制氢反应速度快、工艺简单等优点。
同时，蒸汽重整法还可以通过控制操作条件进行灵活调节，以满足不同场景下的制氢需求。
然而，蒸汽重整法在操作过程中产生的二氧化碳需要进行处理，以减少对环境的影响。
燃烧法是一种直接利用天然气燃烧产生水蒸气和二氧化碳的方法，进而通过水蒸气和二氧化碳反应生成氢气。
这种方法具有制氢效率高、操作简单等特点，但也需要对产生的二氧化碳进行处理，以减少温室气体排放。
膜分离法是一种基于气体分子在薄膜上扩散速率不同的原理进行氢气富集的方法。
天然气中的甲烷在高压条件下通过膜的选择性渗透，分离出氢气。
这种方法具有能耗低、操作简单等优点，同时可以减少二氧化碳排放。
然而，膜分离法中膜材料的选择和稳定性是制约其应用的主要问题。
天然气制氢工艺技术的发展还面临一些挑战。
首先，天然气是一种有限资源，因此需要在开采和利用过程中合理规划和节约资源。
其次，工艺技术的稳定性和经济性也是制约其发展的关键因素，需要继续进行研究和优化。
此外，二氧化碳的处理和排放问题也需要解决，以减少对环境的影响。
然而，天然气制氢工艺技术的优势仍然明显。
天然气资源丰富，可以为氢能源提供可靠的原料，使得制氢过程更加可持续。
同时，天然气制氢可以减少对传统能源的依赖，有利于改善能源结构和减少环境污染。
另外，天然气制氢技术的应用也能为氢能源的推广提供更多的途径和可能性。
综上所述，天然气制氢工艺技术是一种具有潜力和发展前景的氢能源生产技术。
蒸汽重整法、燃烧法和膜分离法是目前主要的制氢方法。
但是，工艺技术的稳定性、资源利用和环境管理仍然是需要解决的关键问题。
制氢主要工艺
制氢主要工艺氢气是人类生活中不可或缺的能源之一，它可以作为燃料，也可以用于制造化学品。
制氢主要有三种工艺：热解法、电解法和化学反应法。
1. 热解法热解法是将天然气或其他烃类物质加热至高温，使其分解成氢气和碳。
这种方法可以通过两种不同的方式来实现：直接热解和间接热解。
直接热解是将天然气或烃类物质直接加热至高温，使其分解成氢气和碳。
这种方法需要高温和高压，通常在反应器内进行。
间接热解是通过热交换器将热能转移到反应器中，以实现分解反应。
这种方法可以减少反应器的磨损。
2. 电解法电解法是将水分解成氧气和氢气的方法，通常使用电解池来实现。
电解池由两个电极组成，分别是阴极和阳极。
在电解过程中，电子从阴极流入阳极，水分子被分解成氧气和氢气。
这种方法的优点是不需要使用化石燃料，因此不会产生二氧化碳等有害气体。
但是，电解法的缺点是成本较高，因为需要大量的电能。
3. 化学反应法化学反应法是将化学反应用于制氢的方法，通常使用天然气、煤或其他烃类物质作为原料。
这种方法通常需要使用催化剂来促进反应的进行。
化学反应法中最常用的是煤气化法。
这种方法将煤转化为合成气，然后使用催化剂将合成气转化为氢气和一些其他化学品。
这种方法的优点是可以利用廉价的煤作为原料，但缺点是会产生大量的二氧化碳等有害气体。
总结以上三种制氢主要工艺各有优缺点，具体应用要根据实际情况而定。
热解法和化学反应法适用于大规模的工业生产，而电解法则适用于小规模和分散的生产。
未来，随着技术的不断发展和能源环境的改变，制氢的工艺也将不断创新和改进。
炼厂催化干气氢气回收工艺选择
炼厂催化干气氢气回收工艺选择作者：窦岩来源：《中国科技博览》2016年第02期[摘要]阐述了炼厂催化干气氢气回收的需求现状，介绍了两段法变压吸附技术、常规变压吸附技术、膜分离与变压吸附组合技术方案比选，推荐两段变压吸附技术较为适合。
[关键词]炼厂催化干气氢气回收工艺方案选择变压吸附中图分类号：X742 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0245-021 前言随着对优质油品与化工原料的需求以及环境保护两方面的挑战，石油炼制工业更多的采用加氢技术。
氢气作为石油化学工业的基本原料，随着我国石油加氢技术的发展，氢气需要量也日益增加。
从炼厂气中回收氢气，是满足氢气需求的一条有效途径。
炼厂气主要有催化裂化干气、焦化干气、重整干气、加氢裂化干气等，在这些炼厂气中一般都含有一定浓度的氢气，能够将这部分氢气回收利用，对满足炼厂不断增长的氢气需要有很重要的意义。
某石化公司氢气来源主要为大制氢装置的高纯氢、重整装置供给的低纯氢、轻烃回收装置膜分离供给的低纯氢以及经管道运输的高纯氢。
随着原油劣质化及油品质量指标的进一步提高，对高纯氢的需求将进一步增大，考虑新建装置从催化干气中回收氢气满足缺口。
2 催化干气资源该石化公司拥有两套催化裂化装置，分别为120万吨/年FDFCC类催化裂化装置和280万吨/年MIP类催化裂化装置。
两套装置的催化干气分别经配套脱硫设施脱硫净化后送至公司燃料气管网，净化后的两套催化干气氢气含量分别37.88mol%和44.98mol%，均是很好的氢气提纯原料。
典型的催化干气性质如下表1。
两套催化装置干气组分较为稳定，经工艺分离、提纯后有较高的回收价值。
提纯后的高附加值氢气返回加氢装置使用，满足氢气需求缺口，具有环保、节能减排、循环经济等优点。
3 工艺技术方案选择3.1 工艺技术方案介绍3.1.1 两段法变压吸附技术变压吸附（Pressure Swing Adsorption.PSA）基本原理是利用气体组分在固体材料上吸附特性的差异以及吸附量随压力变化而变化的特性，通过周期性的压力变换过程实现气体的分离或提纯。
40000Nm 3／h制氢装置的原料情况与技术特点
程 ， 少开 工 时 的复 杂程 度 ， 短 开工 时 间 。从能 源 减 缩 的利 用上 分析 ， 于解 吸气 将 当作 转 化炉 的燃 料 ， 由 如
果 有 低 温 变 换 器 ， 使 解 吸 气 的 燃 烧 值 降 低 ， 这 又 将 而 要 引 入 新 的 瓦 斯 气 来 补 充 。总 的 来 说 加 入 低 温 变 换 器 与 没有 低温 变换 器 的能耗 相 差 不大 。
维普资讯
１４ ８
内 蒙古 石 油 化 工
２０ 年第 ８ ０６ 期
４ ００ ０ ０ Ｎｍ３ｈ制 氢 装 置 的 原 料 情 况 与技 术 特 点 ／
盛 尊祥
（ 中国石 油大 港石 化公 司 ）
摘
特点 。
要 ： 文 主要 论 述 了 ４ ０ ０ 本 ０ ０ Ｎｍ。ｈ烃 类蒸汽 转 化 制 氢装 置 的原 料 情况 和装 置 的 一些 主 要技 术 ／
关键词 ： 催化 剂 ； 转化 炉 ； 变压吸 附 ； Ｓ Ｐ Ａ
１ 前 言 １ １ 氢 气在炼 油厂 生 产 中的地位 和 作 用 ．
进入 ２ １世纪 后 ， 随着 人 们对 自身 生存 环境 的越 来越 重视 ， 对燃 料 清洁 性 的要 求更 为苛 刻 ， 对车 用燃 料 中污染 物 的含 量也 有严 格 的限制 ， 目前 而言 ， 就 主 要 的污染 物 为硫 、 烯烃 和 芳烃 。 而脱 硫 、 烃 饱和 、 烯 降 低芳 烃 含量均 需 要氢 气 。 １ ２ 制氢 工 艺及 选择 ． 工 业 氢气 的 生 产 方 法有 很 多 ， 煤 或 焦炭 的 水 如 煤方法 ， 渣油或 重 油 的部 分氧化 法 、 烃类 水蒸 气转 化 法 、 厂 富氢 气体 净化 分 离法 、 炼 电解 水法 等 。而轻 烃 蒸汽 转 化 法 ， 其 工艺 成 熟 可 靠 、 资低 廉 、 作 方 以 投 操 便 占有主 导地 位 。 ２ 制 氢工 艺概 况 我公 司新 建 的制 氢装 置采 用烃 类蒸 汽转 化制 氢 工 艺 即 烃类 原 料 先 经 过加 氢 精 制 、 化锌 脱 硫 后进 氧 行 催 化蒸 汽转 化 ， 将烃类 转 化为 氢气 、 甲烷 和 一氧化
制氢 方法
制氢方法
制氢的方法主要有以下几种：
1.水电解制氢：水电解是一种常用的制氢方法。
它使用直流电将水分解为氢气和
氧气。
这种方法的优点是产物纯净、无污染，但需要消耗大量的电能，因此成本较高。
2.天然气制氢：天然气制氢是通过天然气与水蒸气进行催化转化来制取氢气。
这
种方法的主要优点是技术成熟、设备可靠、产品纯度高，但成本较高，且产生的二氧化碳需要进行处理。
3.生物质制氢：生物质制氢是利用生物质（如农作物废弃物、木材废弃物等）进
行气化或发酵来制取氢气。
这种方法的优点是原料来源广泛、可再生，但技术尚不成熟，且产生的氢气纯度较低。
4.甲醇制氢：甲醇制氢是通过甲醇与水蒸气进行催化转化来制取氢气。
这种方法
的主要优点是产物纯度高、设备简单，但成本较高，且甲醇的生产过程会产生一定的污染。
5.光解水制氢：光解水制氢是利用太阳能光催化剂将水分解为氢气和氧气。
这种
方法的优点是环保、可持续，但技术尚不成熟，光催化剂的效率有待提高。
以上是目前常见的几种制氢方法，每种方法都有其优缺点，应根据实际需求选择合适的制氢方式。
催化干气制氢工艺流程
催化干气制氢工艺流程1、原料气压缩部分来自装置外的催化干气进入原料气缓冲罐(V4001)，经原料气压缩机(C4001A.B)升压后进入原料预热炉(F4001)，预热至260℃进入脱硫部分。
本装置的备用原料为来自装置外的轻石脑油，进入原料油缓冲罐(V4016)，经原料油泵升压后与装置外来的循环氢混合进入原料预热炉(F4001)，预热至380℃进入脱硫部分。
2、脱硫部分进入脱硫部分的原料气，由于含有大量的烯烃，每l％摩尔的烯烃饱和将引起约23℃的温升，根据烯烃的含量，原料气分成两部分，一部分进入变温反应器(R4004)，原料气在催化剂作用下进行烯烃饱和反应，其间的反应热由导热油带走，出变温反应器的气体约290℃左右与另一部分走旁路原料气体进入钴钼加氢反应器(R4001)，在R4001催化剂中主要发生的是走旁路部分原料气体烯烃饱反和应和全部气体的氢解反应，使有机硫转化为硫化氢，有机氯转化为氯化氢。
旁路原料气的数量视原料中烯烃含量而定，确保进入下游脱硫反应器的温度控制在380℃左右。
钴钼加氢反应器的下部装有脱氯剂，可将原料气中的氯含量脱至O．2ppm以下。
加氢后的原料气进入氧化锌脱硫反应器(R4002A．B)。
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O．2ppm，进入转化部分。
3、转化部分精制后的原料气在进入转化炉(F4002)之前，按水碳比3．5与3．5Mpa水蒸汽混合，再经转化炉对流段(原料预热段)预热至500℃，由上集合管进入转化炉辐射段。
转化炉管内装有转化催化剂，在催化剂的作用下，原料气与水蒸汽发生复杂的转化反应。
整个反应过程表现为强吸热反应，反应所需的热量由设在转化炉顶部的气体燃料烧嘴提供。
出转化炉的高温转化气(出口温度为840℃)经转化气蒸汽发生器(E4001)发生中压蒸汽后，温度降至360～380℃，进入中温变换部分。
4中温变换部分由转化气蒸汽发生器(E4001)来的360～380℃转化气进入中温变换反应器(R4003)，在催化剂的作用下发生变换反应，将变换气CO含量降至3％(干基)左右。
烃类水蒸气转化法制氢概述
烃类水蒸气转化法制氢概述作者：杨金涛陈卫邦来源：《科海故事博览·科教论坛》2013年第11期摘要：本文以烃类水蒸气转化法为例概述了原料经过预处理、转化、中温变换、PSA变压吸附等步骤转化为氢气纯度达到99.9%以上的过程。
关键词：烃类水蒸气转化预处理吸附提纯1 烃类水蒸气转化法原理烃类水蒸汽转化是以烃类为原料，在一定温度和催化剂作用下使烃类和水蒸汽经过一系列的分解、裂化、脱氢、结炭、消炭、氧化、变换、甲烷化等反应，最终转化为H2、CO、CO2、和少量残余的CH4，其中H2是本阶段的目的产物。
烃类的蒸汽转化反应如下：CnHm+nH2O=nCO+（n+m/2）H2——QCH4+H2O=CO+3H2——206000KJ/KmolCO+H2O=CO2+H2——41200KJ/Kmol转化炉内进行的烃类蒸汽转化反应是一个极复杂的平行、顺序反应体系。
从以上反应原理中可以看出其反应过程需需要吸收大量的热，这就要就反应要有较高的反应温度，而烃类易在高温下裂解结炭特别是烯烃，结炭是转化过程中的必然反应，当结炭反应速度大于消炭反应速度时，转化催化剂就会积炭，使催化剂活性下降甚至丧失。
为保证催化剂活性，就要有大于反应所需求过量的水蒸气来进行消炭，从转化后阶段来看，反应生成的CO也需要水蒸汽与之反应，所以生产时要求转化进料始终保持一定的水碳比，使消炭速度大于结炭速度，避免催化剂上炭的沉积。
烃类水蒸气转化法其催化剂主要活性组分为单质Ni，其对原料品质有较高要求，原料中的硫、氯等有害杂质能与转化催化剂活性组分Ni反应生成不可逆转的化合物，从而使其永久性中毒失去活性。
为了充分发挥转化催化剂的活性，并获得较高的氢收率，转化床层一般装填有两种不同性能的催化剂，一般选用Z417/Z418转化催化剂。
Z417/Z418转化催化剂可以适应多种原料，并且对脱毒的需求相对较低。
Z417含有一定钾碱金属的抗结炭助剂因此作为上段催化剂使用，其具有较好的低温活性及抗积炭性能，Z418具有较高的转化活性作为下段床层催化剂。
干气制氢
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。
工业上制氢气的方法及优缺点
工业上制氢气的方法及优缺点我国氢燃料电池基础设施建设已经进入加速期，为氢燃料电池汽车做好充分准备，但氢气的制备是目前需要攻克的难题。
工业制氢气包括很多种方法，都存在着各自的优势和局限性，本文将主要介绍工业上制取氢气的方法。
目前，工业上制氢气主要有几种方法：一是采用化石燃料制取氢气；二是从化工副产物中提取氢气；三是采用生物的甲醇甲烷制取氢气，四是利用太阳能、风能等自然能量进行水的电解。
1、化石燃料制氢化石燃料制氢是传统的制氢方法，也是制氢的老工艺，但仍然离不开对化石燃料的依赖，并且会排出二氧化碳等温室气体，一般用于制氢的化石燃料是天然气。
天然气制氢的过程是：在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下，天然气中烷烃和水蒸汽发生化学反应。
转化气经过沸锅换热、进人变换炉使C0变换成H2和CO2。
再经过换热、冷凝、汽水分离,通过程序控制将气体依序通过装有3种特定吸附剂的吸附塔，由变压吸附（PSA）升压吸附N2、CO、CH4、CO2，提取产品氢气。
2、工业副产物制氢焦炉气制氢技术是采用变压吸附的工艺，从炼焦行业副产的焦炉气中提取纯氢。
其基本原理是利用固体吸附剂对气体的吸附具有选择性，以及气体在吸附剂上的吸附量随其分压的降低而减少的特性，实现气体混合物的分离和吸附剂的再生，达到提纯制氢的目的。
3、甲醇重整制氢甲醇水蒸汽重整是国外２０世纪８０年代兴起的一种制氢技术，加拿大、英国、澳大利亚等国家在这方面进行了大量研究。
该制氢工艺非常成熟，是国内小型化移动甲醇制氢的先驱企业，并已经将该技术与燃料电池发电技术高度集成，成功应用在新能源汽车、通讯基站等领域，应用前景非常好。
4、电解水制氢氢气还能够通过传统的电解水法获得，但这种方法由于能耗过高，除已建成装置外，已少有新建装置。
各种方法的优缺点工业上已经有多种制氢气的途径。
但是，这些方法都存在着各自的优势和局限性。
天然气制氢和焦炉气制氢均适用于大规模制氢，但也均受限于原料的供应，并且具有污染性。
以催化干气的制氢工艺特点
1、以催化干气为原料的制氢工艺流程特点：催化干气的烯烃含量一般在10～20％之间，以催化干气为原料的制氢装置工艺流程简图为：H2图1、高烯烃含量烃类为原料的制氢工艺流程该工艺特点为：（1）与传统烃类制氢原料不同，催化干气烯烃含量太高，不能直接用作制氢原料，须将其中的烯烃全部转化为饱和烃。
该工艺增加等（变）温加氢反应器，以满足高烯烃含量原料烯烃加氢饱和的放热要求。
部分烯烃在等（变）温加氢反应器完成加氢饱和。
（2）部分新鲜原料通过跨线与等（变）温加氢反应器出口原料气混合，调配其中的烯烃含量，以满足绝热加氢反应器床层温度达到350～380℃的要求。
（3）经过加氢后的原料中的有机氯、有机硫转化为氯化氢和硫化氢，在脱硫反应器被脱氯剂、脱硫剂脱除。
脱硫反应器为两反应器串联使用，可在线切换和更换脱硫剂。
（4）转化部分采用原料适用性强的转化催化剂，适应不同烃类原料的转化要求。
将各种烃类转化为富氢气体，转化出口CH4含量一般小于6％（v/v）。
（5）转化工艺气经高（中）温变换，将在部分CO转化为CO2，同时产生更多的氢。
（6）中变气经过多级热回收及冷却，降温至40℃以下，满足PSA进料要求。
（7）通过PSA制得纯度99.5％以上的工业氢，解吸气作为低热值燃料返回转化炉作燃料。
2 装置开工过程提要烃类蒸汽转化制氢装置的开工过程，就是将各种催化剂活化的过程，其中原料加氢催化剂需要预硫化处理，转化及中变催化剂需要还原处理。
脱硫、脱氯剂要进行适当的干燥脱水处理。
以下分别论述。
2．1 加氢催化剂预硫化制氢原料加氢催化剂投入正常使用前，一般需要将氧化态的活性组分先变成具有催化活性的金属硫化态形态，称为预硫化，本文不对加氢催化剂的详细预硫化过程进行论述，各用户可参考催化剂供应商提供的催化剂硫化方案，本文主要介绍硫化介质及硫化过程的流程控制。
硫化介质硫化介质是指催化剂硫化所需的气体氛围，一般由N2、H2、H2S组成。
工业上一般不直接采用H2S作硫化介质，而是采用液态的CS2、DMDS （二甲基二硫）等作为硫化剂。
炼厂干气作为制氢原料的技术探讨与工业应用
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。
PSA解析气作制氢原料技术
PSA解析气作制氢原料技术董保权;丛恕文【期刊名称】《中外能源》【年(卷),期】2011(16)12【摘要】近年来,随着全球石油资源的日趋紧张和油价的高位震荡,为降低原油采购成本,国内各炼化企业均大幅提高含硫、含酸、重质等劣质原油的加工比例,以此来提高经济效益。
基于市场对产品的环保要求不断提高,选择清洁化的加氢工艺技术路线,成为应对原油劣质化的主要措施。
因此,氢气成为现代炼油生产过程中不可缺少的原料。
然而,氢气也是价格相当高的原料,如何开发低成本氢气,满足生产需求、降低生产成本,成为炼化企业、特别是大型的加氢型炼厂非常关注的问题。
大连石化1000×104t/a加工进口含硫原油装置技术改造项目,其二次加工路线采用全加氢工艺流程,对氢气的需求非常大。
根据制氢装置工艺设计原料的要求,采用PSA(变压吸附)解析气作为制氢原料,不论是单耗还是总能耗均有所下降,这也就降低了制氢的综合成本,可以获取较为廉价的氢气,每吨氢气可以节约原料成本约3500元,从而达到了降本增效、节约资源的目的。
【总页数】4页(P74-77)【关键词】PSA解析气;性能指标;制氢;综合能耗;节能减排【作者】董保权;丛恕文【作者单位】中国石油大连石化公司【正文语种】中文【中图分类】TQ633【相关文献】1.用催化干气作制氢原料的工艺路线及其操作要点 [J], 朱海毅;杨翔2.广州石化成功引入天然气作制氢原料 [J], 中国石化新闻网3.制氢装置低负荷仅用富氢干气作原料工况的操作优化 [J], 周峰;辛华;段佳辉4.炼厂干气作原料对制氢装置操作的影响 [J], 齐广建5.重整氢PSA解吸气用作制氢原料的技术应用 [J], 王象会;张新光;崔海涛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1、以催化干气为原料的制氢工艺流程特点：
催化干气的烯烃含量一般在10〜20%之间，以催化干气为原料的制氢装置工艺流程简图为：
气体原料压缩-原料预热|丄等（变）温加氢丄绝热加氢卜脱氯、
脱硫卜配蒸汽］-蒸汽转化| -高（中）温变换斗热回收T PSA-H2
图1、高烯烃含量烃类为原料的制氢工艺流程
该工艺特点为：（1）与传统烃类制氢原料不同，催化干气烯烃含量太高，不能直接用作制氢原料，须将其中的烯烃全部转化为饱和烃。
该工艺增加等（变）温加氢反应器，以满足高烯烃含量原料烯烃加氢饱和的放热要求。
部分烯烃在等（变）温加氢反应器完成加氢饱和。
（2）部分新鲜原料通过跨线与等（变）温加氢反应器出口原料气混合，调配其中的烯烃含量，以满足绝热加氢反应器床层温度达到
350〜380C的要求。
（3）经过加氢后的原料中的有机氯、有机硫转化为氯化氢和硫化氢，在脱硫反应器被脱氯剂、脱硫剂脱除。
脱硫反应器为两反应器串联使用，可在线切换和更换脱硫剂。
（4）转化部分采用原料适用性强的转化催化剂，适应不同烃类原料
的转化要求。
将各种烃类转化为富氢气体，转化出口CH含量一般小
于6%（v/v ）。
（5）转化工艺气经高（中）温变换，将在部分CC转化为CO2同时产生更多的氢。
（6）中变气经过多级热回收及冷却，降温至40C以下，满足PSA进料要求。
（7）通过PSA制得纯度99.5 %以上的工业氢，解吸气作为低热值燃料返回转化炉作燃料。
2 装置开工过程提要烃类蒸汽转化制氢装置的开工过程，就是将各种催化剂活化的过程，其中原料加氢催化剂需要预硫化处理，转化及中变催化剂需要还原处理。
脱硫、脱氯剂要进行适当的干燥脱水处理。
以下分别论述。
2． 1 加氢催化剂预硫化
制氢原料加氢催化剂投入正常使用前，一般需要将氧化态的活性组分先变成具有催化活性的金属硫化态形态，称为预硫化，本文不对加氢催化剂的详细预硫化过程进行论述，各用户可参考催化剂供应商提供的催化剂硫化方案，本文主要介绍硫化介质及硫化过程的流程控制。
硫化介质
硫化介质是指催化剂硫化所需的气体氛围，一般由N2、H2、H2S 组成。
工业上一般不直接采用H2S 作硫化介质，而是采用液态的CS2、DMDS
（二甲基二硫）等作为硫化剂。
这类硫化剂在氢存在条件下，在150〜250C很容易生成HS。
硫化剂可米用外购方式获得，贮存在专门的硫化剂贮罐内。
使用液态硫化剂，离不开H2。
氢气的来源有以下几个，各厂可根据各自情况决定
(1) 厂内其他制氢装置或产氢装置
这类氢气来源最为方便，但大多数新建制氢装置厂家不具备这样 的条件。
(2) 本装置开工过程中用于转化、中变催化剂还原的氨裂解氮-氢 混合气。
(3) 外购钢瓶氢。
对于厂内有氢气来源的制氢装置，直接引氢进行加氢催化剂的预硫化 即可，此时的加氢催化剂采用单独的预硫化流程(图 2)。
图2
使用外购钢瓶氢进行预硫化的制氢装置也采用上述硫化流程。
氢气一 般
在循环压缩机入口补给，硫化剂在预热炉前注入。
对于使用装置自产氨裂解氮氢混合气进行硫化的情况， 两个循环同时 在运转。
一个是上述加氢催化剂硫化循环，另外一个是转化 -中变氨 裂解还原循环。
根据装置的设计特点，不同的开工方案要求，转化 - 中变循环又有几种情况，在此不一一列举，需根据具体情况确定。
不管采用何种方式，加氢催化剂硫化过程须注意以下几点：
(1)
控制较低的硫化循环压力。
一般应低于转化系统压力
0.2MPa 以
上。
(2) 预硫化过程中，硫化循环系统和其他系统用盲板隔开。
循环压缩机-预热炉(器)- 却
（3）如果采用转化系统氨裂解 N2-H2气硫化，转化产氢经开工循环 线引至硫化循环压缩机入口，给硫化循环连续或间歇式供氢。
（红字厂
家给）
2.2转化系统升温、还原
2.2.1 升温阶段
制氢装置升温初始阶段，主要是各反应器提温及相关催化剂、净
化剂的脱水干燥过程，此时采用大循环升温流程:
图3、开工大循环升温流程
此时，循环升温系统介质为氮气。
当加氢反应器升温到200C 左右，应从系统切除出来，建立单独的硫
化循环（图2）。
（不需预硫化的装置可以继续升温至 350C ，转化配 氢还原前切出，保温保压） 此时建立如下图4循环升温流程进行转化、中变催化剂的还原:
图4、转化、中变催化剂的升温还原循环（产氢供硫化）
脱硫反应器切出系统，保温保压。
理想的状态是脱硫反应器升温到 300 C 以上 当转化、中变反应器具备配蒸汽条件后，配汽继续升温。
有氢源的装 置可配汽后立即引氢气进系统。
需氨裂解产生氮氢气还原的装置，等 转化温度达到要求时开始投氨。
注氨点位置一般在配汽点后。
对于采用氨裂解气为还原介质的制氢装
—
高（中）温变换反应器- 热回收—循环压缩机
等（变）温加氢反应器
—
循环压缩机-预热器（炉）- 高（中）温变换反应器T
热回收-循环压缩机
置，强调以下几点：
(1)投氨时点：转化炉出口温度达到
700 C时，开始投氨，此时转化炉入口温度一般在450C以上，中变催化剂床层温度在220〜250C 之间。
(2)转化系统压力控制在0.5〜1.0MPa为宜，以确保氨顺利注入。
( 3)如果气温较低，液氨气化压力低时，可采用降低系统压力或给液氨罐伴热的方法提高液氨的气化压力。
( 4)刚开始配氨时，要缓慢进行。
投氨阀开度不可过大，以保证系统氢浓度缓慢增大，避免中温变换催化剂还原初期的剧烈温升。
(5)中变催化剂还原初期温升产生后，可稳定注氨量，调整中变冷换后放空法开度保证循环系统压力稳定。
同时系统氢浓度逐步提高。
( 6)如果要给加氢预硫化提供氢源，此时为双循环流程。
对于没有中变跨线的装置，情况有所不同，一般要求在转化、中变催化剂还原结束后，再进行加氢催化剂的硫化。
2.3 装置投料
2.3.1 装置投料条件的确定加氢催化剂预硫化结束，系统置换合格。
转化、中变催化剂还原结束，各工艺参数控制得当。
脱硫反应器温度在250 C以上。
进装置原料脱硫合格，并引至压缩机入口阀前
系统大循环流程打通
2.3.2 装置投料
打开压缩机前烃类原料阀，原料进入循环系统，系统压力随之逐步提高。
打开并调节中变后、PSA前放空阀，控制系统压力以0.5〜1.0MPa/h 速度升高。
装置投料时应注意并做到以下几点：
（1）原料阀开启要缓慢，当原料流量计显示流量后，及时校准、确认。
逐步增大进料量至满负荷的15%〜30%。
同时，开工循环返回逐步关闭并最终关闭，维持压缩机入口压力相对稳定。
（2）及时调整转化炉燃烧量，尽量保持转化炉温度稳定，保证转化
炉出口温度不低于700C o
（3）当系统压力升至正常操作压力，调整转化炉入、出口温度、水
碳比等工艺参数，转化、中变气组成分析合格后，投用PSA。
（4）P SA产氢后，及时切断中变后循环返回线，将自产氢气通过压缩机入口配入。
转化炉及时该烧解吸气。
（5）根据生产需要调整进料量及产氢量。
每次提量前首先确认蒸汽量是否合适，如不足，应先提蒸汽量，再提原料量。
提量后及时标定水碳比，同时调整各工艺参数。
2.3.3 工艺调整
制氢装置投料后，即转入正常生产阶段。
为保证装置稳定、连续运行，要及时调整各操作参数，使之在设计条件下运行。