最新制氢培训讲义

制氢培训讲义

制氢装置设计及改造情况

1、大连西太平洋石油化工有限公司制氢装置规模为6×104Nm3/h。两套加氢、脱硫、转化炉、中变采用国内技术；净化系统为变压吸附法，技术为德国林德（Linde）公司专利，引进控制计算机、成套阀门、管线、仪表和吸附剂，吸附罐为国内制作，林德公司制造技术。设计单位为中国石化北京设计院。

本装置由下列五部分组成：

（1）原料油干法加氢、脱硫部分

（2）转化及相应对流段热回收部分

（3）中温变换及变换气换热冷却部分

（4）PSA中变气净化部分

（5）开工及循环氢压缩机及酸性水汽提部分

装置的加氢、脱硫、转化、中变过程采用两个系列。PSA部分则为一个系列。

原料设计时以轻质油（重整拔头油或轻石脑油）为主，同时应用少量液化气和ARDS装置弛放干气。98年7月至今，由于重整装置停工未开，制氢原料改为重整精制油。

产品纯度为H2>99.9%。

产品主要供常渣油加氢脱硫（ARDS）装置、蜡油加氢精制装置及煤柴油加氢精制装置、聚丙烯用。

施工图设计于1992年12月末完成，1995年末基本建成，1997年7月正式投产。1998年2月经标定达到设计规模，生产稳定，质量良好。

2.生产装置工艺原理

本制氢工艺采用以轻质油(重整拔头油或轻石脑油)为原料．经干法加氢、

脱硫后与水蒸汽混合，经催化剂转化产生H2、CO及CO2。转化气再经中温变

换将CO与转化气中水蒸汽反应成CO2同时再产生部分H2。中变气经换热、

冷却分液后进往PSA吸附部分脱除中变气的CH4、CO和CO2，生产纯度为

99 9％(v)的氢。

RS+H2→R+H2S

H2S+Z n O→Z n S+ H2 O

R+ H2 O→CH4+CO+CO2

CH4+ H2 O→3 H2+CO-Q

CO+ H2 O→H2+CO2+Q

3.生产装置工艺流程详述

本装置设计原料主要是重整拔头油，工艺流程大致可分为五部分：（设计条件）

（1）原料脱硫部分（分A、B两系列，以A系列为例，下同）

40℃的重整拔头油自装置外进原料缓冲罐D-101，经原料泵P-101/1升压至4.0MPa。升压后的原料油与从配氢压缩机K-101/1来的3.9MPa的氢气（或ARDS装置干气、富氢）混合进入中变气-原料油蒸发器E-104（管程），换热至360℃后进加氢反应器R-101（入口压力约3.35MPa）。在加氢反应器内将原料中的有机硫转变成无机硫，同时将原料中的少量烯烃饱和。R-101出来的约3.25MPa、360℃的加氢后的气体进入两台串联的氧化锌脱硫反应器R-102/1.2（设计流程中考虑了两台反应器可串、可并的操作）。经氧化锌脱硫后的气体中含硫量由约100PPm（V）降至0.3PPm以下，出口气体压力为3.15MPa。

（2）转化及变换部分：

经脱硫合格的气体（烯烃含量1%（V）以下，含硫量0.3PPm以下），与3.50MPa蒸汽混合后进入转化炉F-101原料预热段，正常操作水/碳比控制在3.7~4：1（mol/mol），进入原料预热段前温度为415℃，经预热段后温度为500℃，压力为3.05MPa，进入转化炉F-101辐射段（转化段），转化管内上下分别装有Z-402/Z-405G催化剂，各装一半。转化炉出口温度725-800℃，压力2.70MPa （绝），碳空速约为890时-1，残余甲烷含量3-7%（V）。

自转化炉管出来的转化气，经转化气废热锅炉ER-101回收热量，转化气温度由800℃降至350~370℃，进入中温变换反应器R-103，选用B-113催化剂，开工初期催化剂活较好，温度控制在低限

约340℃，末期可提高到380℃，出口温度≯420℃，CO含量1-3%（干）。

自R-103出来的中变气经E-104（中变气-原料油蒸发器），E-103（1.0MPa蒸汽过热器），ER-102（1.0MPa蒸汽发生器），E-102/1.2（中变气-除氧水换热器）换热至164℃进入D-111（中变气第一分液罐），将冷凝液分离后进入E-101（中变气-除盐水换热器），出口温度146℃进D-112（中变气第二分液罐），分出冷凝液后，经EC-101/1~6（中变气空冷器）及D-113（中变气第三分液罐）分液后进入E-105（中变气水冷器）冷却至40℃经D-114（中变气第四分液罐）分液后进入PSA系统。

（3）转化及变换部分所用锅炉水及蒸汽系统：

锅炉用除盐水自外部送来经E-101温度升至104℃进入脱氧槽D-108，用泵P-102/1（锅炉给水泵）抽出进入E-102/1.2，出口温度180℃，分成两部分，一部分进入低压汽包D-107及ER-102，发生1.0MPa蒸汽。蒸汽再经E-103过热至250℃进入1.0MPa蒸汽管网。另一部分直接进入中压汽包D-103及转化炉废热锅炉ER-101。转化气废热锅炉和烟道气废热锅炉均为自然循环式；产3.50Mpa、243℃的饱和蒸汽自汽包引出进入转化炉F-101的蒸汽过热段，过热至435℃后分成两部分，一部分（46.04t/h）与原料气混合，另一部分作为外供蒸汽出装置。

（4）氢气净化部分（两个系列合用一套）：

自A系列、B系列来的中变气混合后进入PSA系统，进口压力为2.1MPa，氢气回收率88%，出口气体即为产品氢气,其余为尾气。尾气去两列转化炉用于燃料，不足的用瓦斯，燃烧后的烟道气放大气。具体情况见表（一）

（5）酸性水处理系统：

自中变气第一、二、三、四分液罐分出的CO2酸性水（两系列合在一起）进酸性水汽提塔C-101，用1.0MPa蒸汽汽提后进E-108（酸性水-热水换热器）冷却至80℃进泵P-104升压后进E-107（酸性水冷却器），降温至40℃送往全厂脱盐水罐。