天然气制氢装置技术方案
天然气制氢装置操作规程
天然气制氢装置操作规程一、目的和适用范围本操作规程是为了规范天然气制氢装置操作过程,确保操作的安全性和高效性。
适用于天然气制氢装置的日常操作。
二、安全注意事项1.操作人员必须熟悉操作规程,掌握天然气制氢装置的操作技能,并具备一定的安全意识。
2.操作前,应检查设备工作状态,确保设备无异常。
如有异常需及时报修。
3.操作人员需穿戴好防护装备,包括安全鞋、防护眼镜、安全帽等。
4.操作过程中严禁吸烟、使用明火或其他可能产生火花的物品。
5.操作人员需密切注意设备工作状态,如有异常情况应立即停止操作并报告相关负责人。
三、操作步骤1.开机准备(1)操作人员按照要求穿戴好防护装备,并经过安全培训后方可进行操作。
(2)检查天然气供应管道是否正常,如发现问题应及时修复。
(3)检查天然气制氢装置是否正常,确保各种仪表设备工作正常。
(4)检查制氢反应器的催化剂和催化剂床是否饱满。
(5)确认制氢装置内部没有任何残留物或杂质。
2.开启天然气供应(1)打开天然气供应阀门,并观察压力表。
(2)确认天然气供应压力稳定后,逐步调整至所需压力。
(3)确认天然气供应无异常后,进入下一步操作。
3.升温(1)启动加热系统,升温至设定温度。
(2)检查加热系统工作状态,确保其正常运行。
(3)观察温度表,确认温度达到要求后方可进行下一步操作。
4.制氢(1)确认制氢反应器的催化剂床温度稳定后,打开制氢反应器进料阀门。
(2)观察制氢反应器压力表,确认压力稳定。
(3)根据制氢需求,调整进料阀门和出料阀门的开度。
(4)根据制氢反应器做好的制氢记录表,持续监控制氢效果。
5.停机(1)停止天然气供应,关闭天然气供应阀门。
(2)关闭加热系统,待温度降至安全范围后方可停机。
(3)关闭制氢反应器进料阀门和出料阀门。
(4)检查设备状态,确保设备处于安全状态后方可结束操作。
四、工作记录1.操作人员需按照规定记录好每次操作的时间、天然气的压力、温度、制氢量等重要参数。
2.出现异常情况和处理措施也需记录,以备日后分析和改进。
天然气转化制氢装置正常操作规程
天然气转化制氢装置正常操作规程第一节装置主要动设备操作法一原料气压缩机1、压缩机的工作原理压缩机由增安型防爆一步电机通过刚性联轴节驱动,电机转子直接带动压缩机的曲轴旋转,然后由连杆和十字头将曲线的旋转运动转变为活塞的往复支线运动,压缩机气缸为双作用,即盖侧和轴侧都有相应的工作腔,以盖侧为例,当活塞由盖侧始点位置向轴侧开始运动时,盖侧容积增大,腔内残留气体膨胀,压力下降,与进气腔内气体产生压差,当压力差大于吸气阀弹簧力时,吸气阀打开,随着活塞继续向轴侧运动,将气体吸入缸内。
活塞达到内止点时,吸气完毕。
随着活塞又从轴侧位置向盖侧方向放回移动,此时吸气阀关闭,随着活塞的继续移动,缸内体积不断变小,已吸入的气体受到压缩,压力逐步升高,当缸内气体压力高于背压和配气阀弹簧力之和时,排气阀打开,缸内被压缩气体开始排除,当活塞返回外止点时,排气完毕;至此完成一个工作循环,轴侧工作腔与此相同,由于活塞不断地作往复运动,使气缸内交替发生气体的膨胀、吸入、压缩和排出的过程,从而获得连续脉冲的压缩气源。
主机气缸采用无油润滑结构,除各密封件、活塞环、支撑环采用填充四氟PTFE制成外,缸内凡与气体接触的零件均采用耐腐蚀材料并经防腐处理。
机组气体管路系统由气体过滤器、进排气缓冲器、中间冷却器、气液分离器、止回阀、安全阀等结构,为了消除进排气管内的气流脉冲机管路振动,使气阀工作稳定和输气平稳。
每个气缸的进排气口均设有缓冲器,系统进气应首先经过过滤器,气体进入系统前应先通过止回阀。
机组冷却水由水管引入并分成若干支路进入需要冷却的部位,冷却部位包括缸体、油冷却器、级间冷却器、返回冷却器、水站冷却水、填料、电机等,其中填料采用软化水冷却,各支路的回水管上装有视水镜,以便检查水流情况。
机组润滑系统包括由曲轴驱动的主轴泵(轴头泵)和电机驱动的能自启动的辅助油泵,油冷却器为列管板式换热器,油过滤器采用带四通换向阀的双联过滤器,其过滤精度为25um。
天然气制氢装置技术方案
天然气制氢装置技术方案一、背景随着可再生能源的快速发展,氢能作为一种清洁、高效的能源被广泛关注。
而天然气是含氢量较高的化石能源,因此天然气制氢被认为是一种可行的制氢途径。
天然气制氢装置是指利用天然气经过化学反应生成氢气的设备,其技术方案对于提高制氢效率和降低成本具有重要意义。
二、技术方案1.预处理阶段预处理阶段主要是对天然气进行净化和脱硫处理,以消除对催化剂的有害物质和杂质。
具体操作包括:(1)天然气净化:利用吸附剂吸附天然气中的杂质,如二氧化碳、硫化氢等。
(2)脱硫处理:通过添加脱硫剂使硫化氢转化为硫化物,从而降低天然气中的硫化氢含量。
2.催化重整阶段催化重整阶段是指利用催化剂对天然气进行重整反应,生成主要含量为氢气的合成气。
具体操作包括:(1)反应器选择:选择合适的反应器,如管式反应器或床层反应器,以提高反应效率。
(2)催化剂选择:选择具有高活性和稳定性的催化剂,如镍铬催化剂,以促进重整反应。
(3)反应条件控制:控制适当的温度、压力和反应物的流量,以实现最佳的重整反应效果。
3.氢气净化阶段氢气净化阶段是对合成气中的杂质进行去除和净化,以获得高纯度的氢气。
具体操作包括:(1)合成气压力升高:通过增加压力,促使合成气中的杂质与吸附剂更充分地发生作用。
(2)吸附剂选择:选择适当的吸附剂,如活性炭或分子筛,以去除合成气中的杂质,如二氧化碳、甲醇等。
(3)脱硫处理:对于从催化重整阶段引入的硫化物进行脱硫处理,以降低硫化物对催化剂的毒化作用。
三、领先技术和创新点1.新型催化剂的开发:开发具有高催化活性和选择性的新型催化剂,以提高重整反应的效率和产氢效果。
2.膜分离技术的应用:利用膜分离技术将氢气和其他气体分离,以提高氢气的纯度和产氢效率。
3.废气回收利用:将合成气中的废气进行回收和再利用,以最大程度地减少资源浪费和环境污染。
四、优势和应用前景1.天然气资源丰富:中国是天然气资源大国,利用天然气制氢能够充分利用资源优势。
天然气制氢装置技术方案
天然气制氢装置技术方案引言:随着环境保护意识的增强和清洁能源的发展,氢能作为清洁能源的代表受到越来越多的关注。
天然气作为一种丰富的能源资源,具有广泛的应用前景。
因此,研发天然气制氢装置成为了当前的热点问题。
本文将介绍一种基于天然气的制氢装置技术方案。
一、装置原理:该装置采用蒸汽重整和选择性氧化两个工艺步骤进行天然气制氢。
首先,天然气通过加热后进入蒸汽重整反应器,与水蒸汽发生反应生成一氧化碳和氢气。
然后,气体进入选择性氧化反应器,在催化剂的作用下,一氧化碳与水发生反应生成二氧化碳和更多的氢气。
最后,通过净化系统对氢气进行脱硫、除尘等处理,得到优质的高纯氢气。
二、装置构成:该装置主要由以下几个部分组成:1.气体预处理系统:对天然气进行预处理,包括去除杂质、调整流量和控制压力等。
预处理系统主要包括压缩机、过滤器和调节阀等设备。
2.蒸汽重整系统:将预处理后的天然气与水蒸汽在高温下进行反应,产生一氧化碳和氢气。
蒸汽重整系统主要包括反应器、加热炉和换热器等设备。
3.选择性氧化系统:将蒸汽重整产生的气体进一步反应,生成更多的氢气。
选择性氧化系统主要包括反应器、催化剂和气体分离器等设备。
4.氢气净化系统:对产生的氢气进行脱硫、除尘等处理,得到高纯度氢气。
氢气净化系统主要包括吸附器、过滤器和脱硫器等设备。
5.控制系统:用于对装置各个部分进行监测和控制,确保装置的正常运行。
控制系统主要包括仪表、传感器和自动化控制设备等。
三、技术优势:1.高效节能:该装置采用蒸汽重整和选择性氧化工艺,能够充分利用天然气的能量,提高氢气的产量,并降低能源消耗。
2.环保低碳:该装置产生的氢气不含有害气体,符合环保要求。
而且,天然气作为装置的原料,与其他传统能源相比,具有低碳排放的特点。
3.储运方便:氢气作为清洁能源,具有广泛的应用前景。
采用天然气作为制氢原料,便于储存和运输,能够满足不同行业和领域的需求。
4.经济可行:天然气作为一种丰富的能源资源,价格相对低廉。
600立方天然气制氢装置工艺(一)
600立方天然气制氢装置工艺(一)600立方天然气制氢装置工艺简介天然气制氢是一种环保、高效的氢气生产方式。
600立方天然气制氢装置工艺是一种适用于中小型企业的制氢技术。
本文将为你介绍600立方天然气制氢装置工艺的相关内容。
工艺流程600立方天然气制氢装置工艺的流程分为以下几个步骤:1.天然气脱硫:将天然气中的硫化氢去除。
2.压缩:将净化后的天然气压缩至高压。
3.合成气制备:将压缩后的天然气和蒸汽混合产生合成气。
4.转化反应:将合成气经过转化反应得到纯氢气。
5.氢气净化:将转化反应得到的氢气进一步净化。
工艺优点•生产成本低:与传统制氢方式相比,天然气制氢的成本更低。
•环保:天然气制氢的废气中二氧化碳含量低,对环境污染小。
•适用范围广:600立方天然气制氢装置工艺适用于中小型企业,能够满足企业的氢气生产需求。
应用领域天然气制氢广泛应用于以下领域:•燃料电池汽车:氢气是燃料电池汽车的燃料之一。
•工业用途:氢气在金属冶炼、电子、医药和化学等领域有广泛应用。
•能源储存:氢气能够用于储存能源,满足能量储存和使用需求。
结语600立方天然气制氢装置工艺是一种高效、环保的氢气生产方式。
它具有生产成本低、适用范围广和可持续发展等优点,应用范围广泛。
工艺设备600立方天然气制氢装置工艺需要使用以下设备:1.脱硫设备:用于将天然气中的硫化氢去除。
2.压缩机:用于将净化后的天然气压缩至高压。
3.转化反应器:用于将合成气转化为纯氢气。
4.氢气净化设备:用于将转化反应得到的氢气进一步净化。
5.控制系统:用于对整个制氢过程的控制和监测。
工艺注意事项使用600立方天然气制氢装置工艺需要注意以下事项:1.安全第一:制氢过程中需要注意氢气的危险性,进行安全保障措施。
2.设备维护:制氢设备需要定期进行检修和维护,确保设备正常运行。
3.能源消耗:制氢过程中需要消耗大量能源,需要考虑能源消耗的问题。
4.产品质量:对于氢气的纯度和流量等要求需要符合相关的标准和规定。
最新1500Nm3-h天然气转化制氢装置项目建议书
xxxx集团有限公司1500Nm3/h天然气转化制氢装置项目建议书编号:xxxx-xxxx-1112一、总论1.1 装置名称及建设地点装置名称:1500Nm3/h 天然气制氢装置建设地点:xxxx1.2 装置能力和年操作时间装置能力::1500Nm3/h;H2纯度: ≧99.99(V/V)压力≧2.0 MPa(待定)年操作时间:≧8000h操作范围:40%-110%1.3 原料天然气(参考条件,请根据实际组分修改完善):1.4 产品氢气产品1.5 公用工程规格1.5.1 脱盐水●温度:常温●压力:0.05MPa(G)●水质:电导率≤5μS/cm溶解O2 ≤2 mg/kg氯化物≤0.1 mg/kg硅酸盐(以SiO2计) ≤0.2 mg/kgFe ≤0.1 mg/kg1.5.2 循环冷却水●供水温度:≤28℃●回水温度:≤40℃●供水压力:≥0.40MPa●回水压力:≥0.25MPa●氯离子≤25 mg/kg1.5.3 电●交流电:相数/电压等级/频率 3 PH/380V/50Hz●交流电:相数/电压等级/频率 1 PH/220V/50Hz● UPS交流电:相数/电压等级/频率 1 PH/220V/50Hz1.5.4 仪表空气●压力: 0.7MPa●温度:常温●露点: -55 ℃●含尘量: <1mg/m3,含尘颗粒直径小于3μm。
●含油量:油份含量控制在1ppm以下1.5.5 氮气●压力: 0.6MPa●温度: 40℃●需求量:在装置建成初次置换使用,总量约为5000 Nm3正常生产时不用1.6 公用工程及原材料消耗注:电耗与原料天然气压力有关。
1.7 占地面积主装置占地:约50×40=2000 m2 (不包括公用工程及生活设施等)二、工艺方案2.1 工艺流程简述基本的工艺流程框图如下:器,进一步预热后进入转化管,在催化剂床层中,甲烷与水蒸汽反应生成H2、CO和CO2,甲烷转化所需热量由转化器烧嘴燃烧燃料混合气提供。
天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程
天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程清晰
一、天然气制氢工艺过程
1、原料:
天然气作为原料,其单位的能量超过木炭。
天然气中含氢量为3-7%,主要是由甲烷组成。
2、工艺流程:
(1)气液分离:
经热交换、放空等操作,天然气经液气分离装置分离,得到的气体为
纯净的天然气。
(2)燃烧:
经加热和压缩后,热能和机械能组合在一起,进行燃烧,产生大量的
高压热能烟气。
(3)回流:
将烟气经过扩散塔再燃烧,燃烧后的烟气进入回流管,分为气和水,
其中气液分离后的混合物进入洗涤装置,经过多次洗涤,得到纯净的氢气。
(4)冷凝:
气液分离出来的混合物经过冷凝,冷凝出的氢气填充到压缩氢气罐中,完成气体的回收。
(5)净化:
经压缩的氢气进入净化器,通过吸附塔相当于洗涤,捕集细颗粒,净化氢气。
(6)储存:
经过净化的氢气填充到存储罐中,进行氢气的长期储存,为用户提供及时的氢气供应。
二、天然气制氢装置技术参数
(1)天然气的比热容:1.9KJ/m3·K;
(2)氢的摩尔比:1.360;
(3)氢的密度:0.093Kg/m3;
(4)氢的比热容:2.98KJ/kg·K;
(5)氢的温度:-253℃;
(6)氢气的蒸汽压:1.5kPa;。
天然气制氢工艺技术规程
天然气制氢装置工艺技术规程1.1装置概况规模及任务本制氢装置由脱硫造气工序、变换工序、PSA制氢工序组成1.2工艺路线及产品规格该制氢装置已天然气为原料,采用干法脱硫、3.8MPa压力下的蒸汽转化,一氧化碳中温变换,PSA工艺制得产品氢气。
1.3消耗定额(1000Nm3氢气作为单位产品)2.1工艺过程原料及工艺流程2.1.1工艺原理1.天然气脱硫本装置采用干法脱硫来解决该原料气中的硫份。
为了脱除有机硫,采用铁锰系转化吸取型脱硫催化剂,并在原料气中加入约1-5%的氢,在约400℃高温下发生下述反映:RSH+H2=H2S+RHH2S+MnO=MnS+H2O经铁锰系脱硫剂初步转化吸取后,剩余的硫化氢,再在采用的氧化锌催化剂作用下发生下述脱硫反映而被吸取:H2S+ZnO=ZnO+H2OC2H5SH+ZnS+C2H5+H2O氧化锌吸硫速度极快,因而脱硫沿气体流动方向逐层进行,最终硫被脱除至0.1ppm以下,以满足蒸汽转化催化剂对硫的规定。
2.蒸汽转化和变换原理原料天然气和蒸汽在转化炉管中的高温催化剂上发生烃—蒸汽转化反映,重要反映如下:CH4+H2O= CO+3H2-Q (1)一氧化碳产氢CO+H2O=CO2+H2+Q (2)前一反映需大量吸热,高温有助于反映进行;后一反映是微放热反映,高温不利于反映进行。
因此在转化炉中反映是不完全的。
在发生上述反映的同时还伴有一系列复杂的付反映。
涉及烃类的热裂解,催化裂解,水合,蒸汽裂解,脱氢,加氢,积碳,氧化等。
在转化反映中,要使转换率高,残余甲烷少,氢纯度高,反映温度要高,但要考虑设备承受能力和能耗,所以炉温不宜太高。
为缓和积碳,增长收率,要控制较大的水碳比。
3.变化反映的反映方程式如下:CO+H2O=CO2+H2+Q这是一个可逆的放热反映,减少温度和增长过量的水蒸气,均有助于变换反映向右侧进行,变换反映假如不借助于催化剂,其速度是非常慢的,催化剂能大大加速其反映速度。
天然气制氢装置工艺技术规范
天然气制氢装置工艺技术规程1.1装置概况规模及任务本制氢装置由脱硫造气工序、变换工序、PSA制氢工序组成1.2工艺路线及产品规格该制氢装置已天然气为原料,采纳干法脱硫、3.8MPa压力下的蒸汽转化,一氧化碳中温变换, PSA工艺制得产品氢气。
1.3消耗定额(1000Nm3氢气作为单位产品)2.1工艺过程原料及工艺流程2.1.1工艺原理1.天然气脱硫本装置采纳干法脱硫来处理该原料气中的硫份。
为了脱除有机硫,采纳铁锰系转化汲取型脱硫催化剂,并在原料气中加入约1-5%的氢,在约400℃高温下发生下述反应:RSH+H2=H2S+RHH2S+MnO=MnS+H2O经铁锰系脱硫剂初步转化汲取后,剩余的硫化氢,再在采纳的氧化锌催化剂作用下发生下述脱硫反应而被汲取:H2S+ZnO=ZnO+H2OC2H5SH+ZnS+C2H5+H2O氧化锌吸硫速度极快,因而脱硫沿气体流淌方向逐层进行,最终硫被脱除至0.1ppm以下,以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求。
2.蒸汽转化和变换原理原料天然气和蒸汽在转化炉管中的高温催化剂上发生烃—蒸汽转化反应,要紧反应如下:CH4+H2O= CO+3H2-Q (1)一氧化碳产氢 CO+H2O=CO2+H2+Q (2)前一反应需大量吸热,高温有利于反应进行;后一反应是微放热反应,高温不利于反应进行。
因此在转化炉中反应是不完全的。
在发生上述反应的同时还伴有一系列复杂的付反应。
包括烃类的热裂解,催化裂解,水合,蒸汽裂解,脱氢,加氢,积碳,氧化等。
在转化反应中,要使转换率高,残余甲烷少,氢纯度高,反应温度要高,但要考虑设备承受能力和能耗,因此炉温不宜太高。
为缓和积碳,增加收率,要操纵较大的水碳比。
3.变化反应的反应方程式如下:CO+H2O=CO2+H2+Q这是一个可逆的放热反应,降低温度和增加过量的水蒸气,均有利于变换反应向右侧进行,变换反应假如不借助于催化剂,其速度是特不慢的,催化剂能大大加速其反应速度。
天然气制氢装置技术方案
目录一、原料/燃料气条件 (2)二、产品及要求 (2)三、工艺技术方案 (2)1. 工艺流程示意图 (2)2. 工艺原理 (3)3. 装置国产化水平 (4)四、消耗指标 (4)1. 氢气产品 (4)2. 消耗 (4)五、制氢装置生产成本估算 (5)六、装置投资 (5)七、说明 (5)八、附件 (5)一、原料气条件原料气:天然气温度:40℃压力:3.6MPa(G)低热值:8795kcal/Nm3组分:组分含量%(体积)CH4 92.81C2H6 4.255C3 H8 0.783iC4 H10 0.129nC4 H10 0.129iC5 H12 0.054nC5 H12 0.024C6+ 0.032H2 0.02N2+Ar 0.774CO2 0.99总S ≤20ppm∑ 100.00 二、产品及要求产品气:氢气三、工艺技术方案1. 工艺流程示意图工艺流程示意图2. 工艺原理(1)烃类蒸汽转化烃类的蒸汽转化是以水蒸汽为氧化剂,烃类物质与水蒸汽在镍催化剂的作用下进行反应,从而得到合成气。
这一过程为吸热过程,需外供热量。
一段转化炉转化所需的热量由转化管外的高温燃烧烟气提供。
一段转化气进入二段转化炉后与适量的氧气混合,进行H 2与O 2的燃烧反应及CH 4部分氧化反应,所产生的热量供二段转化气中的甲烷进行深度转化。
在镍催化剂存在下烃类蒸汽转化反应为:烃类蒸汽一段转化反应CH 4+H 2O CO+3H 2-Q 6C n H 2n+2+nH 2O nCO+(2n+1)H 2-Q 7CO+H 2O H 2+CO 2+Q 8二段转化反应22291O H O()Q 2H +=汽+ CH 4+2O 2 CO 2+2H 2+Q2212CO O CO Q +=+ 上述反应放出的反应热足以将二段转化炉炉头温度升至1200~1400℃,这就为二段炉内CH 4深度转化反应提供了足够的热源,发生如下转化反应:CH 4+H 2O CO+3H 2-QCO+H 2O H 2+CO 2+Q(2)MDEA 脱碳活化MDEA 法脱碳工艺原理简述如下:MDEA 化学名为N-甲基二乙醇胺,分子式C 5H 13NO 2,分子量119.17。
400Nm3h天然气制氢装置操作规程
规程编号:S W/52f-28能源中心400Nm3/h天然气制氢装置操作规程规程编制单位(全称):汽车板公辅动力车间规程编制人员:丁炼军编制单位初审人:江华日期使用单位复审人:甘江华日期使用单位主管人:雷志高、周怡谋日期机动设备部初审人:徐世虎、聂卫兵日期机动设备部复审人:潘赟日期规程批准人:王年生日期使用单位:涟钢能源中心生效日期:2014年8月22日注:1、第4条中4.1对特殊部件按要求核实,应明确具体要求的内容。
另外,提到安全装置满足设计要求,应具体明确要求内容。
水压试验内容无。
2、建议作为试用规程,试用一年后完善为正规规程。
2014-8-19 请车间按要求执行,试用一年后,修改完善好规程。
目录5.1、原始开车前的准备........................................................................ 错误!未指定书签。
能源中心汽车板公辅动力车间400Nm3/h天然气制氢装置操作规程1、目的和适用范围1.1、目的为了使操作人员熟悉和掌握400Nm3/h天然气制氢装置的操作要领,规范操作。
1.2、适用范围本规程适用于400m3/h天然气制氢装置的操作。
2、装置性能参数2.1、原料原料气: 天然气进口压力:MPa2.3~2.5进口温度(℃):常温CH4(V%):94.1068C2H6(V%):2.7481C3H8(V%):0.4113C4H10(V%):0.0573C5H12(V%):0.0361C6H14(V%):0.0194CO2(V%):0.7281N2(V%):1.8052总硫(mg/m3):≤200硫化氢(mg/m3):≤20脱盐水:进口压力:MPa0.2~0.3进口温度(℃):常温Cl-(mg/L):≤3PH:5~7电导率(μs/cm):≤102.2、氢气质量公称产氢能力:400Nm3/h装置操作弹性:30~110%操作时数:≥8000h/a产品氢气压力:≥2.0MPa(G)温度:常温H2纯度:≥99.999%(N2除外)氧气含量:≤5ppm总碳含量:≤5ppm产品露点:≤-60℃3、基本原理和工艺流程说明3.1、基本原理3.1.1、天然气脱硫在一定的温度、压力下,原料气通过钴钼加氢及氧化锌脱硫剂,将原料气中的有机硫、H2S脱至0.2PPm以下,以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求,其主要反应为:COS+H2→H2S+COH2S+ZnO→ZnS+H2O3.1.2、烃类的蒸汽转化烃类的蒸汽转化是以水蒸汽为氧化剂,在镍催化剂的作用下将烃类物质转化,得到制取氢气。
天然气制氢技术的不同方法
几种天然气制氢技术的介绍1、天然气部分氧化制氢技术天然气氧化制氢技术和传统的蒸汽重整方法相比,其能耗相比较而言是低的,主要采用比较低廉的耐火材料堆砌反应,但是这个过程也需要纯度比较高的氧气,这也无形中增加了制氧成本和设备成本,天然气催化部分的氧化器主要是采用了高温无机陶瓷,这样能够将廉价制氧和制氢相结合。
2、自热重整制氢这个工艺流程转变了由外部供热到内部自己提供热源,对能源利用比较合理,这个过程主要是在反应产生的热量能够被其他反应需要热量所利用,实现自身供热。
这个技术的工作原理就是在反应器中耦合了一些热量,这些热量主要是天然气燃烧反应所产生,同时还可以天然气水蒸气进行反应,能够实现反应的自供热。
另外,由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行,这个过程仍然需要一些高端抗高温的仪器,这些仪器主要有不锈钢管,在也就增加了天然气制氢的成本,同时还有生产力低下等一下缺点。
3、高温裂解制氢技术天然气高温裂解制氢是天然气经高温催化分解为氢和碳该过程由于不产生二氧化碳,被认为是连接化石燃料和可再生能源之间的过渡工艺过程。
辽河油田对于天然气高温催化裂解制氢,广泛开展了大量研究工作,所产生的碳能够具有特定的重要用途和广阔的市场前景。
4、绝热转化制氢技术绝热转化制氢技术在当前比较先进,这种技术最大的特点就是其反应原料为部分氧化反应,能够提高天然气制氢装置的能力,可以更好地控制速度步骤。
天然气转化制氢工艺主要采用的是空气痒源,设计的含有氧分布器的反应器可解决催化剂床层热点问题及能量的合理分配,催化材料的反应稳定性也因床层热点降低而得到较大提高,天然气绝热转化制氢在加氢站小规模现场制氢更能体现其生产能力强的特点,并且该新工艺具有流程短和操作单元简单的优点,通过该工艺能够降低投资成本和制氢成本,能够提高企业的经济效益。
5、传统天然气制氢工艺传统的天然气制氢的工艺流程由原料气处理、蒸汽转化、CO变换和氢气提纯四大单元组成。
天然气制氢技术方案及设备配置模板
天然气制氢气装置技术方案项目名称:****Nm3/h天然气制氢装置技术方案及设备配置第一部分技术方案1、产品方案装置氢气生产能力:***Nm3/h2、天然气裂解制氢工艺方案2.1 烃类蒸汽转化制氢工艺简介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和石油化工厂的制氢装置,其造气工艺大多为水蒸汽转化法。
经过多年的生产实践,目前已积累了许多成功的工程设计和操作经验。
因此本方案采用水蒸汽转化法造气工艺。
国内外蒸汽转化制氢的净化工艺主要有两种。
即化学净化法和变压吸附净化法(PSA净化法)。
国内早期建设的制氢装置均采用化学净化法。
由于近年PSA技术的进步(多床多次均压,吸附剂性能的改进等),使氢的回收率最高达95%,加之PSA 技术的国产化,极大降低了PSA装置的投资以及其操作成本,使该技术在新建制氢装置中占主导地位。
采用天然气为原料生产氢气。
选择PSA净化气体,其制氢成本比采用化学净化法的制氢成本低,同时采用PSA技术具有流程简短、自动化程度高、产品氢纯度高等特点,因此,我们推荐用户采用PSA净化技术。
综上所述,制氢装置采用水蒸汽转化法加PSA净化工艺。
2.2原料组成压力:≤0.2Mpa温度:40℃。
原料气组成(V%):3、工艺流程3.1工艺概述本制氢装置是以天然气为原料,采用蒸汽转化造气工艺制取粗氢气。
转化压力~2.0MPa(G),粗氢经变换和PSA 分离杂质后得产品氢气。
3.2基本原理 3.2.1 原料脱硫脱硫分两步进行:原料气中有机硫化物的加氢转化反应,硫化氢的脱除。
在一定温度、压力下,原料气通过钴钼加氢催化剂,将有机硫转化成无机硫;原料经过有机硫转化后,再通过氧化锌脱硫剂,将原料气中的H 2S 脱至0.2ppm 以下,以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求,其主要反应(以硫醇和噻酚为例)为:3.2.2 烃类的蒸汽转化烃类的蒸汽转化是以水蒸汽为氧化剂,在镍催化剂的作用下将烃类物质转化,得到制取氢气的原料气。
天然气制氢技术简介及应用中的关键问题
天然气制氢技术简介及应用中的关键问题薛瑶;贾建成【摘要】大型化工行业中以天然气为原料的制氢工艺主要是天然气蒸汽转化,该工艺流程主要由原料气预处理、蒸汽转化、一氧化碳变换和氢气净化提纯四大单元组成,其中转化炉是蒸汽转化的技术核心和关键设备。
本文主要对上述四个单元的作用原理、工艺流程及关键操作参数进行了详细的介绍,并依据作者的工作经验,提出了天然气蒸汽转化制氢技术在工程化和试车过程中要注意的关键问题。
%With natural gas as raw material, natural gas steam reforming of hydrogen production process is mainly used in large chemical industry.This process is mainly composed by four units, feed gas pretreatment, steam reforming, carbon monoxide conversion and hydrogen purification.The conversion furnace is the core technology and key equipment in steam reforming.The principle, process flow and key operating parameters on the role of the above four units were introduced in detail.Based on work experiences, the key problems about the natural gas steam reforming hydrogen production technologies in engineering and commissioning in the process were put forward.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)015【总页数】2页(P191-192)【关键词】天然气蒸气转化;一氧化碳变变换;氢气提纯【作者】薛瑶;贾建成【作者单位】陕西延长石油集团延安炼油厂,陕西延安 716000;陕西延长石油安源化工有限公司,陕西神木 719319【正文语种】中文【中图分类】TE646氢气作为重要的工业原料和还原剂,广泛用于石油化工、冶金、化肥等工业中,其中用量最大的为石油化工行业。
天然气蒸汽转化制氢装置节能降耗技术
天然气蒸汽转化制氢装置节能降耗技术摘要:本文主要针对目前使用的天然气蒸汽转化制氢装置工艺流程能耗进行了深入分析,并在此基础上,对天然气蒸汽转化制氢装置节能降耗提出了一些可行的建议。
通过在整个装置中增强冷凝液回收系统,并进一步提升了盐水温度,从而使得浓水的排放量减小。
通过一系列的节能改造后使得天然气蒸汽转化制氢装置节能效果进一步提升,企业带来了更大的经济效益以及环境效应。
【关键词】天然气;蒸汽重整;制氢装置;节能改造;效益提升引言随着当前整个化工行业的快速发展,从而使得烃类蒸汽转化制氢也逐渐形成了成熟的工艺,目前很多国外制氢装置采用的都是这种方法,我国目前主要在工业生产中使用的工艺装置有烃类蒸汽转化制氢以及煤气化制氢装置等两种。
与煤气制氢相比较,天然气制氢装置在实际的应用过程中设备整体投入量较小,而且在生产过程中整体能耗较低,污染量也较小,二氧化碳排放也相对比较小。
油田化工企业为了进一步提升制氢装置的经济效益,并主要针对当前的天然气制氢装置在实际应用过程中的节能降耗进行深入的分析,某石油化工企业针对制氢装置运行过程中存在的问题,提出了冷凝液回收利用、提升脱氢水站收率等几种节能改造措施,从根本上有效提升了制氢装置实际应用的经济效益。
1工艺冷凝回收1.1现状分析当整个制氢装置在满负荷运行状态下,其实际产生的工业蒸汽量能够达到12t/h,在这部分工业蒸汽中过剩的水蒸气量能够达到8t/h,过程水蒸气基本上都经过冷却形成了工艺冷凝液。
当年受到一定的压力作用后工艺冷凝液会溶解一定量的二氧化碳,因此,通常情况下工艺冷凝液都呈现出酸性会对工艺设备以及工艺管线产生一定的腐蚀作用,因此在脱盐水站的各种装置运行过程中不能将其作为原水来使用,导致大部分的工艺冷凝水都会直接进行外排,并会导致出现一定的资源浪费现象[1]。
工艺冷凝液的PH值以及电导率等各种参数与脱盐水站装置原水相比较出现了非常严重的超标现象。
鉴于此,要想充分实现工艺冷凝水的回收利用,但必须要解决其PH值问题,这样才能够将其直接引入到脱盐水站反渗透膜中。
天然气制氢装置技术方案
天然气制氢装置技术方案
内容要全面
一.技术思想
天然气制氢工艺是一种高效、安全、廉价的能源转换技术,它采用氢
化反应将天然气中的碳氢化合物分解成氢气和一定量的二氧化碳,从而获
得纯净的氢气。
采用天然气制氢装置,可以获取高纯度、低成本的氢气,
并具有抗过热等特性,是一种新型的制氢工艺。
二.工艺流程
天然气制氢装置典型工艺流程如下:经过取样和初步净化的天然气进
入预压缩塔,然后经过调节器进入热稳定塔,对天然气进行预热,使其达
到一定的温度后方可制氢,然后经过氢化塔将天然气中的碳氢化合物分解
成氢气和二氧化碳,然后再将二氧化碳直接排放,进而获取纯净的氢气,
最后经过压缩一步步压高氢气的压力,得到满足用户要求的高纯度氢气。
三.工艺优势
(1)环境友好:流程中仅有二氧化碳作为副产物,而该二氧化碳可
以被直接排放,不会给环境带来污染。
(2)抗过热:在装置内安装有过热保护装置,可以有效防止设备过热,提高工作稳定性。
(3)能效高:氢化反应是一个非常具有效率的反应,可以有效利用
天然气的能量,提高工艺效率。
(4)操作简单:天然气制氢装置的操作简单,易于维护,便于掌握,可降低生产。
天然气制氢装置技术方案
天然气制氢装置技术方案摘要:本文档旨在提出一种天然气制氢装置的技术方案。
通过详细介绍天然气制氢的原理、工艺流程、装置设计和关键设备选型等内容,全面而系统地阐述了该技术方案的完整性和可行性。
希望本文能为研究和开发天然气制氢装置的相关人员提供参考和借鉴。
1.引言1.1研究背景1.2目的1.3本文结构2.天然气制氢原理2.1天然气成分分析2.2易燃气体的选择2.3制氢原理3.天然气制氢工艺流程3.1前处理3.1.1压缩净化3.1.2脱硫脱水3.1.3预加热3.2催化剂选择与催化反应3.2.1催化剂种类与性能3.2.2催化反应条件3.3气体分离3.3.1膜分离法3.3.2吸附分离法3.3.3膜吸附联合分离法3.4氢气的纯化与制备4.天然气制氢装置设计4.1整体架构设计4.2设备选型与布置5.关键设备介绍5.1压缩净化设备5.2脱硫脱水设备5.3加热设备5.4催化剂反应器5.5气体分离设备5.6纯化与制备设备6.安全措施6.1设备安全设计6.2环境安全设计6.3作业人员安全培训7.性能评估7.1制氢效率7.2能耗需求7.3技术经济指标8.结论以上是一份天然气制氢装置技术方案的基本框架,具体的内容可以根据实际情况进行扩充和完善。
本文所提供的信息将有助于理解天然气制氢装置技术方案的整体流程和设备配置,为实际项目的设计和实施提供参考。
但需要注意的是,具体技术方案的设计和实施需要考虑实际情况和需求,同时还需要进行详细的工程设计和安全评估。
天然气制氢工艺及设备简介
主要产品:
合格氢气
用氢单位:
渣油加氢、加氢裂化、柴油加氢、硫磺等
一、装置概述
技术路线:
造气部分引进Technip公司低能耗蒸汽转化制氢技术 吸附部分采用成都华西工业气体有限公司PSA净化工艺
技术特点:
技术先进、成熟可靠、灵活节能
转化炉的 参数特点:
三高:高转化入口温度、高转化出口温度、高碳空速 一低:低水碳比 特点:代表当今较先进的制氢技术水平。
炉型结构比较
工况的适应
顶烧炉上部供热较多,转化管采用抗积碳性能好的催化剂 时,可以很好的和转化反应相匹配,在反应最激烈处能供给 最多的热量,燃料放热分布与反应吸热分布较协调。但炉管 纵向温度不能调节,在操作末期或催化剂积碳时,上部反应 较少,管内介质温度升高很快,造成转化炉管的管壁温度升 高,对炉管寿命有影响,设计管壁温度也需要较大的裕量。 侧烧炉和梯台炉可以根据需要调节沿炉管长度方向受热的 负荷,对不同工况的适应情况较好。
原料气升 压及精制
转化
三、工艺过程
原料气升 预转化 压及精制
自系统管网来的干气经压缩机升压 后,与自界区来的天然气混合进入装置, 混合后原料压力4.0MPa(G)。
进入脱硫部分的原料气,首先经过钴钼加氢反应器,在钴钼 精制后的原料气,按水碳比 催化剂的作用下发生氢解反应,把有机硫转化为无机硫,有机氯 2.3mol/mol与工艺蒸汽混合,再经转化 转化为氯化氢。然后,加氢后的原料气通过脱硫反应器床层,在 炉对流段中原料/蒸汽预热段预热至 加氢反应器氯化氢与氧化钠反应,生成氯化钠,在脱硫反应器氧 470℃,进入预转化反应器。预转化反 化锌与硫化氢发生反应,生成硫化锌,达到脱氯、脱硫的目的。 应器为一绝热反应器,在催化剂的作用 精制后的气体中硫含量小于0.1ppm,进入预转化部分。
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目录
一、原料/燃料气条件 (2)
二、产品及要求 (2)
三、工艺技术方案 (2)
1. 工艺流程示意图 (2)
2. 工艺原理 (3)
3. 装置国产化水平 (4)
四、消耗指标 (4)
1. 氢气产品 (4)
2. 消耗 (4)
五、制氢装置生产成本估算 (5)
六、装置投资 (5)
七、说明 (5)
八、附件 (5)
一、原料气条件
原料气:天然气
温度:40℃
压力:3.6MPa(G)
低热值:8795kcal/Nm3
组分:
组分含量%(体积)
CH4 92.81
C2H6 4.255
C3 H8 0.783
iC4 H10 0.129
nC4 H10 0.129
iC5 H12 0.054
nC5 H12 0.024
C6+ 0.032
H2 0.02
N2+Ar 0.774
CO2 0.99
总S ≤20ppm
∑ 100.00 二、产品及要求
产品气:氢气
三、工艺技术方案
1. 工艺流程示意图
工艺流程示意图
2. 工艺原理
(1)烃类蒸汽转化
烃类的蒸汽转化是以水蒸汽为氧化剂,烃类物质与水蒸汽在镍催化剂的作用下进行反应,从而得到合成气。
这一过程为吸热过程,需外供热量。
一段转化炉转化所需的热量由转化管外的高温燃烧烟气提供。
一段转化气进入二段转化炉后与适量的氧气混合,进行H 2与O 2的燃烧反应及CH 4部分氧化反应,所产生的热量供二段转化气中的甲烷进行深度转化。
在镍催化剂存在下烃类蒸汽转化反应为:
烃类蒸汽一段转化反应
CH 4+H 2O CO+3H 2-Q 6
C n H 2n+2+nH 2O nCO+(2n+1)H 2-Q 7
CO+H 2O H 2+CO 2+Q 8
二段转化反应
22291O H O()Q 2
H +=汽+ CH 4+2O 2 CO 2+2H 2+Q
2212
CO O CO Q +=+ 上述反应放出的反应热足以将二段转化炉炉头温度升至1200~1400℃,这就为二段炉内CH 4深度转化反应提供了足够的热源,发生如下转化反应:
CH 4+H 2O CO+3H 2-Q
CO+H 2O H 2+CO 2+Q
(2)MDEA 脱碳
活化MDEA 法脱碳工艺原理简述如下:
MDEA 化学名为N-甲基二乙醇胺,分子式C 5H 13NO 2,分子量119.17。
MDEA 与CO 2的反应如下:
2232323CO H O H HCO H R NCH R CH NH +-
+++++=
上面二式相加为总反应:
2322233R NCH H O CO R CH NH HCO -++=++
CO 2和H 2O 的反应的速度很慢,为MDEA 吸收CO 2反应的控制步骤,加活化
剂(P )后改变了反应历程,其反应按下式进行:
222
2223232322332()()22CO P P CO P CO R NCH R CH NCOO P R CH NCOO H O R CH NH HCO +-
+=+=++=+
CO 2和活化剂P 的反应速度很快,活化剂(P )起到了传递CO 2的作用,加快了反应速度。
活化剂在表面吸收CO 2后向液相传递CO 2,而活化剂又被再生。
MDEA 吸收CO 2,兼有化学和物理吸收的特点。
利用CO 2分压差值,将压力降低,即可将溶液中大部份CO 2解析出来,从而降低再生热耗。
其反应式如下:
2332322R CH NH HCO R NCH H O CO +-+=++↑
3. 装置国产化水平
本转化装置所有设备均可国内制造,催化剂可国内采购。
四、消耗指标
1. 氢气产品
流量:33330Nm 3/h
温度:40℃
压力:2.0MPa (A )
氢气浓度:≥99.9v%
2. 消耗
原辅材料消耗表(按1000Nm 3氢气计) 序号
项目 单位 小时消耗消耗定额 备注 1
原料天然气 Nm 3 11021 330.7 2
氧气(≥99.5v%,2.5MPa ) Nm 3 5286 158.6 3
中压蒸汽 t 16 0.48 4
电 kWh 960 28.8 5
循环水(△t=10℃) m 3 1250 37.5 6
脱盐水 t 15 0.45 7
副产工艺冷凝液 t -19 -0.57 8 仪表空气 Nm 3 500 15
五、制氢装置生产成本估算
制氢装置生产成本(以1000Nm3氢气计)
序号项目单位消耗定额单价(元)单位成本(元)
1 天然气 Nm3 330.7 2.48 820
2 氧气 Nm
3 158.6 0.3 48
28.8
0.337 10 3 电 kWh
0.48 100 48 4 中压蒸汽 t
0.45 8 3.6
5 脱盐水 t
6 新鲜水m3 0.9 3 2.7
7 催化剂及化学品元 5
8 折旧及维修等元37
9 工资福利及财务、管理费元25
10 总计1000
六、装置投资
1. 装置投资:~8500万元(不包括空分)。
2. 如果净化气能满足焦油加氢对氢气质量的要求,则可不用PSA,投资减少
~2000万元。
七、说明
1. 需配套6000Nm3/h空分,投资~3000万元;
2. 请给出焦油加氢对氢气质量的要求,以确认是否需要设置PSA;
3. 工期1年(主要由空分工期决定);
4. 煤干馏投产后,用副产荒煤气代替天然气制氢,天然气制氢装置及配套的空
分全部可用,需增加荒煤气压缩、脱硫及PSA改造。
八、附件
1. 进PSA净化气条件
2. 转化工序工艺流程图
3. MDEA脱碳工序工艺流程图
4. 变压吸附装置工艺流程图
1. 进PSA净化气条件
组分CH4H2N2CO CO2Ar∑v%0.498.850.310.320.10.02100温度:40℃
压力:2MPa。