制氢流程

10000Nm3/h制氢装置

装置概况

装置建设规模10000Nm3/h纯氢，按年开工8000小时计算，相当于年产纯氢0.72万吨；装置上线为13000Nm3/h纯氢。

装置组成

本装置有以下几部分装置组成

原料压缩、预热；

原料加氢、脱硫；

原料气转化及中温变换；

中变气换热、冷却及换热分液

中变气变压吸附提纯；

酸性水处理及蒸汽发生；

生产方法及流程特点

本装置采用烃类水蒸气转化法造气和变压吸附氢提纯的工艺流程，该流程简单、成熟可靠、产品氢气纯度高。

主要产品及副产品

本装置产品为工业氢气，产量为10000Nm3/h纯氢；装置副产变压吸附尾气全部用作转化炉燃料。

原材料及产品性质

原材料性质

本装置的主要原料为脱硫后的焦化干气及加氢干气（称为混合干气）催化干气作为本装置的备用原料，主要原料性质如下：

产品性质

工业氢气温度40℃压力2.0MPa

组成见表

物料平衡

制氢装置物料平衡

主要设备：

设备总台数77台

反应器：5台塔：1座加热炉：2座换热器：7台

空冷器：2片废热锅炉：1台（即转化炉对流段）蒸汽发生器：2台

压缩机：2台泵：6台（两台磷酸盐加药泵与溶解槽撬装）风机：4台

容器：17台（包括两台磷酸盐溶解槽）烟囱：1座蒸汽减温器：1台

其他小型设备：26台

工艺流程说明

来自焦化装置的压力为0.6MPa（G）的脱硫后混合干气在压缩机入口分液罐分液后，通过原料气压缩机（K-2201）升压到 3.1MPa后，经原料气-中变气换热器或开工加热炉（F-2201）升温到280℃左右进入绝热加氢反应器（R-2201），在其中有机硫加氢转化为硫化氢，烯烃加氢饱和后，出口温度达到约360℃，进入脱硫反应器（R-2202）吸附其中的氯化物和硫化氢后总硫含量小于0.5ppm，氯化氢小于1ppm。

当采用催化干气做原料时，来自界区外的0.6MPa（G）催化干气在压缩机入口分液罐分液后，通过原料气压缩机（K-2201）升压到3.1MPa后，经原料气-中变气换热器或开工加热炉（F-2201）升温到230℃左右进入变温反应器（R-2204），在其中有机硫加氢转化为硫化氢，大部分烯烃加氢饱和，该反应器反应放热由来自汽柴油加氢装置的加氢柴油取走，使反应出口温度为270℃左右；然后再进入绝热加氢反应器（R-2201）。

经过上述预处理后的原料气与装置自产蒸汽混合（按H2O/C比3.7的比例）后，在转化炉（F-2202）原料预热段加热到480～520℃进入转化炉管，原料气和蒸汽在管内的催化剂作用下反应生成H2,CO,CO2和部分甲烷，转化炉出口温度为800～820℃，压力为2.4MPa（G），残余甲烷约为6.08％（干基）。

820℃左右的转化气在转化气蒸汽发生器（E-2211）中发生3.5MPa中压蒸汽，同时自身冷却到360℃左右进入中变反应器（R-2203），在反应器中，转化气的CO与水蒸气继续进行变换反应生成H2和CO2，出口的CO小于3％（干基V％）。中变反应器出来的中变气经与原料气换热、中变气蒸汽发生器（E-2205）发生3.5MP中压蒸汽后，经过中变气-脱氧水换热器（E-2201）换热后进入中变气第一分液罐（D-2203）,分液后的中变气再与除盐水在中变气-除盐水换热器（E-2202）换热并在中变气第二分液罐（D-2204）分液，分液后的中变气再经中变气空冷器（EC-2201）冷却至65℃后进入中变气第三分液罐（D-2205）分液，分液后的中变气最后经中变气后冷器（E-2206）冷却至40℃后进入中变气第四分液罐（D-2206）分液，分液后的中变气进入变压吸附部分。

中变气在变压吸附部分中经物理吸附，在吸附罐顶引出产品氢气送出装置。PSA排出的

低压尾气经解吸气混合罐和解吸气缓冲罐稳压均质后连续供作转化炉的燃料。

中变气在变压吸附部分中经物理吸附，在吸附罐顶引出产品氢气送出装置。变压吸附单元是由8台并列的吸附塔（C-2401/A-H）和一台顺放气罐（D-2401）、一台解吸气缓冲罐（D-2402）及一台解吸气混合罐（D-2403）组成。每台吸附塔依次经过吸附、四次均压降压、顺放、逆放、吹扫、四次均压升压和产品升压等步骤实现一个完整的“吸附-再生”循环，八台吸附塔交替操作实现连续产氢。在逆放和吹扫阶段排出的低压尾气经解吸气混合罐和解吸气缓冲罐稳压均质后连续供作转化炉的燃料

由中变气分液罐分出的酸性冷凝水经酸性水汽提塔（C-2201）汽提后，与进装置的除盐水混合经中变气-除盐水换热器（E-2202）换热至100℃进入除氧器。104℃的脱氧水经锅炉给水泵（P-22O1）升压后与中变气在中变气-脱氧水换热器（E-2201）换热到210℃，进入汽水分离器（D-2211）和（D-2216）发生中压蒸汽，大部分蒸汽与原料气混合作为转化炉进料，剩余部分送至3.5MPa蒸汽管网。