制氢培训
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2020/7/28
七、主要设备:转化炉
4.1转化炉的选择 4.1.1炉型选择 转化炉为制氢装置的核心设备,其结构形式主要: 顶烧炉、侧烧炉、阶梯炉和底烧炉等。圆筒炉和方 箱炉。目前广泛应用的炉型只有顶烧和侧烧两种, 炉型选择主要取决于下列因素。 —— 转化炉的大小。 —— 应用场合。 —— 燃料种类。
2020/7/28
1、转化的基本原理
转化型式:一段转化+二段转化;一段转化
烃类水蒸汽转化主要反应有:
CnHm+nH2O=nCO+(n+m/2)H2
①
CO+3H2=CH4+H2O △Ho298 =-206kJ/mol ②
CO+H2O=CO2+H2 △Ho298 =-41kJ/mol ③
以甲烷为主的气态烃,蒸汽转化过程
2、对于烯烃含量较高(如:催化干气或 焦化干气)的制氢原料,烯烃饱和工艺可以采 用流程简单、投资较低的等温绝热加氢工艺和 变温加氢工艺。不宜采用流程复杂、投资较高 的绝热循环加氢工艺。
2020/7/28
制气工段 五:、蒸汽转化工艺条件的选择
* 压力的选择 * 温度的选择
入口温度 出口温度 * 水炭比的选择 * 空速的选择
原料气
~ 220 ℃ 350 ~ 380℃
适用原料: 烯烃不限制
去转化炉
特点:投资大 、流程复杂
循环压缩机 原料预热炉 冷却器 加氢反应器 氧化锌脱硫反应器
2020/7/28
3、等温绝热加氢工艺
220℃
汽包
原料气
TC
350 ~ 380℃
适用原料: 烯烃含量不
限制
270℃
去转化炉
原料预热炉 等温加氢反应器 绝热加氢反应器 氧化锌脱硫反应器
工艺技术方案的选择
2020/7/28
)
2020/7/28
制气工段 : 三、制氢装置原料的多样化
(一)原料的要求 在制氢装置的氢气成本构成中,原料和燃料费 用约占60~85%,其余水电、催化剂及化学药 剂消耗、工资、大修折旧、车间经费等只占15 ~40% 原料规格要求 原料组成 同炭数的烃类其积炭倾向为:烯烃>芳香烃>环 烷烃>烷烃 商业化的转化催化剂对原料的要求一般为:烯 烃<1%mol;芳烃含量<13%。环烷烃<36%,轻 油干点<210℃。
二硫化碳: CS2+4H2→CH4+2H2S
氧化锌脱硫原理 脱氯原理
ZnO(固)+H2S=ZnS(固)+H2O
△ Ho 298 =-76.62kJ/mol
2020/7/28
加氢和脱硫反应重整条件:
氢气分压: 加氢转化反应与氢分压有关。
氢油比高,有利于氢解反应进行,但消耗 增加。
氢油比低,不有利于氢解反应进行,不能 达到脱硫要求。
较为简单,主要发生上述反应,最终产品
气组成由反应②③平衡决定。
2020/7/28
蒸汽转化过程反应原理
而轻石脑油,由于其组成较为复杂,有烷 烃、环烷烃、芳烃等,因此,除上述反应外, 在不同的催化床层,还发生高级烃的热裂解、 催化裂解、脱氢、加氢、积炭、氧化、变换、 甲烷化等反应,最终产品气组成仍由反应②③ 平衡决定。
目前国内:820-860 °C 2020/7/28
3、水碳比 :影响装置能耗和催化剂的积炭 3.0-3.5(mol)(PSA工艺流程) 4.0-5(mol)(常规工艺流程)
4、转化催化剂 : 国内:Z417W/Z418W;Z413/Z414////Z403 国外: ICI ///// RNKR 。
2020/7/28
制气2工、段转化温度的选择 :
1)入口温度:500-650 °C(取决于原料) 对原料的影响 对转化反应的影响:降低了转化炉的热负荷 对燃料消耗的影响:降低燃料消耗 对外输蒸汽的影响:降低外输蒸汽量 预转化工艺的应用
2)出口温度 提高原料的转化率 降低残余甲烷含量 对转化炉炉管材料的要求
一般加氢反应的氢油比(H2/油)为80~100( 体积)。 天然气:5-10% 干气:利用自身的氢气
2020/7/28
反应温度:220~400℃。 压力:影响不大 空速:由于加氢反应为内扩散反应, 对加氢反应有较大影响。一般轻油的液 空速为1~6h-1,气体空速为500-1000 h-1 左右。
2020/7/28
2020/7/28
制气工段
: 原料的杂质
1.1 硫含量 (进转化炉前〈0.2ppm) 1.2 氯含量 (进转化炉前〈0.2ppm) 1.3 砷含量 (进转化炉前〈1ppb) 1.4 烯烃含量(进转化炉前〈1%) 1.5、脱盐水的硫含量
2020/7/28
原料的产氢率的要求
原料的氢碳化与理论产氢量的关系
含烯烃原料:催化干气、焦化干气
焦化干气: 一般含有13~20%的氢气;5~10%的烯烃(主要为乙烯
和丙烯);其余为甲烷等饱和烷烃,杂质含量中主要为有机 硫,经过湿法脱硫后,一般含有50~200ppm的总硫。
催化干气: 一般含有20~40%的氢气;15~20%的烯烃(主要为乙烯
);15%左右的氮气,其余为甲烷等饱和烷烃,杂质含量中主 要为无机硫,经过湿法脱硫后,一般含有10~20ppm的总硫 。
2020/7/28
制气工段 :典原型料的烯烯烃烃、饱有和机、硫加加氢氢反脱应硫有原:理
乙烯:
C2H4+H2→C2H6
硫醇:
RSH+H2→RH+H2s
硫醚:
R1SR2+2H2→R1H+R2H+H2S
二硫醚: R1SSR2+3H2→R1H+R2H+2H2S
噻吩:
C4H4S+4H2→C4H10+H2S
氧硫化碳: COS+H2→CO+H2S
2020/7/28
顶烧炉的特点:
7)对流段设置于地面上,与侧烧炉对流段设置在 辐射段顶部相比,对流段的安装和检修都较为方 便,汽包安装高度亦大大降低。 8)由于顶烧炉火嘴较少,便于采用空气预热器, 空气经对流段低温热预热后进入火嘴助燃,可节 省燃料消耗。 9)顶烧炉因火嘴集中,能量大、数量少更适合于 燃烧低热值的PSA脱附气。
2020/7/28
20000m n/h制氢转化炉(顶烧 )
2020/7/28
5000m3n/h制氢转化炉(顶烧)
2020/7/28
顶烧炉总图
2020/7/28
侧烧炉简图
2020/7/28
顶烧炉的特点:
1)最适合转化反应的要求 2)有利于延长炉管的使用寿命。 3)辐射效率高,燃料消耗少。 4)烧嘴种类众多,燃料的适应性强。 5)烧嘴数量少,易于操作。 6)操作弹性大。
工艺路线
氢气成本
投资 规模
1、天然气蒸汽转化 2、轻油蒸汽转化 3、干气蒸汽转化 4、重油蒸汽转化 5、煤汽化 6、甲醇裂解 7、氨裂解 8、电解水
0.6-1.2元/NM3 1.0-1.5元/NM3 0.4-0.7元/NM3 1.0-1.5元/NM3 1.0-1.2元/NM3 1.6-2.1元/NM3 2.5-3.0元/NM3 3-5元/NM3
绝热加氢工艺流程图
2020/7/28
4、变温加氢工艺
220℃
原料气
350 ~ 380℃
适用原料: 烯烃含量不
限制
去转化炉
原料预热炉 变温加氢反应器 绝热加氢反应器 氧化锌脱硫反应器
绝热加氢工艺流程图
2020/7/28
烯烃加氢工艺技术方案的选择原则
1、对于烯烃含量较低(如:轻石脑油、加 氢干气、天然气等)、烯烃含量小于6.5%(V) (如:焦化干气、焦化干气或催化干气与不含 烯烃的气体原料混合物)的制氢原料,烯烃饱 和工艺采用流程简单、投资较低的绝热加氢工 艺即可满足生产要求。
Байду номын сангаас
高纯氢气
2020/7/28
工艺路线 :
确定流程:
原料 (甲醇)
甲醇裂解制氢工艺流程图
甲醇分解PSA 解析气放空
高纯氢气
燃料气 燃料油
或煤
2020/7/28
工艺路线 :
确定流程:
原料 (天然气
干气 轻石脑油
) 燃料气
甲醇、氢气装置工艺流程图
甲醇分解PSA 解析气放空
高纯氢气
2020/7/28
二、轻烃蒸汽转化制氢技术方案选择
2020/7/28
6.1.2 转化炉管的选择
转化炉管一般选用HK或HP系列高铬镍合金离心烧涛管 。目前多采用HP系列离心浇涛管。主要原因如下:
2020/7/28
制气工(段二)制氢原料的种类
:
适合于作制氢装置的原料可分为气态烃和液态烃二类 ,其性质类似。
气态烃主要有:天然气、加氢干气,重整干气 以及焦化干气和催化干气等。
液态烃主要有:直馏石脑油、加氢的轻石脑油 、重整装置生产的抽余油、拔头油以及饱和液化 石油气等。
二次加工油:催化裂化、焦化、减粘等二次加工 装置生产的烃油,由于其杂质含量(硫氮等)高 ,烯烃、芳烃含量高,不能作为制氢原料
2020/7/28
制气工(段三)制氢原料选择的原则
:
原料选择考虑原则: 1、产氢量 2、原料价格 3、烯烃含量的影响 4、选择顺序 先轻后重、先低烯烃后高烯烃 加氢干气、重整干气(天然气) 、芳烃化尾气、 焦化干气、催化干气、轻石脑油
2020/7/28
四、含烯烃原料的烯烃饱和技术 1、绝热加氢工艺 2、绝热循环加氢工艺 3、等温绝热加氢工艺 4、变温绝热加氢工艺
1.0 500-2x105 1.0 5000-2x105 1.05 500-2x105 2-3 104-1x105 1-3 1000-2x104 0.7 100-1000
20-500 20-200
2020/7/28
工艺路线 轻烃蒸汽转化制氢工艺流程图 :
确定流程:
原料 (天然气
干气 轻石脑油
) 燃料气
5、炭空速:500-1200h-1(催化剂性能、压降)
6、空气预热温度:260-500度
2020/7/28
制气工段 :六、一氧化碳变换流程的选择
1、 工艺原理: 一氧化碳变换反应是一可逆放热反应: CO+H2O=CO2+H2 △Ho298 =-41.4KJ/mol
2、流程: (1)无一氧化碳变换工艺流程:
气体品质:焦化干气优于催化干气
2020/7/28
1、绝热加氢工艺
原料气
250 ~ 390℃ 320 ~ 370℃
适用原料: 烯烃含量小 于7%以下
1、传统流程 2、发展过程 3、催化剂 4、使用条件
原料预热炉
去转化炉 加氢反应器 氧化锌脱硫反应器
绝热加氢工艺流程图
2020/7/28
2、绝热循环加氢工艺
天然气\ 轻油干
气
燃料气
低纯氢气 CO2产品
优点:氢损失小,副产工业CO2,缺点:氢纯度低,燃料消耗大,能耗高,氢气压力低
PSA流程:
天然气\轻油
高纯氢气
燃料气
优点:氢纯2度020高/7/,28 压力高,燃料消耗小,能耗低,缺点:氢损失略大,无副产CO2
工艺技术方案的比较
两种净化工艺特点比较
2020/7/28
烃类水蒸汽转化反应是体积增大的强吸热反 应,低压、高温、高水碳比有利于上述反应的 进行。
工程设计选择:高压、高温、低水碳比
2020/7/28
制气工段 :2、转化压力的选择
1)对转化反应的影响 2)对设备的影响 3)对平面布置的影响 4)对余热回收的影响 5)对PSA氢气收率的影响 6)对压缩机的影响 选择装置供氢压力为2.4MPa(对于PSA流程) 选择装置供氢压力为1.3MPa(对于常规流程)
1、低水碳比、高转化温度,以降低 原料和燃料消耗;
2、预转化工艺和后转化工艺(一种 列管式的转化反应器)与常规转化炉的 优化组合方案,以降低转化炉的燃料消 耗;
3、应用现代节能技术,优化余热回 收方案,以进一步降低装置能耗。
2020/7/28
工艺路线 4、轻烃制氢技术路线的选择 : 常规(化学法)流程:
无变换适用于甲醇装置,不适应于制氢装置和合成氨装置
有变换适合于制氢
(2)中变+低变流程:CO<0.3%
适合于化学净化法 制氢工艺和合成氨装置
(3) 中变流程:适合于PSA净化法制氢工艺; CO<3%
3、操作条件 (1)温度:320-380/390-430 °C;(2)压力;(3)水汽比
4、变换催化剂:B110、B113、FB123
1、国外制氢技术状况
KTI、Topsφe 、Linde、Uhde等
2、国内制氢技术状况 1)国内已建制氢装置约为60套,其中
引进5-8套。 2)国内的蒸汽转化、PSA技术整体水
平已达到国外技术水平,部分超过国外 水平。
3)所有设备和催化剂均已国内制造。
2020/7/28
制气工段 :3、烃类蒸汽制氢技术的最新进展
制氢培训
2020/7/28
工艺:路线制氢装的置选原择料和及优工化艺方案
一、制氢技术的多样化 二、轻烃蒸汽转化制氢技术方案多样化 三、制氢装置原料的多样化 四、含烯烃原料的烯烃饱和技术 五、蒸汽转化工艺条件的选择 六、中温变换工艺技术 七、关键设备:转化炉
2020/7/28
工艺路线 :
一、制氢技术的多样化
七、主要设备:转化炉
4.1转化炉的选择 4.1.1炉型选择 转化炉为制氢装置的核心设备,其结构形式主要: 顶烧炉、侧烧炉、阶梯炉和底烧炉等。圆筒炉和方 箱炉。目前广泛应用的炉型只有顶烧和侧烧两种, 炉型选择主要取决于下列因素。 —— 转化炉的大小。 —— 应用场合。 —— 燃料种类。
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1、转化的基本原理
转化型式:一段转化+二段转化;一段转化
烃类水蒸汽转化主要反应有:
CnHm+nH2O=nCO+(n+m/2)H2
①
CO+3H2=CH4+H2O △Ho298 =-206kJ/mol ②
CO+H2O=CO2+H2 △Ho298 =-41kJ/mol ③
以甲烷为主的气态烃,蒸汽转化过程
2、对于烯烃含量较高(如:催化干气或 焦化干气)的制氢原料,烯烃饱和工艺可以采 用流程简单、投资较低的等温绝热加氢工艺和 变温加氢工艺。不宜采用流程复杂、投资较高 的绝热循环加氢工艺。
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制气工段 五:、蒸汽转化工艺条件的选择
* 压力的选择 * 温度的选择
入口温度 出口温度 * 水炭比的选择 * 空速的选择
原料气
~ 220 ℃ 350 ~ 380℃
适用原料: 烯烃不限制
去转化炉
特点:投资大 、流程复杂
循环压缩机 原料预热炉 冷却器 加氢反应器 氧化锌脱硫反应器
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3、等温绝热加氢工艺
220℃
汽包
原料气
TC
350 ~ 380℃
适用原料: 烯烃含量不
限制
270℃
去转化炉
原料预热炉 等温加氢反应器 绝热加氢反应器 氧化锌脱硫反应器
工艺技术方案的选择
2020/7/28
)
2020/7/28
制气工段 : 三、制氢装置原料的多样化
(一)原料的要求 在制氢装置的氢气成本构成中,原料和燃料费 用约占60~85%,其余水电、催化剂及化学药 剂消耗、工资、大修折旧、车间经费等只占15 ~40% 原料规格要求 原料组成 同炭数的烃类其积炭倾向为:烯烃>芳香烃>环 烷烃>烷烃 商业化的转化催化剂对原料的要求一般为:烯 烃<1%mol;芳烃含量<13%。环烷烃<36%,轻 油干点<210℃。
二硫化碳: CS2+4H2→CH4+2H2S
氧化锌脱硫原理 脱氯原理
ZnO(固)+H2S=ZnS(固)+H2O
△ Ho 298 =-76.62kJ/mol
2020/7/28
加氢和脱硫反应重整条件:
氢气分压: 加氢转化反应与氢分压有关。
氢油比高,有利于氢解反应进行,但消耗 增加。
氢油比低,不有利于氢解反应进行,不能 达到脱硫要求。
较为简单,主要发生上述反应,最终产品
气组成由反应②③平衡决定。
2020/7/28
蒸汽转化过程反应原理
而轻石脑油,由于其组成较为复杂,有烷 烃、环烷烃、芳烃等,因此,除上述反应外, 在不同的催化床层,还发生高级烃的热裂解、 催化裂解、脱氢、加氢、积炭、氧化、变换、 甲烷化等反应,最终产品气组成仍由反应②③ 平衡决定。
目前国内:820-860 °C 2020/7/28
3、水碳比 :影响装置能耗和催化剂的积炭 3.0-3.5(mol)(PSA工艺流程) 4.0-5(mol)(常规工艺流程)
4、转化催化剂 : 国内:Z417W/Z418W;Z413/Z414////Z403 国外: ICI ///// RNKR 。
2020/7/28
制气2工、段转化温度的选择 :
1)入口温度:500-650 °C(取决于原料) 对原料的影响 对转化反应的影响:降低了转化炉的热负荷 对燃料消耗的影响:降低燃料消耗 对外输蒸汽的影响:降低外输蒸汽量 预转化工艺的应用
2)出口温度 提高原料的转化率 降低残余甲烷含量 对转化炉炉管材料的要求
一般加氢反应的氢油比(H2/油)为80~100( 体积)。 天然气:5-10% 干气:利用自身的氢气
2020/7/28
反应温度:220~400℃。 压力:影响不大 空速:由于加氢反应为内扩散反应, 对加氢反应有较大影响。一般轻油的液 空速为1~6h-1,气体空速为500-1000 h-1 左右。
2020/7/28
2020/7/28
制气工段
: 原料的杂质
1.1 硫含量 (进转化炉前〈0.2ppm) 1.2 氯含量 (进转化炉前〈0.2ppm) 1.3 砷含量 (进转化炉前〈1ppb) 1.4 烯烃含量(进转化炉前〈1%) 1.5、脱盐水的硫含量
2020/7/28
原料的产氢率的要求
原料的氢碳化与理论产氢量的关系
含烯烃原料:催化干气、焦化干气
焦化干气: 一般含有13~20%的氢气;5~10%的烯烃(主要为乙烯
和丙烯);其余为甲烷等饱和烷烃,杂质含量中主要为有机 硫,经过湿法脱硫后,一般含有50~200ppm的总硫。
催化干气: 一般含有20~40%的氢气;15~20%的烯烃(主要为乙烯
);15%左右的氮气,其余为甲烷等饱和烷烃,杂质含量中主 要为无机硫,经过湿法脱硫后,一般含有10~20ppm的总硫 。
2020/7/28
制气工段 :典原型料的烯烯烃烃、饱有和机、硫加加氢氢反脱应硫有原:理
乙烯:
C2H4+H2→C2H6
硫醇:
RSH+H2→RH+H2s
硫醚:
R1SR2+2H2→R1H+R2H+H2S
二硫醚: R1SSR2+3H2→R1H+R2H+2H2S
噻吩:
C4H4S+4H2→C4H10+H2S
氧硫化碳: COS+H2→CO+H2S
2020/7/28
顶烧炉的特点:
7)对流段设置于地面上,与侧烧炉对流段设置在 辐射段顶部相比,对流段的安装和检修都较为方 便,汽包安装高度亦大大降低。 8)由于顶烧炉火嘴较少,便于采用空气预热器, 空气经对流段低温热预热后进入火嘴助燃,可节 省燃料消耗。 9)顶烧炉因火嘴集中,能量大、数量少更适合于 燃烧低热值的PSA脱附气。
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20000m n/h制氢转化炉(顶烧 )
2020/7/28
5000m3n/h制氢转化炉(顶烧)
2020/7/28
顶烧炉总图
2020/7/28
侧烧炉简图
2020/7/28
顶烧炉的特点:
1)最适合转化反应的要求 2)有利于延长炉管的使用寿命。 3)辐射效率高,燃料消耗少。 4)烧嘴种类众多,燃料的适应性强。 5)烧嘴数量少,易于操作。 6)操作弹性大。
工艺路线
氢气成本
投资 规模
1、天然气蒸汽转化 2、轻油蒸汽转化 3、干气蒸汽转化 4、重油蒸汽转化 5、煤汽化 6、甲醇裂解 7、氨裂解 8、电解水
0.6-1.2元/NM3 1.0-1.5元/NM3 0.4-0.7元/NM3 1.0-1.5元/NM3 1.0-1.2元/NM3 1.6-2.1元/NM3 2.5-3.0元/NM3 3-5元/NM3
绝热加氢工艺流程图
2020/7/28
4、变温加氢工艺
220℃
原料气
350 ~ 380℃
适用原料: 烯烃含量不
限制
去转化炉
原料预热炉 变温加氢反应器 绝热加氢反应器 氧化锌脱硫反应器
绝热加氢工艺流程图
2020/7/28
烯烃加氢工艺技术方案的选择原则
1、对于烯烃含量较低(如:轻石脑油、加 氢干气、天然气等)、烯烃含量小于6.5%(V) (如:焦化干气、焦化干气或催化干气与不含 烯烃的气体原料混合物)的制氢原料,烯烃饱 和工艺采用流程简单、投资较低的绝热加氢工 艺即可满足生产要求。
Байду номын сангаас
高纯氢气
2020/7/28
工艺路线 :
确定流程:
原料 (甲醇)
甲醇裂解制氢工艺流程图
甲醇分解PSA 解析气放空
高纯氢气
燃料气 燃料油
或煤
2020/7/28
工艺路线 :
确定流程:
原料 (天然气
干气 轻石脑油
) 燃料气
甲醇、氢气装置工艺流程图
甲醇分解PSA 解析气放空
高纯氢气
2020/7/28
二、轻烃蒸汽转化制氢技术方案选择
2020/7/28
6.1.2 转化炉管的选择
转化炉管一般选用HK或HP系列高铬镍合金离心烧涛管 。目前多采用HP系列离心浇涛管。主要原因如下:
2020/7/28
制气工(段二)制氢原料的种类
:
适合于作制氢装置的原料可分为气态烃和液态烃二类 ,其性质类似。
气态烃主要有:天然气、加氢干气,重整干气 以及焦化干气和催化干气等。
液态烃主要有:直馏石脑油、加氢的轻石脑油 、重整装置生产的抽余油、拔头油以及饱和液化 石油气等。
二次加工油:催化裂化、焦化、减粘等二次加工 装置生产的烃油,由于其杂质含量(硫氮等)高 ,烯烃、芳烃含量高,不能作为制氢原料
2020/7/28
制气工(段三)制氢原料选择的原则
:
原料选择考虑原则: 1、产氢量 2、原料价格 3、烯烃含量的影响 4、选择顺序 先轻后重、先低烯烃后高烯烃 加氢干气、重整干气(天然气) 、芳烃化尾气、 焦化干气、催化干气、轻石脑油
2020/7/28
四、含烯烃原料的烯烃饱和技术 1、绝热加氢工艺 2、绝热循环加氢工艺 3、等温绝热加氢工艺 4、变温绝热加氢工艺
1.0 500-2x105 1.0 5000-2x105 1.05 500-2x105 2-3 104-1x105 1-3 1000-2x104 0.7 100-1000
20-500 20-200
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工艺路线 轻烃蒸汽转化制氢工艺流程图 :
确定流程:
原料 (天然气
干气 轻石脑油
) 燃料气
5、炭空速:500-1200h-1(催化剂性能、压降)
6、空气预热温度:260-500度
2020/7/28
制气工段 :六、一氧化碳变换流程的选择
1、 工艺原理: 一氧化碳变换反应是一可逆放热反应: CO+H2O=CO2+H2 △Ho298 =-41.4KJ/mol
2、流程: (1)无一氧化碳变换工艺流程:
气体品质:焦化干气优于催化干气
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1、绝热加氢工艺
原料气
250 ~ 390℃ 320 ~ 370℃
适用原料: 烯烃含量小 于7%以下
1、传统流程 2、发展过程 3、催化剂 4、使用条件
原料预热炉
去转化炉 加氢反应器 氧化锌脱硫反应器
绝热加氢工艺流程图
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2、绝热循环加氢工艺
天然气\ 轻油干
气
燃料气
低纯氢气 CO2产品
优点:氢损失小,副产工业CO2,缺点:氢纯度低,燃料消耗大,能耗高,氢气压力低
PSA流程:
天然气\轻油
高纯氢气
燃料气
优点:氢纯2度020高/7/,28 压力高,燃料消耗小,能耗低,缺点:氢损失略大,无副产CO2
工艺技术方案的比较
两种净化工艺特点比较
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烃类水蒸汽转化反应是体积增大的强吸热反 应,低压、高温、高水碳比有利于上述反应的 进行。
工程设计选择:高压、高温、低水碳比
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制气工段 :2、转化压力的选择
1)对转化反应的影响 2)对设备的影响 3)对平面布置的影响 4)对余热回收的影响 5)对PSA氢气收率的影响 6)对压缩机的影响 选择装置供氢压力为2.4MPa(对于PSA流程) 选择装置供氢压力为1.3MPa(对于常规流程)
1、低水碳比、高转化温度,以降低 原料和燃料消耗;
2、预转化工艺和后转化工艺(一种 列管式的转化反应器)与常规转化炉的 优化组合方案,以降低转化炉的燃料消 耗;
3、应用现代节能技术,优化余热回 收方案,以进一步降低装置能耗。
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工艺路线 4、轻烃制氢技术路线的选择 : 常规(化学法)流程:
无变换适用于甲醇装置,不适应于制氢装置和合成氨装置
有变换适合于制氢
(2)中变+低变流程:CO<0.3%
适合于化学净化法 制氢工艺和合成氨装置
(3) 中变流程:适合于PSA净化法制氢工艺; CO<3%
3、操作条件 (1)温度:320-380/390-430 °C;(2)压力;(3)水汽比
4、变换催化剂:B110、B113、FB123
1、国外制氢技术状况
KTI、Topsφe 、Linde、Uhde等
2、国内制氢技术状况 1)国内已建制氢装置约为60套,其中
引进5-8套。 2)国内的蒸汽转化、PSA技术整体水
平已达到国外技术水平,部分超过国外 水平。
3)所有设备和催化剂均已国内制造。
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制气工段 :3、烃类蒸汽制氢技术的最新进展
制氢培训
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工艺:路线制氢装的置选原择料和及优工化艺方案
一、制氢技术的多样化 二、轻烃蒸汽转化制氢技术方案多样化 三、制氢装置原料的多样化 四、含烯烃原料的烯烃饱和技术 五、蒸汽转化工艺条件的选择 六、中温变换工艺技术 七、关键设备:转化炉
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工艺路线 :
一、制氢技术的多样化