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1、40000Nm3/h制氫裝置簡介一、制氫裝置概況本裝置是120萬噸/年加氫裂化裝置的配套裝置,由中石化北京設(shè)計院設(shè)計。裝置以加氫干氣、加氫低分氣和油田氣為主要原料,采用烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化法造氣,PSA法凈化提純的工藝路線制取氫氣,設(shè)計產(chǎn)氫規(guī)模為年產(chǎn)99.9%(V)的工業(yè)氫氣2.9萬噸,年開工8000小時,相當于每小時產(chǎn)純氫40000標準立方米。同時本裝置還擔負著20000標準立方米的重整氫與加氫低分氣的提濃任務(wù),所產(chǎn)的氫氣中,每年有28708噸供120萬噸加氫裂化裝置使用,其余部分送入煉油廠氫氣管網(wǎng)。二、制氫裝置的組成制氫裝置一共可以分為八個大部分:
2、(1)原料氣濕法脫硫部分(2)原料氣升壓部分(3)原料精制部分(4)反應(yīng)部分(包括轉(zhuǎn)化和中變)(5)中變氣換熱冷卻部分(6)PSA提純部分(包括重整氫和加氫低分氣提濃、制氫中變氣提濃兩套PSA單元)(7)鍋爐給水、發(fā)生并過熱蒸汽(8)酸性水處理部分三、制氫裝置消耗指標循環(huán)水323.4t/h除鹽水82t/h脫氧水-12t/h電6000V2125Kw380/220V238.8Kw3.5MPa蒸汽-25.7t/h0.8MPa蒸汽1.3t/h凝結(jié)水-25t/h燃料氣1480Nm3/h凈化風636Nm3/h四、制氫裝置設(shè)備概況設(shè)備名稱數(shù)量(臺)設(shè)備名稱數(shù)量
3、(臺)反應(yīng)器5泵8加熱爐2風機4塔3余熱鍋爐2容器49熱力設(shè)備6空冷器6加藥裝置1換熱器11其它小型設(shè)備39壓縮機3隔離液裝置1五、制氫裝置物料平衡項目名稱公斤/小時噸/日萬噸/年入方油田氣5937.50142.504.75加氫干氣+重整氫提濃尾氣5952.97142.874.76水蒸汽43800.001051.2035.04合計55690.471336.5744.55出方工業(yè)氫3628.4687.082.90PSA尾氣27941.00670.5822.35酸性水24121.01578.9119.30合計55690.471336.5744.55六
4、、制氫裝置能耗計算序號項目小時消耗量燃料低熱值或能耗指標小時能耗單位數(shù)量單位數(shù)量103MJ1油田氣Nm37230.0Kcal/Nm39134.64276.512加氫干氣+重整氫提濃解析氣Nm34269.0Kcal/Nm314895.5266.233燃料氣Nm31480.0Kcal/Nm310316.163.924除鹽水t82.0Kcal/t230007.905循環(huán)水t323.4Kcal/t10001.356電Kwh2363.8Kcal/Kwh300029.6973.5MPa蒸汽t-25.7Kcal/t880000-94.6980.8MPa蒸汽t1
5、.3Kcal/t7600004.149凝結(jié)水t-25.0Kcal/t74000-7.7510凈化風Nm3636.0Kcal/Nm34001.0711除氧水t-12.0Kcal/t92000-4.6212合計543.7513單位綜合能耗每1000Nm3工業(yè)氫13.59每噸工業(yè)氫149.86七、制氫裝置的特點用中變氣/原料氣換熱器代替原料加熱爐,另設(shè)開工爐,正常操作時用中變氣預(yù)熱原料,開工爐僅在開工時預(yù)硫化催化劑和在線更換脫硫劑時用,這樣做不僅降低了爐子規(guī)模,合理利用中變氣余熱,減少用于加熱原料的全部燃料氣用量,并減少了全裝置的副產(chǎn)蒸汽量,同時由于由
6、開工爐,脫硫催化劑可以在線更換,從而縮小脫硫反應(yīng)器的尺寸和脫硫劑的用量。采用PSA法提純粗氫氣。與普通的化學(xué)吸收+甲烷化提純工藝相比,PSA提純工藝具有流程簡單、操作靈活、產(chǎn)品氫純度高、壓力高、綜合能耗等諸多優(yōu)點。轉(zhuǎn)化爐余熱鍋爐與轉(zhuǎn)化氣廢熱鍋爐采用自然循環(huán)一體式公用汽包系統(tǒng),使得轉(zhuǎn)化爐與轉(zhuǎn)化氣廢熱鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊、操作安全可靠、節(jié)省投資。使用熱管式空氣預(yù)熱器回收煙氣余熱,降低了排煙溫度的同時,還減小了轉(zhuǎn)化爐的占地面積。合理利用裝置中的熱源,用中變氣的高溫熱加熱原料,用低溫熱預(yù)熱除鹽水,降低能耗。酸性水汽提后回用作鍋爐給水,降低裝置能耗。八、制氫裝置原
7、料及產(chǎn)品組成制氫裝置的進料及產(chǎn)品如下圖所示重整氫PSA制氫裝置解吸氣3872Nm3/h制氫PSA氫氣(16197Nm3/h)氫氣4×105Nm3/h加氫低分氣(6254Nm3/h)重整氫(13815Nm3/h)加氫干氣(1839.40Nm3/h)油田氣(4305.5Nm3/h)產(chǎn)品氫56197Nm3/h九、制氫裝置原則流程圖1重整氫PSA解吸氣升壓部分低分氣濕法脫硫部分干氣濕法脫硫部分原料升壓部分原料精制部分中變冷卻分液轉(zhuǎn)化爐部分制氫PSA部分鍋爐給水、發(fā)生并過熱蒸汽部分油田氣加氫干氣加氫低分氣重整氫氫氣解吸氣解吸氣中壓蒸汽外送中壓蒸汽十、制氫工
8、藝流程簡述(一)自裝置外來的50℃,2.2MPa(G)的加氫裂化低分氣進入加氫裂化低分氣冷卻器(E-1102)殼層冷卻后,進入加氫低分氣