轉(zhuǎn)化制氫裝置培訓(xùn)教材.doc

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1、第一章概述第一節(jié)裝置概況及特點1.裝置概況裝置工業(yè)氫生產(chǎn)能力為1200nm3/h工業(yè)氫。裝置技術(shù)采用上海華西化工科技有限公司的輕烴水蒸氣轉(zhuǎn)化造氣、變壓吸附（PSA）凈化工藝專有技術(shù)路線。該裝置由原料氣壓縮、原料氣精制、輕烴水蒸氣轉(zhuǎn)化、中溫變換、PSA以及余熱回收等部分組成。2.制氫裝置組成原料氣壓縮→原料氣精制→轉(zhuǎn)化→中溫變換→PSA單元3.生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計生產(chǎn)能力為1200nm3/h工業(yè)氫，最大生產(chǎn)能力為1200nm3/h工業(yè)氫。年開工時數(shù)為8000小時。第二節(jié)生產(chǎn)流程簡述一.工藝流程簡述1.原料

2、氣壓縮部分來自裝置外的天然氣與循環(huán)氫混合后進入原料氣緩沖罐（V101），經(jīng)原料氣壓縮機（C101A.B）升壓后后進入轉(zhuǎn)化爐對流段中，預(yù)熱至380℃進入加氫脫硫部分。1.2加氫脫硫部分預(yù)熱后的原料氣，進入加氫反應(yīng)器（R101），在加氫催化劑的作用下發(fā)生有機硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)，使有機硫轉(zhuǎn)化為無機硫，然后再進入氧化鋅脫硫反應(yīng)器（R102A.B），在此氧化鋅與硫化氫發(fā)生脫硫反應(yīng)，脫除原料中的硫。精制后的氣體中硫含量小于0.2ppm，進入轉(zhuǎn)化部分。1.3轉(zhuǎn)化部分精制后的原料氣在進入轉(zhuǎn)化爐（F101）之前，按水碳比

3、3.5與2.2MPa水蒸汽混合，再經(jīng)轉(zhuǎn)化爐對流段（原料預(yù)熱段）預(yù)熱至500℃，由上集合管進入轉(zhuǎn)化爐輻射段。轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)裝有轉(zhuǎn)化催化劑，在催化劑的作用下，原料氣與水蒸氣發(fā)生復(fù)雜的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。整個反應(yīng)過程表現(xiàn)為強吸熱反應(yīng)，反應(yīng)所需的熱量由設(shè)在轉(zhuǎn)化爐頂部的氣體燃料燒嘴提供。出轉(zhuǎn)化爐的高溫轉(zhuǎn)化氣(出口溫度為820℃)經(jīng)轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器（E101）發(fā)生中壓蒸氣后，溫度降至280～320℃，進入中溫變換部分。1.4中溫變換部分由轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器（E101）來的300～360℃轉(zhuǎn)化氣進入中溫變換反應(yīng)器（R103）

4、，在催化劑的作用下發(fā)生變換反應(yīng)，將變換氣中CO含量降至3%（干基）左右。中變氣經(jīng)鍋爐給水預(yù)熱器（E102）預(yù)熱鍋爐給水、除鹽水預(yù)熱器（E103）預(yù)熱除鹽水回收大部分的余熱后，再經(jīng)中變氣水冷卻器（E104）降溫至40℃，并經(jīng)分水后進入PSA部分。1.5PSA部分...來自中溫變換部分的中變氣壓力1.6MPa.G、溫度40℃，進入界區(qū)后，自塔底進入吸附塔T201A～E中正處于吸附工況的塔，在其中多種吸附劑的依次選擇吸附下，一次性除去氫以外的幾乎所有雜質(zhì)，獲得純度大于99.99%的產(chǎn)品氫氣，經(jīng)壓力調(diào)節(jié)

5、系統(tǒng)穩(wěn)壓后送出界區(qū)。當(dāng)吸附劑吸附飽和后,通過程控閥門切換至其它塔吸附,吸附飽和的塔則轉(zhuǎn)入再生過程。在再生過程中，吸附塔首先經(jīng)過連續(xù)三次均壓降壓過程盡量回收塔內(nèi)死空間氫氣，然后通過順放步序?qū)⑹Ｓ嗟拇蟛糠謿錃夥湃腠樂艢夤?用作以后沖洗步序的沖洗氣源)，再通過逆放和沖洗兩個步序使被吸附雜質(zhì)解吸出來。逆放解吸氣進入解吸氣緩沖罐（V201），沖洗解吸氣進入解吸氣緩沖罐（V202），然后經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)混合后穩(wěn)定地送往造氣工段，用作燃?xì)狻SA部分的具體工作過程如下：（以A塔為例敘述）1)吸附過程原料氣自塔底進

6、入吸附塔A，在吸附壓力下，選擇吸附所有雜質(zhì)，不被吸附的氫氣作為產(chǎn)品從塔頂排出。當(dāng)吸附前沿（傳質(zhì)區(qū)前沿）到達吸附劑預(yù)留段的下部時停止吸附。2）一均降壓過程吸附結(jié)束后，A塔停止進原料，然后通過程控閥與剛完成二均升步驟的塔相連進行均壓，這時A塔死空間內(nèi)的高壓氫氣就均入相應(yīng)的塔得以回收，直到兩塔的壓力基本相等時，結(jié)束一均降過程。3）二均降壓過程一均降壓結(jié)束后，A塔又通過程控閥與剛完成三均升步驟的塔相連進行均壓，這時A塔死空間內(nèi)的高壓氫氣就接著均入相應(yīng)的塔，得以繼續(xù)回收。直到兩塔的壓力基本相等時，結(jié)束二均

7、降壓過程。4）三均降壓過程二均降壓結(jié)束后，A塔又通過程控閥與剛完成沖洗再生的塔相連進行均壓，這時A塔死空間內(nèi)的高壓氫氣就接著均入該塔，得以繼續(xù)回收。直到兩塔的壓力基本相等時，結(jié)束三均降壓過程。5)順放過程三均降壓過程結(jié)束后，A塔壓力已降至0.3MPa左右,這時A塔通過程控閥將塔內(nèi)剩余的部分氫氣放入順放氣罐V201直到壓力降至0.22MPa左,結(jié)束順放過程。6)逆放過程順放過程結(jié)束后，A塔壓力已降至0.22MPa左右,這時,雜質(zhì)已開始從吸附劑中解吸出來，于是打開逆放程控閥，逆著吸附方向?qū)⑽剿毫?/p>

8、降至0.03MPa左右。逆放出的解吸氣被送入解吸氣緩沖罐V202。7)沖洗過程逆著吸附方向，用順放氣罐中的氣體經(jīng)程控閥和調(diào)節(jié)閥對吸附塔進行沖洗。使被吸附組分從吸附劑中完全解吸出來送入解吸氣緩沖罐V202。8）三均升壓過程...沖洗過程結(jié)束后，A塔通過程控閥與剛完成二均降壓步驟的塔相連進行均壓升壓，這時該塔死空間內(nèi)的高壓氫氣就流入A塔被回收，同時A塔壓力得以繼續(xù)上升，直到兩塔壓力基本相等。9）二均升壓過程三均升壓過程結(jié)束后，A塔通過程控閥與剛完成一均降壓步驟的塔相連進行均壓升壓，回收該塔死空間內(nèi)的