制氫裝置工藝簡介與產(chǎn)品檢驗.doc

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1、109單制氫裝置工藝簡介1概述2×105Nm3/h的制氫裝置以天然氣和飽和煉廠氣為原料，采用德國Uhde公司的工藝技術(shù)，烴類蒸汽轉(zhuǎn)化法造氣、PSA法提純氫氣的工藝路線。生產(chǎn)符合高壓加氫裂化裝置新氫要求的高純氫氣，同時副產(chǎn)9.8MPa(g)高壓過熱蒸汽。1.1裝置組成制氫裝置除總的公用工程系統(tǒng)配置外，由兩個獨立的系列構(gòu)成，每個系列主要包括以下八個部分：煉廠氣壓縮部分、原料氣精制部分、預(yù)轉(zhuǎn)化部分、轉(zhuǎn)化及余熱回收部分、變換及變換氣換熱冷卻部分、變壓吸附氫提純部分(由PSA供貨商成套供應(yīng))、鍋爐給水及蒸汽發(fā)生部分、公用工程部分。1.2工藝技術(shù)路

2、線煉廠氣壓縮部分→原料氣精制部分→預(yù)轉(zhuǎn)化部分→轉(zhuǎn)化及余熱回收部分→變換及變換氣換熱冷卻部分→變壓吸附氫提純部分1.3主要產(chǎn)品裝置主要產(chǎn)品為符合蠟油加氫裂化裝置新氫要求的高純氫氣，同時副產(chǎn)9.8MPa（g）高壓過熱蒸汽和PSA解吸氣。保證條件合格的情況下，盡量往低限靠，用最低的資源生成最多的產(chǎn)品，減少資源的浪費。氫氣的規(guī)格如表1：控制項目指標(biāo)溫度oC40～45壓力MPa(g)2.5H2%（V）≥99.9CO+CO2%(V)≤10ppm2裝置工藝流程圖1制氫裝置工藝流程圖2.1煉廠氣壓縮部分裝置外來的天然氣分別送入系列I、II，經(jīng)天然氣預(yù)熱

3、器預(yù)熱到100℃，分出一部分作為轉(zhuǎn)化爐的補充燃料氣，其余部分作為制氫原料。裝置外來的飽和煉廠氣分為三部分：一部分進入燃料氣分液罐，分出可能的凝液后分別進入兩系列作為轉(zhuǎn)化爐補充燃料氣；另一部分分別送入系列I、II作為制氫原料；其余部分通過壓力控制線進入裝置外的全廠燃料氣管網(wǎng)，該線也用作全廠飽和煉廠氣量有余時排入燃料氣管網(wǎng)的洩放通道。2.2原料氣精制部分作為原料的飽和煉廠氣經(jīng)煉廠氣壓縮機升壓到3.96MPa(g)，與經(jīng)過預(yù)熱的天然氣混合，如果需要時再配入一定量從循環(huán)氫壓縮機來的循環(huán)氫氣（當(dāng)裝置按工況2操作時，需要的配氫量約3%），送入轉(zhuǎn)化爐

4、對流段的原料預(yù)熱器I、II。2.3預(yù)轉(zhuǎn)化部分上述原料氣依次經(jīng)過原料預(yù)熱器I、II加熱至370℃左右，然后依次通過加氫反應(yīng)器、脫硫反應(yīng)器將硫、氯含量降至0.01ppmV以下。2.4轉(zhuǎn)化及余熱回收部分經(jīng)過預(yù)處理的原料與從高壓加氫裂化汽輪機出口來的中壓蒸汽和裝置內(nèi)工藝?yán)淠鹤援a(chǎn)的中壓蒸汽混合（控制轉(zhuǎn)化總水/碳比2.6），經(jīng)轉(zhuǎn)化爐對流段預(yù)熱到510℃后進入預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)器。原料/蒸汽自上而下通過預(yù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，在預(yù)轉(zhuǎn)化催化劑的作用下，發(fā)生烴類的水蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成的預(yù)轉(zhuǎn)化氣由H2O、H2、CO、CO2和殘余甲烷組成。預(yù)轉(zhuǎn)化氣在轉(zhuǎn)化爐對流段進一步預(yù)熱到

5、630℃后，自上而下通過轉(zhuǎn)化爐管，在轉(zhuǎn)化催化劑的作用下進一步蒸汽轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化爐出口溫度870℃，殘余甲烷含量約7.1%（V）干基。2.5變換及變換氣換熱冷卻部分轉(zhuǎn)化爐出來的高溫轉(zhuǎn)化氣進入工藝氣冷卻器管程，與殼程鍋爐給水換熱發(fā)生9.8MPa的高壓蒸汽，轉(zhuǎn)化氣自身降溫至400℃，再進入鍋爐給水預(yù)熱器II與鍋爐給水換熱，降溫到340℃后自上而下通過高溫變換反應(yīng)器。在高變反應(yīng)器內(nèi)轉(zhuǎn)化氣中的CO與水蒸汽進一步反應(yīng)生成CO2和H2，出口中變氣中CO含量約4.1%（V）干基，由于變換反應(yīng)是放熱反應(yīng)，出口氣體溫度會升至~416℃。2.6變壓吸附氫提純部分

6、自高變反應(yīng)器出來的變換氣依次經(jīng)過工藝?yán)淠赫羝l(fā)生器、鍋爐給水預(yù)熱器Ⅰ、工藝?yán)淠侯A(yù)熱器、除鹽水預(yù)熱器，換熱降溫后進入變換氣第一分液罐分出凝液，然后經(jīng)變換氣空冷器、變換氣水冷器冷卻到38℃，再經(jīng)變換氣最終分液罐分液，兩系列的變換氣合并后進入共用的PSA氫提純單元。變換氣在PSA單元中經(jīng)物理吸附，引出產(chǎn)品氫氣供給1#氫氣管網(wǎng)，吸附劑再生階段釋放出來的低壓氣體經(jīng)過緩沖罐穩(wěn)定壓力和組成后，連續(xù)供作兩系列的轉(zhuǎn)化爐燃料。由各變換氣分液罐排出的工藝?yán)淠?，?jīng)工藝?yán)淠罕蒙龎汉妥儞Q氣預(yù)熱后，在工藝?yán)淠侯A(yù)熱器和工藝?yán)淠赫羝l(fā)生器內(nèi)發(fā)生中壓蒸汽供裝置

7、內(nèi)原料配汽使用。自裝置外來除鹽水經(jīng)除鹽水預(yù)熱器換熱到~124℃后送入除氧器，產(chǎn)生的除氧水升壓預(yù)熱后進入工藝氣冷卻器發(fā)生9.8MPa高壓蒸汽，在轉(zhuǎn)化爐對流段過熱到535℃后送出裝置。3工藝卡片名稱項目單位指標(biāo)原料質(zhì)量指標(biāo)精制原料氣總硫*mg/m3≤0.5精制原料氣氯含量*mg/m3≤0.5※天然氣總硫mg/m3≤50精制原料氣烯烴含量％（v/v）≤1產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)預(yù)轉(zhuǎn)化出口氣體C2以上組分含量％（v/v）≤0.5%PSA產(chǎn)品氫中H2*％（v/v）≥99.9PSA產(chǎn)品氫中CO+CO2*mL/m3≤209.5MPa蒸汽鈉離子含量*μg/kg≤1

8、09.5MPa蒸汽二氧化硅含量μg/kg≤20蒸汽爐水指標(biāo)鍋爐給水pH@25°C8.8~10鍋爐給水二氧化硅μg/L≤20鍋爐水pH@25°C9.0~10.5鍋爐水磷酸根mg/L2~10鍋爐水二氧化硅mg/