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1、石油加工工程炼厂制氢工艺技术轻烃蒸汽转化技术重油部分氧化技术炼厂气体氢气回收技术煤和焦炭的水煤气技术甲醇蒸汽重整制氢电解水技术主要采用技术轻烃蒸汽转化制氢 炼油厂制氢的主要方法 除炼厂含氢副产气体的氢气回收外,90%的制氢装置采用轻烃蒸汽转化技术。炼油企业轻烃原料来源有保证,尤其是可利用炼厂大量副产的多种廉价气体作为制氢原料,可大大降低制氢成本。轻烃蒸汽转化制氢工艺成熟,投资少,占地面积小,对环境造成的污染小,操作方便。相对电解水和甲醇制氢法的规模小、成本高而言,轻烃蒸汽转化法适宜建设大型化装置,且成本较低。1、轻烃蒸汽转化制氢的原料 天然气 油田伴生气原油蒸馏装置的不凝气加氢干气重整干气催化
2、裂化干气焦化干气 石脑油饱和烃炼厂气不饱和烃炼厂气2、轻烃蒸汽转化制氢工艺流程轻烃原料处理蒸汽转化制氢气体净化蒸汽工业氢气(1)原料处理 制氢所使用的催化剂对毒物和杂质非常敏感 常见的毒物硫、氯、砷、重金属硫和氯会导致催化剂暂时中毒砷和重金属会导致催化剂永久中毒(1)原料处理 硫对于含镍的催化剂是一种严重的毒物,与镍形成表面硫化物,影响转化率,导致炭的沉积,造成转化炉管过热甚至报废。原料中硫含量要求控制在0.5 ppm以下,最好控制在0.1 ppm以下,国内一般控制在0.3-0.5 ppm以下。需要对原料进行脱硫处理,包括加氢脱硫和吸附脱硫。原料脱硫(1)原料处理 氯是一种严重的毒物。氯离子具
3、有很高的迁徙性,在装置内伴随工艺介质迁移,对设备和催化剂造成危害。氯还会引起合金钢的应力腐蚀,加速催化剂的失活。原料中氯含量要求控制在0.2 ppm以下。吸附脱氯强碱性的碱金属或碱土金属,以及与氯有较强亲合力的铜、锌等的氧化物 无机氯和有机氯的脱除。原料脱氯(1)原料处理 砷含量要求控制在5 ng/g 目前使用的脱砷剂包括铜系、铅系、锰系和镍系,其中以铜系和镍系最为常见原料脱砷(2)蒸汽转化制氢以甲烷为原料CH4+H2O CO+3H2CO+H2O CO2+H2以甲烷为原料CnHm+nH2O nCO+(n+m/2)H2nCO+nH2O nCO2+nH2(2)蒸汽转化制氢烃类的蒸汽转化是强吸热反应
4、,升高温度对反应有利,但提高反应温度受炉管材质的限制,工业一般控制反应温度在800。甲烷蒸汽转化后所产干气的典型组成组分CH4COCO2H2含量,mol%2.014.512.071.5(3)气体净化化学净化法:CO变换、脱除CO2、甲烷化一氧化碳变换CO+H2O CO2+H2脱除二氧化碳R2NH2+CO2R2NCOOHR2NCOOH+K2CO3+H2O R2NH+2KHCO32KHCO3K2CO3+H2O+CO2甲烷化反应CO+3H2CH4+H2OCO2+4H2CH4+2H2O(3)气体净化按粗氢气提纯方式的不同分为常规化学净化工艺和变压吸附(PSA)净化工艺变压吸附利用分子筛作为吸附剂,在恒
5、温、压力变换的条件下,将甲烷、一氧化碳及二氧化碳分别吸附,得到高纯度的氢气。然后通过降压脱附,恢复吸附剂的吸附能力。(3)气体净化常规净化和PSA净化特点比较类别常规净化PSA净化流程工序流程复杂,工序多流程简单,工序相对较少。可操作性使用催化剂、化学药剂种类多,开停工复杂,并增加了非正常停工的可能性。使用催化剂、化学药剂相对较少,操作灵活方便,开停工简单。产品纯度较低,一般在95%左右。较高,可灵活调节99.9%。原料消耗较少。较多。技术可靠性工艺成熟,技术可靠工艺成熟,技术可靠,均可国产化。(4)轻烃蒸汽转化技术工艺流程轻烃蒸汽转化制氢常规工艺原理流程1-转化炉;2-废热锅炉;3-CO中温变换反应器;4-CO低温变换反应器;5-CO2吸收塔;6-水洗塔;7-甲烷化反应器(4)轻烃蒸汽转化技术流程原料净化蒸汽转化高温变换低温变换脱碳甲烷化轻烃工业氢气蒸汽常规气体净化法制氢流程常规气体净化法制氢流程原料净化蒸汽转化中温变换PSA轻烃工业氢气蒸汽蒸汽PSA气体净化法制氢流程问题与思考轻烃蒸汽转化制氢的原料包括哪些?原料需要进行怎样的预处理?01蒸汽转化制氢产物净化有几种方式,各有什么特点?02