制氢装置综合能耗的影响因素.pdf

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1、第45卷第6期化工技术与开发Vol.45No.62016年6月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryJun.2016制氢装置综合能耗的影响因素裴增帅（中国石油广西石化公司，广西钦州535000）摘要：介绍了烃类水蒸汽转化制氢中综合能耗的构成及影响因素，并提出优化装置综合能耗的措施，以达到装置开源节流，降本增效的目的。关键词：烃类水蒸汽制氢；综合能耗中图分类号：TQ116.2　文献标识码：B文章编号：1671-9905(2016)06-0069-04目前大型工业装置采用的制氢方法均为烃类水要降低综合能耗就要从装置

2、特点入手，了解装置综蒸汽转化法，制氢装置的大型化使得装置能源消耗合能耗的影响因素，得出优化装置综合能耗的措施，越来越大。随着原油价格的不断攀升，为降低炼油在降低生产消耗的同时，尽可能回收能量，增加能量成本，满足节能减排的时代要求，降低制氢过程的能外输，全方位降低能耗。量消耗已成为各炼厂追求的永恒主题。在此背景下，1　制氢装置综合能耗构成各种节能技术措施相继涌现，使得制氢装置的综合能耗持续降低。烃类水蒸汽转化制氢装置的能耗构成中，原料、3-1南方某炼厂14万Nm·h制氢装置2014年燃料气和外输蒸汽所占比重较大，约占95%以上。3-17月首次开工，是国内

3、单系列规模最大的制氢装置。某炼厂14万Nm·h制氢装置设计能耗构成见表1。表1　制氢装置设计综合能耗小时耗量能耗指标-1单位能耗/kgEO·(tH2)比例/%名称单位数量单位数量-1-1天然气t·h36kgEO·t1135326894.08-1-1新鲜水t·hkgEO·t0.150.00-1-1循环冷水t·h177.5kgEO·t0.11.500.04-1-1除盐水t·h143.7kgEO·t2.326.500.76-1-13.5MPa蒸汽产出t·h-72.4kgEO·t88-510.10-14.693-1-3净化空气Nm·h500kgEO·Nm0.0

4、381.500.043-1-3非净化空气Nm·hkgEO·Nm0.0280.003-1-3低压氮气Nm·hkgEO·Nm0.150.00-1-1燃料气t·h8.22kgEO·t950624.6017.98-1-1热媒水t·hkgEO·t2.30.00-1-1低压蒸汽t·hkgEO·t660.00-1电kWh2949.7kgEO·kWh0.2661.501.77合计3473.501002　影响制氢装置综合能耗的主要因素的转化反应原理可以得知，原料组成中烃类物质氢碳比越大，产氢率越高，生产单位氢气消耗的原料越2.1　制氢原料小，装置综合能耗降低。在烃类蒸汽

5、转化制氢的原制氢原料在装置综合能耗中占90%以上，生产料中，主要有天然气、炼厂干气、液化气和轻石脑油单位氢气中原料消耗越小，装置能耗越低。从制氢等，其氢碳比依次降低，因此天然气的产氢率最高，收稿日期：2016-04-1170化工技术与开发第45卷综合能耗最低，而轻石脑油的产氢率最低，综合能耗提高装置蒸汽自产量和减少转化配汽量来实现。在最高。另外，装置能耗最终反映氢气的生产成本，原装置设计条件确定的情况下，现实操作中通过提高料的价格也影响装置原料的选择，通过计算生产单装置自产蒸汽量来提高蒸汽外输量并不可取，因为位氢气所消耗的原料成本，确定选择原料的种类。

6、通过增加烟气流量来提高蒸汽产量降低了转化炉同时，转化炉出口甲烷含量也影响装置原料的热效率，增加了燃料气消耗，反而使装置综合能耗增消耗量。烃类蒸汽转化的主反应是一个强吸热的可加。控制较小的转化水碳比可以减少装置配汽量，逆的平衡反应，增加反应温度有利于平衡向右移动，从而增加外输蒸汽量。但仍有少量甲烷未反应。因此，转化炉出口甲烷含但在装置低负荷运行时，为了确保转化炉管进量越少，转化反应越彻底，原料产氢率越高。但提高料分布均匀，转化配汽量必须大于一个最低值；同转化炉出口温度将增加转化炉燃料气的消耗量，反时，过小的水碳比将减少转化反应深度，增加了转化而增加了装置

7、综合能耗，故需要控制转化炉出口甲炉出口甲烷含量，原料产氢率降低，并且不利于转化烷含量在一个适当值，以总体降低装置的综合能耗。炉管消除积炭。因此，需要综合考虑探索出一个最2.2转化炉燃料气佳的转化配汽量，以降低装置综合能耗和保证装置安全平稳运行。转化炉燃料气的消耗是影响制氢装置综合能耗2.4PSA产品氢气收率的另一个主要因素。转化炉的燃烧热量一部分来自PSA所产的解吸气，另一部分为外补的燃料气。PSAPSA产品氢气收率通过影响原料产氢率从而影的解吸气全部去转化炉燃烧，不足的热量通过界区外响装置综合能耗。PSA产品氢气收率高，则原料产的燃料气补充，通过转化

8、炉出口温度控制外补燃料气氢率高，装置综合能耗降低。影响PSA产品氢气收的用量。当采用价格较高的