加氢制氢装置操作问题及解决方案

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1、加氢制氢装置试车常见问题分析矿业公司2014年8月主要内容：一、制氢装置工艺二、制氢装置试车程序三、制氢装置常见问题分析四、加氢装置工艺五、加氢装置试车程序六、加氢装置常见问题分析一、制氢工艺主要工艺路线1、催化转化（烃类蒸汽转化）2、部分氧化（煤汽化、重油）3、化工附产（重整、甲醇、乙烯、）4、氨、甲醇裂解5、电解水煤制氢与天然气制氢比较煤制氢投资大、工艺复杂、稳定性差6万标方/小时天然气制氢煤制氢投资3亿7亿+总图1亿运行成本450/89001.8/8900敏感因素原料不到4成原料占8成以上蒸汽转化制氢工艺的流程精制转化变换PSA烟气排烟氢

2、气原料辐射热空气预热预转化红色方块为制氢必须的步骤蓝色方块为节能降耗的措施制氢首次开车系统氮气置换装置的氮气气密（分段气密）热氮联运（烘炉、煮炉）循环回路在2-2.5Mpa下煮炉，多次换水，排污水质达到运行标准为止，磷酸根7-15mg/L，PH值降至11左右加氢催化剂干燥、预硫化转化、中变配汽升温及配氢还原转化进料及产品质量调整PSA系统的投用加氢催化剂钴钼镍催化剂150℃-400℃压力0.5-10MPA入口有机硫200ppm，出口0.1ppm氧化态出厂，需活化加氢催化剂预硫化硫化剂：二硫化碳、DMDS注硫温度：175-200，硫化剂分解温度硫

3、化氢穿透前床温不超过230，防还原升温硫化阶段保持必要的硫化氢浓度过程中关注床层温升。硫化完成的判断温度、浓度、时间（与专利商商定）加氢催化剂操作中出现的问题CH3SH+H2→CH4+H2S-热量CH3SCH3+3H2→2CH4+H2S-热量COS+H2→CH4+H2S-热量——杂质影响As、Pb、Hg、Si及金属元素加氢催化剂操作中出现的问题——操作温度低温：活性不足，影响加氢效果高温：①低硫（＜1ppm）、高氢分压（1.5MPa)，还原成单质金属，加剧热裂解的进行②高级烃热裂解要求：防止低硫（＜1ppm）、高氢分压（1.5MPa)天然气转化

4、，配氢3-10%加氢催化剂操作中出现的问题——原料中含氧气①在加氢催化剂前H2S和O2生产SO2，逆反应需要370℃才能生产H2S，最终被氧化锌吸收②1％O2反应温升高达70℃③生产的水影响脱硫效果，导致更多的H2S逃逸要求：原料中O2＜1％加氢催化剂操作中出现的问题——原料中CO、CO2①1％CO反应温升高达75℃②1％CO2反应温升高达60℃③生产的水影响脱硫效果，导致更多的H2S逃逸要求：原料中CO2＋CO＜1％加氢催化剂操作中出现的问题——原料中烯烃①1％乙烯反应温升高达26℃②1％丙烯反应温升高达23℃③1％碳四烯烃反应温升高达23℃

5、④需要消耗氢气。要求：原料中烯烃总量＜1％脱硫剂氧化锌硫容10-25%温度180-400返氢2-10%对脱硫有利，大于30%阻碍高径比大于3有害杂质：氯、砷脱硫催化剂操作中出现的问题H2S+ZnO→ZnS+H2O-热量3481.497.418理论上100kg纯ZnO可以吸收39.3kg的S即理论硫容0.393实际饱和硫容25%提高操作温度可提高脱硫剂的硫容量，特别在200-400℃之间增加较明显。但不要超过400℃，以防止烃类的热解结焦。脱硫催化剂操作中出现的问题H2S+ZnO→ZnS+H2O-热量如果水占原料的含量〔H2O〕＝10%Kp=〔H

6、2O〕／〔H2S〕,平衡〔H2S〕＝10％/4×105=0.25×10-6=0.25ppm如果原料中含水10％，即使是新鲜脱硫剂，有0.25ppm的H2S不能脱除！已经不能满足转化催化剂的脱硫要求！！脱硫催化剂操作中出现的问题——原料气含Cl2HCl+ZnOZnCl2+H2O●ZnCl2的熔点285℃！●在转化炉管中遇水蒸汽，发生上述反应逆反应！●HCl引起转化催化剂中毒！●ZnO形成白色粉末积压在转化催化剂上，引起压降！要求：一定要在氧化锌上另外加上脱氯剂！转化催化剂活性组分：镍出厂氧化态，使用前需还原吸热反应、体积增大。应用条件：水碳比3-

7、5入口温度550-650℃出口温度800-850℃压力2.0-5.0MPa转化催化剂的装填分布均匀、各炉管同等参与反应“同重量、同高度、同种类”的原则炉空管阻力降偏差小于5%下落高度不超过1米阻力降偏差小于5%的要求，应将催化剂卸出重装。最好小于3%打开手阀V1、V2，调节V1开度，将PG2读数调到0.25MPa。读出PG3的值。1.转化出口通大气。2.胶皮管与其它管线的连接处必须紧密，不能有泄漏。3.测量过程中必须维持PG2的指示不变。阻力降测量转化催化剂还原还原条件转化入口：480-520转化出口：790-810压力：0.8～1.0MPa氢

8、浓度：大于60%水氢比：小于7还原时间：8-12小时防钝化、交替点火嘴、防止烃进入积碳转化催化剂操作中出现的问题——炉管堵塞●催化剂结碳◎由于烃裂解堵