变换气脱碳与提纯工艺过程.ppt

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1、孙晓东加氢精制车间胜利炼油厂炼油实业部变换气脱碳与提纯工艺过程目录一、蒸汽转化制氢装置工艺简介二、低变气脱碳工艺过程三、甲烷化工艺过程四、低变气脱碳操作五、甲烷化操作六、脱碳及甲烷化事故处理2一、蒸汽转化制氢装置工艺简介1、工艺过程轻烃水蒸汽转化反应是在转化催化剂作用下，以脱硫后的天然气、加氢干气、拔头油等烃类与水蒸汽反应生成转化气，经过变换工序、脱碳及PSA提纯后，产出产品氢气及副产品二氧化碳和燃料废氢。提纯工艺中普遍使用变压吸附和碳酸钾溶液吸收方法。3一、蒸汽转化制氢装置工艺简介2、苯菲尔脱碳提纯、PSA原则工艺图优点：氢损失小，得到副产品工业CO2，降低加工损失缺点

2、：氢纯度低，燃料消耗大，能耗高，氢气压力低脱碳中低变换转化蒸气燃料气甲烷化CO2产品轻烃脱硫氢气4一、蒸汽转化制氢装置工艺简介2、苯菲尔脱碳提纯法及PSA原则工艺图轻烃PSA中(低)变换转化脱硫高纯氢气蒸气燃料气优点：氢纯度、压力高，燃料消耗小，能耗低。缺点：氢损失略大，无副产CO2。5二、低变气脱碳工艺过程1、脱碳工艺原理低变气一般含有20%以上的CO2及少量甲烷、CO，从变换气中组成看到，CO2是变换气中主要杂质。苯菲尔溶液是以碳酸钾为吸收剂，二乙醇胺为活化剂，五氧化二钒为缓蚀剂的混合溶液进行吸收二氧化碳，被本菲尔溶液吸收后的低变气叫粗氢。作为吸收剂，碳酸钾含量的高低

3、，决定溶液的吸收效果。下面是碳酸钾溶液对二氧化碳的吸收和解吸的反学方程式：K2CO3＋CO2＋H2O→2KHCO36二、低变气脱碳工艺过程1、脱碳工艺原理这是一个可逆的平衡反应。在反应式左边加压和降低温度，右边碳酸氢钾的浓度就会增加，主反应方向就向吸收方向进行，在吸收塔进行。吸收CO2后饱和溶液变成了碳酸氢钾溶液，回到再生塔，同样是反应式的左边，由于改变了反应条件，采用了降压、加热，将CO2分离出去，这时，主反应就向解吸方向进行，因此，碳酸钾浓度就会增加。7二、低变气脱碳工艺过程2、脱碳工艺流程图8二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件吸收塔与再生塔的操作

4、压力、温度、溶液浓度、溶液循环量、溶液再生效果等是重要操作参数。3.1操作压力吸收塔压力受系统压力控制，一般是不可调节。吸收塔的富液是靠压力作用压回到再生塔，两塔压差愈大压送能力也愈大。每套装置，在吸收塔也要求有一个最低压力限值，才能保证两塔溶液循环正常。9二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件3.1操作压力再生塔压力变化对CO2从溶液中解吸和水份在溶液中蒸发都有影响。再生塔顶压力低，有利于溶液解吸再生，但不是愈低愈好，因为压力过低时，当塔底温度不变，溶液中水蒸汽挥发度增大，大量水蒸汽随分离出来的CO2带出塔，这部分过量水蒸汽蒸发流失，不但造成补水量增大，

5、还会造成再生热量损失。当压力过高时，会使溶液的解吸向吸收方面平衡移动，因此会使溶液的再生效率降低。所以再生塔顶需要一个稳定压力控制系统，并根据溶液再生情况，调整选定一个合适的再生压力。10二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件3.2操作温度吸收塔对温度：吸收塔作用使气液逆向接触，尽可能将氢气中的杂质成份CO2吸收。对吸收塔的工艺要求是出口气中CO2含量愈低愈好。温度高时对吸收速度快，但吸收溶解度下降。相反温度低时，虽吸收溶解度上升，但吸收反应慢。根据以上特性，吸收塔采用先半贫液吸收、后贫液吸收的两段吸收工艺。即在吸收塔下段，由于工艺气初入吸收塔，CO2含量

6、高，需要有快的吸收速度，才能将大部份CO2在吸收塔下部被吸收带出到再生塔。因此，吸收塔下部可以控制115℃相对较高的温度下操作。而吸收塔上部，因为工艺气经过半贫液净化以后，CO2含量巳降得很低，在上部要求是吸收精度问题了。所以使用贫液吸收，而且吸收温度巳降到70℃，这些都有利于将工艺气中的CO2彻底吸收。11二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件3.2操作温度再生塔的温度要求：富液进再生塔后，由于降压，CO2解吸的速度很快，再生溶液由上逐级塔盘而下加热解吸，下到塔中部巳成为半贫液，温度要达到110℃，通过半贫液泵输送到吸收塔中部入塔。而多余的溶液，通过中部

7、集液槽底孔和液槽面溢流管继续沿塔盘逐级流向塔底，这些经过充分解吸的溶液，经过再生重沸器加热，使温度上升到105-115℃，就能达到彻底再生成为贫液，然后经贫液泵输送到吸收塔上部使用。因此，再生塔下部要有足够的热量，才能满足再生时的温度需求。但要注意塔底温度控制，不能超过120℃，如果温度过高，某些溶液会发生热分解，使溶液的应有性能得不到保证。另外，温度过高也会使溶液中水份蒸发猛烈，一方面造成溶液水份损耗大，还有可能出现泛液事故。12二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件3.3溶液循环量吸收塔是分半贫液和贫液两段