大型煤制油项目中尾气制氢装置纯氧转化工艺的选择.pdf

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1、66第39卷，第6期安徽化工Vo1．39．No．62013年l2月ANHUICHEMICAIINDUSTRYDee．2013大型煤制油项目中尾气制氢装置纯氧转化工艺的选择冯玉峰，王芳芳(东华工程科技股份有限公司，安徽合肥230024)摘要：介绍了大型煤制油项目中尾气制氢的工艺流程，对催化部分氧化和非催化部分氧化工艺做了简单的介绍，重点比较了催化部分氧化工艺中引进和国产ATR工艺的设备配置、操作参数、关键设备和催化剂年使用成本，尾气制氢装置纯氧转化选用引进ATR的催化部分氧化技术最为合适。关键词：纯氧转化；催化部分氧

2、化；非催化部分氧化；ATR工艺；转化炉doi：10．3969／j．issn．1008—553X．2013．06．019中图分类号：TQ546文献标识码：B文章编号：1008—553X(2013)06—0066—031概述1)是转化制氢很好的原料，经自热转化(ATR)、变换、脱油品加工装置膜分离出来的渗透气的主要成分为碳、变压吸附(PSA)提纯氢气后制得的纯度>199．9％的氢气(摩尔百分含量在93．5％左右)，其余为氮气、一氧产品氢送回油品合成单元；2套PSA的解吸气送燃料气化碳、二氧化碳和甲烷，渗透气经PSA提纯

3、氢气后返回管网。尾气制氢装置工艺流程见图1。油品合成单元。膜分离出来的非渗透气(主要组分见表图1尾气制氢装置工艺流程图2纯氧转化工艺CH4+H20=CO+3H2-Q非渗透气中甲烷摩尔百分含量～21％，一氧化碳摩CH4+202=CO2+2H2O+Q尔百分含量～21％，因为此气体中甲烷含量不高。膜分离进转化炉内的其他组分也会参与反应，最终的气体出来的非渗透气送转化单元，相比蒸汽转化，选用纯氧组成受控于反应：转化更为合适。co+H2o=C02+H2+Q纯氧转化可供选择的T艺方案有催化部分氧化法非催化部分氧化法：在高温条件

4、下，原料气中的轻和非催化部分氧化法，首先对两种转化工艺做一个简单质烃类与氧气在没有催化剂的情况下进行的不完全氧的介绍和比较，见表2。化反应。转化炉内的反应温度1400~，转化炉出口CH催化部分氧化法：在高温条件下，原料气中的轻质烃含量≤0．1％。类与氧气在镍触媒的作用下进行的不完全氧化反应。转化其主要反应为：炉内的反应温度1200~C，转化炉出口CH含量≤0．4％。2H2+02=2H2O+H2+Q工艺气中的甲烷在转化炉内的主要反应是：CH4+02=CO+H2O+H2+QCH4+CO2=2CO+2H2一Q2CH4+0

5、2=2C0+4H2+Q收稿日期：2013-07一l1作者简介：冯玉峰(1980～)，男，毕业于台肥1-业大学，工程师，从事煤化工技术工作，13965143500，0551—63696934，fengyufeng@chinaececom。冯玉峰，等：大型煤制油项目中尾气制氢装置纯氧转化工艺的选择67表1膜分离出口非渗透气气体组分表2催化部分氧化与非催化部分氧化比较M0leFl0wk㈣mo1rm～tool一％～一～晰～量一～450．024621．19093554-35I626．10352461．7O221．740846

6、．695392．19881453．05221．3334884．4322l3．975774．5408070-2138191．4367830．06765580．18146660．008544970．23227740．010937639．589l81．864l9l8．715320．88l2745．3307670-25l0171．6532370．07784821．2131090．05712340．41767210．01966750．09772820．0046018724．5866243．847820．7255147599．

7、03CH4+202：CO2+2H20+Q表3设备配制比较综合以上冈素，可以认为催化部分氧化丁=艺具有生产操作易控制、氧耗和原料气消耗低、操作弹性大、不会出现析碳等优点，更适合油洗干气非渗透气的转化工艺。3催化部分氧化中的ATR工艺催化部分氧化_『艺又分为国内ATR工艺和引进ATRT艺，我们对这两种T艺的设备配置、操作参数、关键设备、催化剂使厢成本等进行比较。3．1设备配置比较由表3比较可知，引进ATR_丁艺具有设备数量少，流程简单等优点。3．2操作参数比较通过表4中数据的比较，我们可以看到引进ATR丁艺具有以下优点

8、：(1)水碳比要求低，蒸汽消耗量小。(2)氧气预热温度低，安全性高。(3)原料气预热温度低，燃料消耗量小，关键的炉管投资会降低。(4)转化口1一艺气甲烷含量低。(5)无烧嘴冷却水系统，操作简单，稳定性及安全68总第186期2013年第6期(第39卷)安徽化工表4关键参数的比较3．4催化剂使用成本比较表6对两方案的催化剂使用成本作一个比较。表6引进ATR与国产