制氢装置工艺简介与产品检验.doc

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1、109单制氢装置工艺简介1概述2×105Nm3/h的制氢装置以天然气和饱和炼厂气为原料，采用德国Uhde公司的工艺技术，烃类蒸汽转化法造气、PSA法提纯氢气的工艺路线。生产符合高压加氢裂化装置新氢要求的高纯氢气，同时副产9.8MPa(g)高压过热蒸汽。1.1装置组成制氢装置除总的公用工程系统配置外，由两个独立的系列构成，每个系列主要包括以下八个部分：炼厂气压缩部分、原料气精制部分、预转化部分、转化及余热回收部分、变换及变换气换热冷却部分、变压吸附氢提纯部分(由PSA供货商成套供应)、锅炉给水及蒸汽发生部分、公用工程部分。1.2工艺技术路

2、线炼厂气压缩部分→原料气精制部分→预转化部分→转化及余热回收部分→变换及变换气换热冷却部分→变压吸附氢提纯部分1.3主要产品装置主要产品为符合蜡油加氢裂化装置新氢要求的高纯氢气，同时副产9.8MPa（g）高压过热蒸汽和PSA解吸气。保证条件合格的情况下，尽量往低限靠，用最低的资源生成最多的产品，减少资源的浪费。氢气的规格如表1：控制项目指标温度ºC40～45压力MPa(g)2.5H2%（V）≥99.9CO+CO2%(V)≤10ppm2装置工艺流程图1制氢装置工艺流程图2.1炼厂气压缩部分装置外来的天然气分别送入系列I、II，经天然气预热

3、器预热到100℃，分出一部分作为转化炉的补充燃料气，其余部分作为制氢原料。装置外来的饱和炼厂气分为三部分：一部分进入燃料气分液罐，分出可能的凝液后分别进入两系列作为转化炉补充燃料气；另一部分分别送入系列I、II作为制氢原料；其余部分通过压力控制线进入装置外的全厂燃料气管网，该线也用作全厂饱和炼厂气量有余时排入燃料气管网的洩放通道。2.2原料气精制部分作为原料的饱和炼厂气经炼厂气压缩机升压到3.96MPa(g)，与经过预热的天然气混合，如果需要时再配入一定量从循环氢压缩机来的循环氢气（当装置按工况2操作时，需要的配氢量约3%），送入转化炉

4、对流段的原料预热器I、II。2.3预转化部分上述原料气依次经过原料预热器I、II加热至370℃左右，然后依次通过加氢反应器、脱硫反应器将硫、氯含量降至0.01ppmV以下。2.4转化及余热回收部分经过预处理的原料与从高压加氢裂化汽轮机出口来的中压蒸汽和装置内工艺冷凝液自产的中压蒸汽混合（控制转化总水/碳比2.6），经转化炉对流段预热到510℃后进入预转化反应器。原料/蒸汽自上而下通过预转化反应器，在预转化催化剂的作用下，发生烃类的水蒸汽转化反应，生成的预转化气由H2O、H2、CO、CO2和残余甲烷组成。预转化气在转化炉对流段进一步预热到

5、630℃后，自上而下通过转化炉管，在转化催化剂的作用下进一步蒸汽转化，转化炉出口温度870℃，残余甲烷含量约7.1%（V）干基。2.5变换及变换气换热冷却部分转化炉出来的高温转化气进入工艺气冷却器管程，与壳程锅炉给水换热发生9.8MPa的高压蒸汽，转化气自身降温至400℃，再进入锅炉给水预热器II与锅炉给水换热，降温到340℃后自上而下通过高温变换反应器。在高变反应器内转化气中的CO与水蒸汽进一步反应生成CO2和H2，出口中变气中CO含量约4.1%（V）干基，由于变换反应是放热反应，出口气体温度会升至~416℃。2.6变压吸附氢提纯部分

6、自高变反应器出来的变换气依次经过工艺冷凝液蒸汽发生器、锅炉给水预热器Ⅰ、工艺冷凝液预热器、除盐水预热器，换热降温后进入变换气第一分液罐分出凝液，然后经变换气空冷器、变换气水冷器冷却到38℃，再经变换气最终分液罐分液，两系列的变换气合并后进入共用的PSA氢提纯单元。变换气在PSA单元中经物理吸附，引出产品氢气供给1#氢气管网，吸附剂再生阶段释放出来的低压气体经过缓冲罐稳定压力和组成后，连续供作两系列的转化炉燃料。由各变换气分液罐排出的工艺冷凝水，经工艺冷凝液泵升压和变换气预热后，在工艺冷凝液预热器和工艺冷凝液蒸汽发生器内发生中压蒸汽供装置

7、内原料配汽使用。自装置外来除盐水经除盐水预热器换热到~124℃后送入除氧器，产生的除氧水升压预热后进入工艺气冷却器发生9.8MPa高压蒸汽，在转化炉对流段过热到535℃后送出装置。3工艺卡片名称项目单位指标原料质量指标精制原料气总硫*mg/m3≤0.5精制原料气氯含量*mg/m3≤0.5※天然气总硫mg/m3≤50精制原料气烯烃含量％（v/v）≤1产品质量指标预转化出口气体C2以上组分含量％（v/v）≤0.5%PSA产品氢中H2*％（v/v）≥99.9PSA产品氢中CO+CO2*mL/m3≤209.5MPa蒸汽钠离子含量*µg/kg≤1

8、09.5MPa蒸汽二氧化硅含量µg/kg≤20蒸汽炉水指标锅炉给水pH@25°C8.8~10锅炉给水二氧化硅µg/L≤20锅炉水pH@25°C9.0~10.5锅炉水磷酸根mg/L2~10锅炉水二氧化硅mg/