轻烃水蒸气转化—变压吸附(psa)联合工艺制取高纯氢气

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1、轻烃水蒸气转化—变压吸附（PSA）联合工艺制取高纯氢气一、工艺技术条件1、生产规模：2500Nm3/h氢气2、原料规格：天然气或石脑油二、工艺过程简述（流程框图见下）1、天然气水蒸汽转化部分1.1、进料系统原料天然气自储罐处来，首先经过原料压缩机升压后送入进料缓冲罐与循环氢（解吸气）混合，进入原料气脱硫部分。1.2、脱硫系统进入脱硫系统的原料气经过原料换热器换热至380℃，再进入反应器进行反应，使有机硫转化为无机硫，接着进入氧化锌脱硫反应器，以脱除硫化氢，使气体硫含量小于0.2ppm，然后进入转化系统。1.3、转化系统精制后的

2、原料气按水碳比3.5与3.5Mpa水蒸汽混合，经过转化炉对流段预热至500℃，进入转化炉辐射段。在催化剂的作用下，发生水蒸汽转化反应。整个反应是吸热过程，所需热量由分布在转化炉顶部的气体燃烧嘴提供，出转化炉的高温（约820℃）转化气经过转化气蒸汽发生器换热后，温度得到降低（降低至360℃）后进入中温变换系统。1.4、变换系统由转化气蒸汽发生器来的转化气（约360℃）进入中温变换反应器，在催化剂的作用下发生变换反应，将变换气中CO含量降低至3-4%左右。中变气经过中变气锅炉给水换热器、脱盐水预热器进行热交换回收部分余热后，再进入

3、中变气水冷却器冷却至40℃，经过气水分离器分离后进入下一工段PSA提纯系统。2、PSA氢提纯部分经过冷却、气水分离后的中变气进入PSA提纯系统，吸附除去氢以外的其它杂质（N2、CH4、CO、CO2、H2O等），使气体得以进一步精制。PSA氢提纯工段采用6-2-3流程，即：PSA部分包括6台吸附塔，其中2台吸附塔始终处于吸附状态。其吸附和再生工艺过程由吸附、连续三次均压降压、顺放、逆放、冲洗、连续三次均压升压和产品最终升压等步骤组成。解吸气燃烧天然气裂解变换系统PSA氢提纯天然气水蒸气产品氢③④⑤②①图三、天燃气水蒸汽转化制氢工

4、艺流程框图三、主要技术经济指标1、单位氢气产品消耗指标：序号项目规格要求单位消耗指标1天然气参考附表Nm3/Nm3-H20.402电220V/380V50HZKWh/Nm3-H20.103循环水32℃0.2MPaKg/Nm3-H2204脱盐水32℃0.2MPaKg/Nm3-H20.355仪表风露点<-20℃，压力>0.2MPaNm3/Nm3-H20.0056燃料天然气Kg/Nm3-H20.02附表：天然气规格组分甲烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷异戊烷正戊烷CO2N2V%95.4911.7790.4500.10.060.10.011.1

5、0.912、占地面积生产装置：天然气裂解装置500(m2)氢气提纯装置占地30(m2)操作控制室：20(m2)总占地面积约550(m2)四、投资效益分析1、投资估算序号项目万元1装置造价1380其中非标设备制造费980仪器仪表购置费120管道、阀门购置费50触媒、吸附剂费150技术转让费802安装工程费（自建）503土建工程费（自建）504不可预见费5总投资约14802、氢气成本估算：序号名称单位总量1项目规模Nm3/h25002项目总投资万元14803氢气产量万Nm320004生产成本分项其中:(1)天然气(含税)万元168

6、0(2)电费(含税)万元104(3)循环水费(含税)万元40(4)脱盐水费万元7(5)人工工资(按12人计)万元365车间年总成本万元18676车间氢气单位成本元/Nm30.934(6)基本折旧及大修理费万元201.3(7)贷款利息万元103.6(8)企业管理费万元44.47生产总成本万元2216.38氢气单位成本元/Nm31.119计算依据：天燃气元/m32.0循环水元/T1.0脱盐水元/T10电价元/度0.52人工工资元/人.月2500贷款利息%/年7基本折旧及大修理费固定资产×%13.6企业管理费固定资产×%3