合成气制氢装置介绍-1.ppt

合成气制氢装置简介 Company Logo 主要内容 五、制氢装置主要异常情况的分析、处理 四、制氢装置的正常调节 三、制氢装置主要开停工步骤、注意事项 二、生产原理、工艺流程、控制指标 一、合成气制氢项目概述 Company Logo 1、项目由来 一、合成气制氢项目概述 2、制氢装置的规模、组成 3、制氢装置的平面布置 4、制氢装置的主要设备 Company Logo 一、合成气制氢项目概述 项目由来： 设计初始为燃料气缺少，氢气足量，实际运行情况为燃料气富足，而氢气不足。燃料气富足，导致焦气化装置长期低负荷运行，运行艰难，同时，氢气不足影响经济效益，综合考虑，通过改建将焦气化装置变成制氢装置解决我司的氢气、燃气矛盾。 1、项目由来 一、合成气制氢项目概述 2、制氢装置的规模、组成 合成气制氢装置利用现有的焦气化装置产出的水煤气为原料（水煤气中的主要成分详见下表），通过变换反应将水煤气中的绝大部分CO转化成H2，再经过后续的脱硫、提纯等工序向后系统提供纯度为99.9%的氢气。同时，充分利用全厂的尾氢资源（加氢低分气及甲烷氢），并入制氢装置PSA单元提纯，收集尾氢，提高效益。 组分 H2 CO CO2 H2O 其它微量组分 组成 % 16.893 20.925 9.334 52.325 - 温度 ℃ 167 压力 Mpa 1.36(G) 一、合成气制氢项目概述 2、制氢装置的规模、组成 1）、装置生产规模 制氢装置每小时耗13万Nm3/h合成气（干气）+ 2万Nm3/h加氢低分气+ 2.3万Nm3/h甲烷氢原料气，产氢量10.8万Nm3/h 。 产品氢规格如下： 2）、操作弹性 40~105%。 3）、年操作时数 8400小时，连续运行时间为3年。 组分 H2 N2 AR H2O CO+CO2 温度 压力 组成，mol% 99.9 0.052 0.035 ＜50ppm ≤20ppm 40℃ 1.75Mpa 一、合成气制氢项目概述 2、制氢装置的规模、组成 一、合成气制氢项目概述 2、制氢装置的规模、组成 一、合成气制氢项目概述 3、制氢装置的平面布置 1）、变换单元 2）、脱硫单元 3）、VPSA脱碳单元 4）、压缩单元 5）、PSA提氢单元 6）、生物脱硫单元 一、合成气制氢项目概述 4、制氢装置的主要设备 1）、1#变换炉、 2#变换炉、3#变换炉 2）、AGR吸收塔、AGE吸收塔 3）、 AGR再生塔、AGE再生塔 Company Logo 1、变换单元 二、生产原理、工艺流程、控制指标 2、脱硫单元 3、VPSA脱碳单元 4、PSA提氢单元 5、生物脱硫单元 1、变换单元 2、脱硫单元 4、PSA提氢单元 5、生物脱硫单元 Company Logo 1、变换单元 二、生产原理、工艺流程、控制指标 耐硫变换工艺原理 一氧化碳的变换反应是一个放热反应，其反应方程式为： CO+H2O==CO2+H2+Q 一氧化碳变换是一个放热、等体积的可逆反应。从化学平衡来看，降低反应温度、增加蒸汽量和除去二氧化碳，可使化学平衡向右移动，从而提高一氧化碳变换率；从反应速度看，提高反应温度、反应压力有利于化学反应速度的增加。 CO在某种条件下，能发生下列副反应： CO+H2=C+H2O CO+3H2=CH4+ H2O CO2+4H2=CH4+2H2O 这几个副反应都是放热反应，副反应的发生对变换操作的正常进行是不利的。由于这些副反应都是放热反应和体积减小的反应，所以低温高压有利于副反应的进行。在变换的正常操作中，提高反应温度或是选用对变换反应具有良好选择性的催化剂就可以防止或减少副反应的发生。 Company Logo 1、变换单元 二、生产原理、工艺流程、控制指标 变换反应的影响因素 – 温度 温度对变换反应的化学反应速度的影响较大，而且对正逆反应速度的影响不一样。温度升高，放热反应即变换反应速度增加得慢，逆反应（吸热反应）速度增加得快。同时，一氧化碳的变换率随温度的升高而降低。因此，当变换反应开始时，反应物浓度大，提高温度可加快变换速度。反应末期，需降低反应温度，使逆反应速度减慢，这样可得到较高的变换率。 同时，反应温度的确定还和汽气比、气体成份、催化剂的活性、温度范围等因素有关。 Company Logo 1、变换单元 二、生产原理、工艺流程、控制指标 变换反应的影响因素 – 压力 变换反应前后气体体积不变，所以提高压力不能改变反应过程的平衡状态，但提高压力后，反应物浓度增加，促进了分子间的接触，并且还能增加催化剂内表面的利用率及气体与催化剂的接触时间，故其