炼厂制氢工艺原理素材.ppt

* 化工流体种类繁多，而且在不同场台下，对输送量及藉助流体输送机械补充能量的要求羌别很大。这需要多种流体输送机械以满足不同要求。 * 静压头和动压头的解释（进出口压差） * * 定性了解 4.3.2 低温变换催化剂 载气：用氮气作载气开始还原时催化剂温升较大，每1%的H2反应造成28℃温升。开始还原温度较低，约为180℃。使用氮气必须注意其中氧含量，O2+H2反应也将放出大量热，要求N2纯度为99.95%，如果N2时循环使用，允许氧含量可以多一些，但应不高于0.2%为宜。 4.3.2 低温变换催化剂 （5）卸出 还原态的低变催化剂在温度较高的条件下，与空气接触，会发生氧化反应而放热。 Cu+1/2O2=CuO +155226J/mal 因此卸出催化剂前最好使之钝化，在水蒸汽中逐步配入空气，直至进出口氧含量基本不变；另一方面，也可用N2逐步把低变催化剂降至常温，灌入水，让水浸泡一天，然后，催化剂与水一起卸出，这样可以节约钝化蒸汽和时 5、 脱二氧化碳 5.1 方法介绍 工业上采用的脱碳方法很多，以前多数属于液体吸收的过程，但现在发展的变压吸附，则属于固体吸收的过程。 液体吸收过程可分为两大类 (1)化学吸收，利用二氧化碳溶于水时形成弱酸H2C03，可以采用碱性溶液吸收，若考虑溶液吸收再生，可以用弱碱，溶液若不再生用强碱吸收。吸收液如碳酸钾水溶液、乙醇胺水溶液或环丁砜溶液等。 5、 脱二氧化碳 (2)物理吸收，即利用C02能溶于某种液体的特性，常用吸收剂有水、甲醇等。 水洗是最早采用的脱碳方法，由于C02在水中的溶解度不大，需水量大，耗电大，回收气体纯度低。化学吸收剂可在不太高的压力下，使气体中的C02只剩几十至几百个ppm，这是因为C02化学吸收反应后，已生成另外物质，而物理吸收往往达不到这么高的精制程度和选择性。 5、 脱二氧化碳 化学吸收有一个缺点，即它要求与化学吸收剂反应，当化学吸收剂完全反应掉后就无法再吸收了。随着制氢工艺系统压力提高，热碱法已不能提高二氧化碳吸收溶解度，泵送功耗却随压力增加，经济效益降低。物理吸收基本上服从亨利定律，即溶解度与气体分压成正比，从理论上说吸收能力是无限的。现在高压重油部分氧化制合成气的工艺，就是以低温甲醇洗串液氮洗除去二氧化碳的。选择化学吸收或物理吸收，主要根据工艺要求、消耗定额、吸收气体的温度、压力、浓度、要求的净化度以及热源、吸收剂价格等多方面考虑而定。 5.2 变压吸附 5.2.1 说明 随着我国对油品质量的要求越来越高、企业燃油产品柴汽比的提高、进口原油加工量的增加和对节能、环保的越来越重视，石化行业对氢气的需求在近几年内增长速度极快。变压吸附氢提纯(简称PSA-H2)技术作为一种高效、节能的高纯氢提取技术也得到了越来越广泛的重视。 5.2 变压吸附 自20世纪60年代美国联合碳化物公司首次采用变压吸附技术从含氢工业废气中提纯氢气以来，全世界已有800余套变压吸附氢提纯装置，产氢规模从100-70000Nm3／h不等。 在石化工业中，炼制领域的氢气主要用于石脑油、粗柴油、燃料油加氢脱硫、加氢裂化；在石油化工领域，氢主要用于C3馏分、汽油加氢和C5—C6馏分加氢脱烷基生产环己烷。 5.2.2 PSA-H2技术特点 （1）产品纯度高：对于绝大多数气源，变压吸附几乎可除去其中的所有杂质，得到纯度大于99.9%的高纯氢。 （2）工艺流程短：对于含有多种杂质的气体，大多数情况下变压吸附都可以一步将各种杂质脱除而获得纯氢。 （3）原料气适应性强：对于氢含量15%--98%、杂质包括H2O、N2、O2、CO、CO2、烃类、硫化物、氮氧化物等多种组分的复杂气源，均可利用变压吸附予以提纯。 5.2.2 PSA-H2技术特点 （4）操作弹性大：变压吸附氢提纯装置的操作弹性一般可达30%--120%。 （5）产品纯度易调节：只需调整运行参数，PSA装置即可得到各种不同程度的产品氢气以用于不同的目的。 （6）操作简便：变压吸附装置的设备简单、运转设备少，且全部是自动化操作，开停车一般只需0.5—2h。 （7）能耗低、运行费用小：PSA装置一般都在常温和中、低压力下进行，且正常操作下吸附剂可与装置同寿命。 5.2.2 PSA-H2技术特点 变压吸附的弱点是在某些情况下氢气回收率较其它方法低一些。因此，变压吸附技术的研究与开发一直都围绕着如何提高吸附剂性能和吸附床死空间气体的回收利用进行，使回收率有了显著提高。 5.2.3 吸附原理 PSA吸附主要是一种物理吸附。其工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附种所具有的两个性质： 一是对不同组分的吸附能力不同； 二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升