制氢装置流程及关键设备简介.pptVIP

炉型结构比较 热强度及管壁温度分布不同的传热方式，导致不同炉型具有不同的热强度和管壁温度分布。顶烧炉火焰集中在炉膛顶部，所以该处辐射传热能力非常强，具有非常高的局部热强度，同时该处的管壁温度也为最高。最高管壁温度和热强度同时在转化管顶部出现峰值是顶烧式转化炉的特点。该特点造成转化管有较高的设计壁温。对于侧烧和梯台转化炉，燃烧器均匀分布在沿管长方向的不同标高，辐射传热比较均匀，可避免该峰值，从而降低设计壁温，减少转化管壁厚，节约高合金炉管，或允许较高的转化气出口温度，以降低残余甲烷，提高氢的产率。在管壁设计温度相同时，侧烧炉和梯台炉可以允许较大的总平均管壁热强度，这样传热面积会相应减少，转化管数量有所下降。底烧炉在传热性能上，具有炉顶热强度低，炉底热强度高的特性，因而炉管壁温变化最大，特别是炉底处炉管壁温是所有炉型中最高，对炉管寿命十分不利，为了控制最高管壁热强度不超标，只能选用很低的平均热强度，造成管材的巨大浪费，所以大型装置都不采用底烧炉。 炉型结构比较 结构特点顶烧炉的所有转化管排均在同一炉膛内，排列比较紧凑，节省占地面积，适于大型化。侧烧炉和梯台炉由于是两个辐射室并列排列，所以在炉管数量相同时，占地面积较大，大型化有一定的困难。顶烧炉的燃烧器数量较少，密集排列在炉顶，燃料配管及空气配管相应简化，但炉顶结构比较复杂。侧烧炉燃烧器数量较多，分布在辐射室侧墙，燃料配管及空气配管较多。 操作便利性 操作情况顶烧炉的燃烧器都集中在炉顶，造成炉顶的操作条件比较恶劣，由于炉顶的温度非常高，炉顶布置又非常紧密，正常操作过程中调节燃烧器有一定难度。侧烧炉和梯台炉的燃烧器均布置在侧墙，操作条件和缓，对正常操作好处较大。但侧烧炉由于燃烧器数量较多，点火时花费的时间比顶烧炉要长。 压缩机整体 压缩机实体图 气固相催化反应器可分三大类： 固定床反应器； 流化床反应器； 移动床反应器。 固体催化剂颗粒堆积起来所形成的固定床层静止不动，气体反应物自上而下流过床层，进行反应的装置称作固定床反应器。 四、关键设备介绍---反应器 4.1.1 固定床反应器的优缺点 固定床层内的气相流动接近平推流，有利于实现较高的转化率与选择性； 可用较少量的催化剂和较小的反应器容积获得较大的生产能力； 结构简单、催化剂机械磨损小，适合于贵金属催化剂； 反应器的操作方便、操作弹性较大。 相对于流化床反应器，固定床反应器缺点 催化剂颗粒较大，有效系数较低； 催化剂床层的传热系数较小，容易产生局部过热； 催化剂颗粒的更换费事，不适于容易失活的催化剂。 4.1.2 固定床反应器类型 固定床反应器形式多种多样，按床层与外界的传热方式分类，可有以下几类： 绝热式固定床反应器， 多段绝热式固定床反应器， 列管式固定床反应器， 自热式反应器。 1.绝热式固定床反应器 反应器外壳包裹绝热保温层，使催化剂床层与外界没有热量交换。中空圆筒的底部 放置搁板，上面堆放固体催化剂。气体从上而下通过催化剂床层。 结构简单，床层横截面温度均匀。单位体积内催化剂量大，即生产能力大。但只适用于热效应不大的反应。 * 原料气 产物 催化剂 绝热式 固定床 反应器 制氢装置简介 制作人：李先生 **石化公司 关键设备介绍 装置概述 工艺原理 工艺过程 装置概述 工艺原理 **石化公司 16万标方/小时制氢装置是公司的新建装置 一、装置概述 工艺路线： 主要单元： 原料精制、预转化、转化、高温变换、变压吸附 以天然气、干气和石脑油为原料的轻烃水蒸汽转化法 主要产品： 合格氢气 用氢单位： 渣油加氢、加氢裂化、柴油加氢、硫磺等 一、装置概述 技术路线： 造气部分引进Technip公司低能耗蒸汽转化制氢技术 吸附部分采用成都华西工业气体有限公司PSA净化工艺 技术特点： 技术先进、成熟可靠、灵活节能 转化炉的 参数特点： 三高：高转化入口温度、高转化出口温度、高碳空速 一低：低水碳比 特点：代表当今较先进的制氢技术水平。 二、工艺原理 轻烃蒸汽转化法 制氢过程 原料净化 蒸汽预转化 蒸汽转化 CO高温变换 预转化气在转化炉管内通过转化催化剂的作用，与配入的水蒸汽发生蒸汽转化反应 ，生成氢气和一氧化碳，同时伴生CO2和少量的残余CH4。 核心反应 转化气中含有的一氧化碳在变换催化剂的作用下与水蒸汽发生反应，进一步生成氢气和二氧化碳。 原料气在一定的温度、压力和空速条件下，借助加氢催化剂、脱硫剂、脱氯剂作用，把原料气中硫化物、氯化物脱除，以保护后续催化剂的正常运行。 精制原料气在预转化催化剂的作用下，烃类发生一系列的热裂解、脱氢、甲烷化反应，生成甲烷和氢气。