焦炉煤气制氢操作手册文档.doc

得一化工股份有限公司 600Nm3/h焦炉气提氢变压吸附装置 操作运行说明书 得一化工有限公司 二00七年八月 山西 介休 第一章 前 言 一、概述 本装置是采用变压吸附(简称PSA)法从焦炉煤气（简称COG）中提取氢气，改变操作条件可生产不同纯度的氢气。 本装置采用气相吸附工艺, 因此, 原料气中不应含有任何液体和固体。 在启动和运转这套装置之前, 要求操作人员透彻地阅读本操作运行说明书, 因为不适当的操作会导致运行性能低劣和吸附剂的损坏。 本说明书中涉及到的压力均为表压, 组成浓度均为体积百分数, 流量除专门标注外均为标准状态下的流量。 二、设计参数 原料气组成： 组成 H2 CH4 N2 CO CO2 CmHn O2 V％ 62 25.5 1.5 4.5 3.5 4.0 1.0 杂质组成 H2S CO NH3 萘 焦油 mg/Nm3 100 153 100 250 10 原料气流量：1100Nm3/h； 原料气压力: ≥3Kpa (表压)； 原料气温度: ≤40℃。 产品气压力: ≥1.2MPa (表压)； 产品气流量：600Nm3/h； 产品气温度: ≤40℃； 产品氢气纯度: H2≥99.9 % CO+CO2≤10PPm O2≤10PPm H2O≤30PPm S≤2PPm 解吸气压力: ~0.02Mpa (表压)； 解吸气流量：~550Nm3/h； 解吸气温度: ≤40℃。 解吸气组成： 组成 H2 CH4 N2 CO CO2 CmHn O2 合计 V％ 20.42 51.00 2.97 9.00 7.00 8.00 1.61 100 第二章 工艺说明 提氢工艺流程基本构成 本装置采用变压吸附技术从焦炉煤气中提取氢气，焦炉煤气中杂质较多，组成十分复杂，随原料煤不同有较大变化，除有大量的CH4和一定量的N2、CO、CO2、O2外还有少量的高碳烃类、萘、苯、无机硫、焦油等，后者都是些高沸点、大分子量的组份，很难在常温下解吸，对变压吸附采用的吸附剂而言，吸附能力相当强，这些杂质组分会逐渐积累在吸附剂中而导致吸附剂性能下降，因此本装置采用两种不同的吸附工艺，变温吸附工艺和变压吸附工艺。经过脱萘脱油后压缩的焦炉煤气首先通过变温吸附工艺除去C5以上的烃类和其它高沸点杂质组份，达到预净化焦炉煤气的目的，然后再经过变压吸附工艺除去除氮、甲烷、一氧化碳及二氧化碳等气体组份，获得纯度约为99.5%的氢气，最后再经过精脱硫、脱氧、干燥系统的净化得到99.9%的产品氢气。除油脱萘器和预处理器的再生气来自变压吸附工序中的解吸气，使用后的再生气经冷却后可返回解吸气管网。 图一：提氢工艺流程框图 本装置由原料气脱萘及压缩工序（100＃）、预处理工序（200＃）、变压吸附提氢工序（300＃）和后处理工序（400#）4个工序组成。 二、工艺原理及工艺过程说明 1. 原料气脱萘及压缩工序(100#) 本工序由2台脱油脱萘器（T101A、B）、2台焦炉煤气压缩机（C101A、B）、2台精脱萘器（T102A/B）、1台电加热器（E101）组成，由于原料气中含有大量的萘，它容易结晶，影响压缩机的阀门及堵塞工艺管道，来自界外的焦炉煤气首先经过脱油脱萘塔（T101 A,B）脱去焦油、萘、H2S、NH3、HCN等杂质，然后经过压缩机一级增压到0.2MPa，再通过精脱萘器净化后经二、三级增压到1.3MPa送入预处理工序。 1.1脱油脱萘塔的工作步骤： 焦炉气从脱油脱萘塔下端进入床层，焦油和萘被吸附，脱去大部分焦油和萘后的焦炉煤气从顶端出来，然后进入压缩机的一级。脱油脱萘塔两个塔交替工作，再生的气体是水蒸气通过电加热器加热后的过热蒸汽，冷吹气来自300＃变压吸附后的解吸气。 1.2脱油脱萘塔的再生： 脱萘塔再生时间: 一个月左右一次，一个塔使用，另一个塔再生后备用，两个塔循环使用，二个塔具体切换时间根据塔出口气体中杂质组分由AP102A、B取样分析而定。 再生由两个步骤组成。 ①加热步骤：再生的气体是低压水蒸气，经过阀V149，通过电加热器加热成为过热蒸汽，温度到400℃，再经过阀V147、管线FG211、FG101和阀V0117A/B，进入脱油脱萘塔，从上向下对床层进行吹洗。在400℃的温度下使床层中的大量焦油、和萘完全解吸出来，吹出的蒸汽经阀V113A、V113B经管道BD106送到界外。 ③冷吹步骤：冷吹气体来自200＃工序的解吸气，对脱油脱萘塔