25萬噸制氫操作規(guī)程

1、1.工藝流程簡述1.1 原料氣壓縮部分 來自裝置外的焦化干氣和催化干氣進(jìn)入原料氣緩沖罐（V1001），緩沖后經(jīng)原料氣壓縮機(jī)（C1001A/B）升壓后進(jìn)入原料氣第一預(yù)熱器（E1008）、原料氣第二預(yù)熱器（E1009）進(jìn)行預(yù)熱至 220250左右，進(jìn)入加氫脫硫部分。來自裝置外的輕石腦油或拔頭油進(jìn)入原料油緩沖罐（V1015），經(jīng)原料油泵（P1001A/B）升壓后與循環(huán)氫混合進(jìn)入原料預(yù)熱器（E1008、E1009），預(yù)熱至 380進(jìn)入脫硫部分。來自界區(qū)外的高壓丙烷與循環(huán)氫混合進(jìn)入原料預(yù)熱器（E1008、E1009），預(yù)熱至380進(jìn)入脫硫部分。催化干氣、焦化干氣、丙烷、拔頭油和輕石腦油既可單獨(dú)使用，也可

2、混合使用。原料第二預(yù)熱器出口溫度根據(jù)原料氣中的烯烴含量來調(diào)整預(yù)熱器出口溫度，控制脫硫反應(yīng)器進(jìn)口溫度在 380即可，同時(shí)絕熱加氫反應(yīng)器不能超溫（單獨(dú)使用焦化干氣時(shí)原料預(yù)熱爐出口溫度控制在 220左右，單獨(dú)使用催化干氣時(shí)原料預(yù)熱爐出口溫度控制在 250左右，單獨(dú)使用飽和輕石腦油或拔頭油或丙烷時(shí)原料第二預(yù)熱器出口溫度控制在 380左右）。1.2 烯烴飽和以及脫硫部分如果進(jìn)入脫硫部分的原料氣是催化干氣，則首先進(jìn)入等溫加氫反應(yīng)器（R1004）,在加氫催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，使烯烴飽和、有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫，使原料氣中的大部分不飽和的烯烴加氫飽和，控制出口溫度約 270，然后 R1004 出口氣體和 R10

3、04部分旁路原料氣一起進(jìn)入絕熱加氫反應(yīng)器（R1001），繼續(xù)使烯烴飽和和將有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫，然后再進(jìn)入氧化鋅脫硫反應(yīng)器（R1002A/B）脫氯段脫除原料中的氯，最后進(jìn)入氧化鋅脫硫段，在此氧化鋅與硫化氫發(fā)生脫硫反應(yīng)。精制后的氣體中硫含量小于 0.2ppm，烯烴小于 1%（v）、氯小于 0.2ppm 進(jìn)入轉(zhuǎn)化部分。 如果進(jìn)入脫硫部分的原料氣是焦化干氣或輕石腦油，先進(jìn)入絕熱加氫反應(yīng)器（R1001），先在加氫催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，使烯烴飽和、有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫，然后再進(jìn)入氧化鋅脫硫反應(yīng)器（R1002A/B）脫氯段脫除原料中的氯，最后進(jìn)入氧化鋅脫硫段，在此氧化鋅與硫化氫發(fā)生脫硫反應(yīng)。精制后的氣體中硫

4、含量小于 0.2ppm，烯烴小于 1%（v）、氯小于 0.2ppm 進(jìn)入轉(zhuǎn)化部分。具體反應(yīng)為：烯烴飽和 C2H4H2C2H6C3H6H2C3H8C4H8H2C4H10硫醇: RSH+H2RH+H2S硫醚: R1SR2+2H2R1H+R2H+H2S二硫醚: R1SSR2+3H2R1H+R2H+2H2S噻吩: C4H4S+4H2C4H10+H2S氧硫化碳: COS+H2CO+H2S二硫化碳: CS2+4H2CH4+2H2S ZnO(固)+H2S=ZnS(固)+H2O Ho 298 =-76.62kJ/mol1.3 轉(zhuǎn)化部分精制后的原料氣在進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐（F1001）之前，按水碳比 3.5 與 3.5M

5、Pa 水蒸汽混合，再經(jīng)轉(zhuǎn)化爐對(duì)流段（原料預(yù)熱段）預(yù)熱至 500，由上集合管進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐輻射段。轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)裝有轉(zhuǎn)化催化劑，在催化劑的作用下，原料氣與水蒸氣發(fā)生復(fù)雜的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。整個(gè)反應(yīng)過程表現(xiàn)為強(qiáng)吸熱反應(yīng)，反應(yīng)所需的熱量由設(shè)在轉(zhuǎn)化爐頂部的氣體燃料燒嘴提供。出轉(zhuǎn)化爐的高溫轉(zhuǎn)化氣(出口溫度為 840)經(jīng)轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器（E1001）發(fā)生中壓蒸氣后，溫度降至 350，進(jìn)入中溫變換部分。具體反應(yīng)為： CnHm+nH2O =nCO+(n+m/2)H2 CO+3H2=CH4+H2O Ho298 =-206kJ/mol CO+H2O=CO2+H2 Ho298 =-41kJ/mol CO+H2O=CO2+H2 Ho

6、298 =-41.4KJ/mol1.4 中溫變換部分由轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器（E1001）來的 350轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入中溫變換反應(yīng)器（R1003），在催化劑的作用下發(fā)生變換反應(yīng)，將變換氣中 CO 含量降至 3%（干基）左右。中變氣經(jīng)鍋爐給水第三預(yù)熱器（E1002A/B）預(yù)熱鍋爐給水、鍋爐給水第二預(yù)熱器（E1002B）預(yù)熱鍋爐給水、鍋爐給水第一預(yù)熱器（E1002C）預(yù)熱鍋爐給水、除氧器蒸汽發(fā)生器（E1007）和除鹽水預(yù)熱器（E1003）預(yù)熱除鹽水回收大部分的余熱后，再經(jīng)中變氣空冷器（A1001）、中變氣水冷卻器（E1004）降溫至40，并經(jīng)分水后進(jìn)入 PSA 部分。具體反應(yīng)為：CO+H2O=CO2+H2 H

7、o298 =-41.4KJ/mol 1.5 PSA 部分 來自中溫變換部分的中變氣壓力 2.5MPa(G)、溫度 40，進(jìn)入界區(qū)后，自塔底進(jìn)入吸附塔 T1101AJ 中正處于吸附工況的塔（始終同時(shí)有 2 臺(tái)），在其中多種吸附劑的依次選擇吸附下，一次性除去氫以外的幾乎所有雜質(zhì)，獲得純度大于 99.9%的產(chǎn)品氫氣，經(jīng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)壓后送出界區(qū)。當(dāng)吸附劑吸附飽和后，通過程控閥門切換至其它塔吸附，吸附飽和的塔則轉(zhuǎn)入再生過程。在再生過程中，吸附塔首先經(jīng)過連續(xù)四次均壓降壓過程盡量回收塔內(nèi)死空間氫氣，然后通過順放步序?qū)⑹Ｓ嗟拇蟛糠謿錃夥湃腠樂艢夤?用作以后沖洗步序的沖洗氣源)，再通過逆放和沖洗兩個(gè)步序使被吸

8、附雜質(zhì)解吸出來。逆放解吸氣進(jìn)入解吸氣緩沖罐（V1102），沖洗解吸氣進(jìn)入解吸氣混合罐（V1103），然后經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)混合后穩(wěn)定地送往造氣工段，用作燃?xì)狻SA 部分的具體工作過程如下： 1）吸附過程 原料氣經(jīng)程控閥 XV1701AJ，自塔底進(jìn)入 PSA 吸附塔 T1101AJ 中正處于吸附狀態(tài)的兩臺(tái)吸附塔，其中除 H2 以外的雜質(zhì)組分被裝填的多種吸附劑依次吸附，得到純度大于 99.9%的產(chǎn)品氫氣從塔頂排出，經(jīng)程控閥 XV1702AJ 和吸附壓力調(diào)節(jié)閥 PV1703 后送出界區(qū)。2）均壓降壓過程 這是在吸附過程完成后，順著吸附方向?qū)⑺?nèi)較高壓力氫氣依次放入其它已完成再生的較低壓力吸附塔的過程，這

9、一過程不僅是降壓過程，而且也回收了吸附床層死空間內(nèi)的氫氣，本裝置主流 程共包括四次連續(xù) 均壓降壓過程， 分別稱為：一均降 （E1D）、二均降 （E2D）、三均降（E3D）、四均降（E4D）。一均降通過程控閥 XV1703AJ 進(jìn)行，二均降、三均降通過程控閥 XV1704AJ 進(jìn)行，四均降通過程控閥 XV1706AJ 進(jìn)行。 3） 順放過程 均壓過程結(jié)束后，吸附塔壓力仍有 0.5MPa 左右，而此時(shí)的雜質(zhì)吸附前沿仍未到達(dá)床層頂部，故可通過順放獲得沖洗再生氣源。順放過程通過 XV1706AJ、XV1711A.B 進(jìn)行，順放氣進(jìn)入順放氣罐 V1101。4）逆放過程 這是吸附塔在完成順放過程后，逆著吸

10、附方向?qū)⑺?nèi)壓力降至 0.03MPa 的過程，此時(shí)被吸附的雜質(zhì)開始從吸附劑中解吸出來。逆放解吸氣經(jīng)程控閥門 XV1708AJ 及調(diào)節(jié)閥 HV1702放入逆放緩沖罐 V1102，然后再經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥 PV1707 調(diào)節(jié)到后進(jìn)入解吸氣混合罐 V1103。5）沖洗過程 在這一過程中，用來自于順放氣罐 V1101 的氫氣逆著吸附方向?qū)ξ酱矝_洗，使吸附劑中的雜質(zhì)得以完全解吸。沖洗通過程控閥 XV1705AJ、XV1707 AJ，調(diào)節(jié)閥 PV1704A.B進(jìn)行，沖洗解吸氣進(jìn)入解吸氣混合罐 V1103。 逆放和沖洗解吸氣于 V1103 中混合后送出界區(qū)去轉(zhuǎn)化爐。6） 均壓升壓過程 該過程與均壓降壓過程相對(duì)應(yīng)

11、。在這一過程中，分別利用其它吸附塔的均壓降壓氣體依次從吸附塔頂部對(duì)吸附塔進(jìn)行升壓。本裝置主流程共包括四次連續(xù)均壓升壓過程，依次稱為：四均升（E4R）、三均升（E3R）、二均升（E2R）和一均升（E1R）。7）產(chǎn)品氣升壓過程 經(jīng)過四次均壓升壓過程后，再用產(chǎn)品氫經(jīng)程控閥 XV1703AJ 和調(diào)節(jié)閥 HV1701 將吸附塔壓力升至吸附壓力。經(jīng)這一過程后，吸附塔便完成了整個(gè)再 生過程，為下一次吸附做好了準(zhǔn)備。 工藝流程特點(diǎn)： 與傳統(tǒng) PSA 流程相比，本裝置流程具有如下特點(diǎn)： 1) 均壓次數(shù)多，氫氣回收充分，氫氣損失小。 2) 逆放過程連續(xù)，逆放解吸氣壓力、流量穩(wěn)定。 3) 沖洗再生時(shí)間長，沖洗過程和

12、沖洗氣流量穩(wěn)定，吸附劑再生效果好。 4) 特殊的復(fù)合床吸附劑裝填使本裝置能同時(shí)適用于脫除變換氣中除氫以外的全部雜質(zhì)。 5) 采用多床同時(shí)吸附的 PSA 流程，吸附循環(huán)周期短、吸附劑利用率高。 6) 本裝置的自動(dòng)切塔程序?qū)崿F(xiàn)了對(duì)故障塔的不停車檢修。1.6 工藝?yán)淠厥障到y(tǒng)在轉(zhuǎn)化爐前配入的工藝蒸汽，一部分參與轉(zhuǎn)化、變換反應(yīng)生成了 H2、CO、CO2 ,另外一部分則在熱交換過程中被冷凝，并在中變氣分水罐中被分離出來。中變氣第一分水罐（V1004）、中變氣第二分水罐（V1005）、中變氣第三分水罐（V1006）分離的酸性水，混合后進(jìn)入酸性水汽提塔（T1001）。汽提后凈化水經(jīng)過酸性水汽提塔底泵（P1

13、003A/B）加壓后進(jìn)入除氧器（V1007），除氧后作為鍋爐給水回收利用，減少脫鹽水的用量，也可以改送至循環(huán)水線回收利用。1.7 熱回收及產(chǎn)汽系統(tǒng)1.7.1 除鹽水除氧系統(tǒng)自裝置外來的除鹽水經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后經(jīng)除鹽水預(yù)熱器(E1003)預(yù)熱至 80左右，與酸性水汽提塔（T1001）來的凈化水混合后一并進(jìn)入除氧器及水箱(V1007)。除氧用蒸汽自裝置外來。除氧器正常運(yùn)行時(shí)，通過調(diào)節(jié)除氧用蒸汽的流量來控制除氧器的壓力。除氧水經(jīng)過鍋爐給水泵(P1002A/B)升壓后送至中壓產(chǎn)汽系統(tǒng)。1.7.2 中壓產(chǎn)汽系統(tǒng)來自中壓鍋爐給水泵（P1002A/B）的除氧水一部分經(jīng)過鍋爐給水第一預(yù)熱器(E1002C)、鍋爐給

14、水第二預(yù)熱器(E1002B) 、鍋爐給水第三預(yù)熱器(E1002A)預(yù)熱至飽和溫度后進(jìn)入中壓汽水分離器(V1003)和(V1016)中，另一部分不經(jīng)過鍋爐給水預(yù)熱器加熱，直接送至(V1016)。V1003飽和水通過自然循環(huán)方式經(jīng)轉(zhuǎn)化爐對(duì)流段的蒸發(fā)段及轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器（E1001）發(fā)生 3.5MPA 飽和蒸汽，再經(jīng)過轉(zhuǎn)化爐的對(duì)流段過熱至 450。該蒸汽一路供造氣裝置自用，其余出裝置。V1016飽和水通過自然循環(huán)方式經(jīng)R1004殼程帶走反應(yīng)放出的熱量，利用反應(yīng)熱產(chǎn)出3.5MPa蒸汽與V1003 外送3.5MPa蒸汽匯合一起出裝置。1.7.3 加藥系統(tǒng)及排污系統(tǒng)固體的磷酸三鈉加入溶解器(V1011)中

15、，用來自中壓鍋爐給水泵的除氧水溶解。然后用中壓加藥泵把藥液送至中壓汽水分離器(V1003) 和(V1016)。為了減少系統(tǒng)的熱損失和保護(hù)環(huán)境，系統(tǒng)還設(shè)置了連續(xù)排污擴(kuò)容器(V1008)、定期排污擴(kuò)容器(V1009)。排污水送入連續(xù)排污擴(kuò)容器(V1008)，擴(kuò)容蒸汽進(jìn)入除氧器(V1007)，污水進(jìn)入定期排污擴(kuò)容器，并加入循環(huán)水冷卻至 50以下排放.第三章 制氫的工藝原理1.工藝原理1.1輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化法制氫過程分為原料的凈化，烴蒸汽轉(zhuǎn)化，CO中溫變換等工藝。1.1.1原料凈化時(shí)原料氣在一定的溫度、氫氣壓力和空速條件下，借助加氫催化劑作用，把原料氣中硫化物、氯化物脫出，使原料氣含硫流量降至0.2ppm

16、，含氯量降直1ppm，以保護(hù)好后續(xù)催化劑的正常運(yùn)行。1.1.2當(dāng)烴類蒸汽轉(zhuǎn)化的精制原料氣在一定壓力、溫度、空速、水碳比和催化劑作用下，烴和蒸汽進(jìn)行反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成氣體氫和一氧化碳，同時(shí)伴生CO2和少量的殘余CH4。1.1.3轉(zhuǎn)化氣進(jìn)行中溫變換在一定的溫、壓力、空速、水氣比和催化劑作用下，將CO與水反應(yīng)生成氫氣和CO2。2.制氫的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理2.1原料烴中的硫化物以多種形態(tài)存在，一般分為無機(jī)硫化物和有機(jī)硫化物，有機(jī)硫化物不能在氧化鋅脫硫劑上直接反應(yīng)被脫除，必須經(jīng)加氫生成無機(jī)硫化物方可被氧化鋅脫硫及吸附脫除，有機(jī)硫化物在原料中一般由硫醇、硫醚、二硫化物和環(huán)狀硫化物等，原料氣中的硫化物絕大部分是有機(jī)硫化

17、物。加氫過程同樣是有機(jī)氯轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)氯，采用高活性的金屬氧化物為活性組分，脫氯劑與氯化氫反應(yīng)，被固定載體上，達(dá)到脫出氯化物目的。硫醇加氫：R-SH+H2=RH+H2S硫醚加氫：R-S-R+H2=RH+RH+H2S噻吩加氫：C4H4S+4H4=C4H10+H2S二硫化碳加氫：CS2+H2=CH4+H2S氧化鋅脫硫：H2S+ZnS+H2O2.2烴類的蒸汽轉(zhuǎn)化是將烴類與蒸汽轉(zhuǎn)化為H2和CO少量殘余CH4CH4+H2O=CO+H2CO+H2O=CO2+H22.3 CO中溫變換是將轉(zhuǎn)化氣中的CO與水蒸氣繼續(xù)反應(yīng)生成CO2和氫氣。3.變壓吸附（PSA）變壓吸附是對(duì)氣體混合物進(jìn)行分離提純的工藝過程，該工藝是多

18、孔性固體物質(zhì)內(nèi)部表面對(duì)氣體分子的物理吸附?；旌蠚怏w中的雜質(zhì)組分在高壓具有較大的吸附能力，低壓下具有較小的吸附能力，就是利用這種原理吸附劑吸附，解析達(dá)到循環(huán)吸附解析過程分子篩對(duì)一般氣體分子的吸附順序：H2N2CH4COCO2活性炭對(duì)一般氣體吸附順序：H2N2COCH4CO2第四章 裝置生產(chǎn)指標(biāo)1.主要工藝過程操作條件1.1等溫加氫反應(yīng)器（R1004）入口溫度：250出口溫度：270管層入口壓力Mpa：3.33管層出口壓力Mpa：3.26殼層操作溫度：250殼層操作壓力：4.0加氫催化劑裝入量：11.5m3瓷球：0.7m31.2加氫反應(yīng)器（R1001）入口溫度：265出口溫度：380入口壓力Mpa

19、：3.26出口壓力Mpa：3.24加氫催化劑裝入量：16.54m3瓷球：1.336m31.3氧化鋅脫硫劑反應(yīng)器（R1002AB）入口溫度：380出口溫度：340入口壓力Mpa：3.24出口壓力Mpa：3.20脫氯劑裝入量：3.822 m3氧化鋅脫硫劑裝入量：14m32瓷球：1.336m321.4轉(zhuǎn)化爐輻射段入口溫度：500出口溫度：840入口壓力Mpa：3.08出口壓力Mpa：2.83碳空速h-1：803水碳化：3.5催化劑裝置：11.961.5中溫變換反應(yīng)器（R1003）入口溫度：350出口溫度：417入口壓力Mpa：2.80出口壓力Mpa：2.77空速(干)h-1：1171催化劑裝入：30

20、.8m3瓷球m3：4.351.6 PSA部分序號(hào)步驟壓力（MPA）時(shí)間S1吸附（A）2.51802一均降壓（E1D）2.51.96303二均降壓（E2D）1.961.47604三均降壓（E3D）1.470.98305四均降壓（E4D）0.980.49306順放（P）0.490.22307逆放（D）0.220.03308沖洗（PP）0.03909四均升（E4R）0.030.493010三均升（E3R）0.490.983011二均升（E2R）0.981.476012一均升（E1R）1.471.963013終升（FR）1.962.5602制氫催化劑、吸附劑、瓷球、填料2.1原料氣精制催化劑催化劑名稱

21、加氫催化劑脫氯催化劑氧化鋅脫硫劑型號(hào)JT-1G/4T408T305外觀蘭灰色三葉草條狀白色球體灰白或淡黃色條狀規(guī)格MM24/34104-6球4410堆密度10G/L0.650.85/0.60.80.751.01.01.3側(cè)壓強(qiáng)度N/CM50/8040N/CM活性組分CO MO NIZNO比表面積4030使用空速100020001000300010003000使用溫度200400100370200400使用壓力2.05.01.05.0常壓4.0一次裝入量13.23T(16.54米3)/9.2(11.5米3)7.64T33.2T使用設(shè)備R1001/ R1004R1002ABR1002AB2.2轉(zhuǎn)化

22、中變催化劑催化劑名稱轉(zhuǎn)化催化劑中變催化劑型號(hào)Z417/Z418FB123外觀灰黃色/淺灰色黑褐色園柱規(guī)格1667716616969填密度1.051.2/1.051.21.31.5側(cè)壓強(qiáng)度350N/顆500N/顆活性組分NIOFE2O3、CR2O3比表面積40使用空速500100010003000使用溫度350480使用壓力0.58.0一次裝入量13.75T(11.96米3)41.58T(30.8米3)使用設(shè)備F1001R10032.3填料催化劑名稱惰性瓷球填料型號(hào)菠蘿球鮑爾環(huán)填料外觀白色規(guī)格1538380.6堆密度KG/L0.350側(cè)壓強(qiáng)度N/CM比表面積40使用空速H-1使用溫度600使用壓

23、力MPA一次裝入量T13.5872.75使用設(shè)備R1001.R1004.R1002.R1003T10013.0原料及產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格3.1原料裝置設(shè)計(jì)以催化干氣為原料生產(chǎn)工業(yè)氫氣，采用焦化干氣、輕石腦油、拔頭油和丙烷作為備用原料；燃料為干氣。催化干氣和焦化干氣其規(guī)格要求見表3-1和3-2：31催化干氣序號(hào)組成單位體積百分?jǐn)?shù)1H226.75352CH427.45493C2H610.42084C3H80.70145IC41.30266NC40.10027C50.30068C2H413.22659C3H61.803610CO22.705411N214.228512O21.00213H2S50G/M3溫

24、度40壓力MPA0.532焦化干氣序號(hào)焦化干氣組成摩爾分率V%摩爾分率（干基）1H2O1.112H213.593CH459.184C2H618.235C3H82.846C4H101.127C5H120.178C2H42.519C3H61.2510H2S20MG/M3溫度40壓力MPA0.50.9備注：1、催化干氣和焦化干氣需要先經(jīng)過濕法脫硫后送至制氫裝置，要求總硫50mg/Nm32、原料以催化干氣為主，石腦油、拔頭油和丙烷作為備用原料，燃料氣按照催化干氣考慮。3、制氫單元對(duì)輕石腦油的要求一般為：烯烴1%mol；芳烴含量13%，環(huán)烷烴36，輕油干點(diǎn)210。3.2主要產(chǎn)品規(guī)格工業(yè)氫規(guī)格 工業(yè)氫規(guī)格

25、組分V%H299.9CH40.1CO+CO220PPM 出裝置溫度40出裝置壓力2.4Mpa 3.3裝置的副產(chǎn)品裝置的付產(chǎn)品為PSA的解吸氣，該解吸氣直接作為轉(zhuǎn)化爐的燃料。33催化干氣為原料氣解析氣規(guī)格表序號(hào)組分名稱解析氣，V% 1水0.82氫氣18.83甲烷144乙烷05一氧化碳7.46二氧化碳48.27氮?dú)?0.88合計(jì)100.00009壓力，MPA （表）0.0310溫度， 4034石腦油為原料氣解析氣規(guī)格表序號(hào)組分名稱解析氣，V% 1水0.82氫氣19.73甲烷144乙烷05一氧化碳8.56二氧化碳577氮?dú)?8合計(jì)100.00009壓力，MPA （表）0.0310溫度， 404.物料

26、平衡催化干氣為原料裝置平衡項(xiàng)目KG/HNM/H備注 入方水蒸氣25612.46自產(chǎn)催化干氣9636.3711141.72裝置外來循環(huán)氫00循環(huán)氫氣合計(jì)35248.83 出方工業(yè)氫2248.6025000出裝置脫附氣19114.7114737.04轉(zhuǎn)化爐燃料氫氣00循環(huán)氫氣未反應(yīng)水13885.52回收利用合計(jì)35248.83石腦油為原料裝置平衡項(xiàng)目KG/HNM/H備注 入方水蒸氣30132.11自產(chǎn)石腦油7537.60裝置外來循環(huán)氫103.441150循環(huán)氫氣合計(jì)37773.15 出方工業(yè)氫2352.0326150.0出裝置脫附氣19882.8714738.68轉(zhuǎn)化爐燃料氫氣00循環(huán)氫氣未反應(yīng)水

27、15538.25回收利用合計(jì)37773.155.能耗項(xiàng)目KG/HNM/H備注 入方水蒸氣30132.11自產(chǎn)石腦油7537.60裝置外來循環(huán)氫103.441150循環(huán)氫氣合計(jì)37773.15 出方工業(yè)氫2352.0326150.0出裝置脫附氣19882.8714738.68轉(zhuǎn)化爐燃料氫氣00循環(huán)氫氣未反應(yīng)水15538.25回收利用合計(jì)37773.155.1用水量序號(hào)使用地點(diǎn)給水T/H排水T/H備注新鮮水循環(huán)冷除鹽水生活用水循環(huán)熱含油污水含鹽污水生活污水1E10043838連續(xù)2E100511.411.4連續(xù)3E1006105105間斷4原料氣壓縮機(jī)134134連續(xù)5除氧水冷卻氣109109連續(xù)

28、6事故冷卻器91.591.5間斷7機(jī)泵冷卻321連續(xù)8取樣冷卻器77間斷9除鹽水26.972連續(xù)10生活用水33間斷11V10102.52.53.3間斷合計(jì)連續(xù) 295.426.972294.41連續(xù)合計(jì)間斷2063203.52.53.335.2用電量序號(hào)使用地點(diǎn)電壓V設(shè)備數(shù)量臺(tái)設(shè)備容量KW軸功率KW年工作時(shí)數(shù)年用電量104KWH備注操作備用操作備用1P1001AB 38011909055.1800044.08間斷2P1002ABC 38011132132108.5800086.8連續(xù)3P1003AB 380117.57.56.1780004.94連續(xù)4P1004 3801 11.10.620

29、000.12間斷5C1001AB 100001 11150115010008000800連續(xù)6潤滑油泵 3801 43.5400010間斷7機(jī)身加熱器 2201 2210000.2間斷8主電機(jī)加熱器 22011.51.55000.075間斷9電動(dòng)盤車 38012.22.210000.22間斷10勵(lì)磁加熱器 220110.3110.35000.015間斷11C1002AB 3801113213289800071.2連續(xù)12C1003AB 1000082802801308000104連續(xù)13A1001 3804372302800048連續(xù)14照明220 2040008間斷15儀表用電 220208

30、00016連續(xù)合計(jì) 100001130904連續(xù)380263.67210.94連續(xù)38061.445.82間斷 220 2016連續(xù)22023.88.29間斷5.3用蒸汽量序號(hào)使用地點(diǎn)蒸汽用量T/H回收凝結(jié)水T/H裝置自產(chǎn)蒸汽T/H備注蒸汽壓力MPA（G）壓力MPA（G）壓力MPA（G）1.03.51.00.5 自產(chǎn)3.5外輸3.51吹掃，消防10間斷2工藝蒸汽25.60.35 連續(xù)3V100335.969.62連續(xù)4V10071間斷5V1016 1.03.863.86連續(xù)6原料預(yù)熱器1.1連續(xù)7T10012.721.35連續(xù)8合計(jì)2739.9813.12連續(xù)13.72間斷表 5-4壓縮空氣用

31、量序號(hào)使用地點(diǎn)及用途用量NM3/H備注非凈化壓縮空氣凈化壓縮空氣正常最大 正常最大1 凈化風(fēng)5連續(xù)2非凈化風(fēng)10 間斷表 5-5 氮?dú)庥昧啃蛱?hào)使用地點(diǎn)及用途用量壓力純度要求備注NM3/HMPA(G)正常最大1吹掃置換50.5 開停工用表 5-6燃料用量序號(hào) 使用地點(diǎn)或用途燃料氣，NM3/H備注1F10011296連續(xù)催化干氣表 5-7裝置消耗序號(hào)名稱單位數(shù)量備注1原料氣NM3/H11141.72連續(xù)（催化干氣）2燃料氣NM3/H1296連續(xù)（催化干氣）3循環(huán)水T/H2954連續(xù)T/H203.5間斷4生活水T/H3間斷5除鹽水T/H22.922連續(xù)6電 10000VKWH/H1130連續(xù) 380

32、VKWH/H268.67連續(xù) 380VKWH/H61.4間斷 220VKWH/H43.8照明及儀表7非凈化風(fēng)NM3/MIN10間斷8凈化風(fēng)NM3/MIN5連續(xù)93.5MPA蒸汽T/H-13.12外輸1.0 MPA蒸汽T/H2.72自產(chǎn)富裕蒸汽1.0 MPA蒸汽T/H10消防及吹掃10氮?dú)釴M3/MIN5間斷表5-8制氫裝置能耗計(jì)算總匯序號(hào)項(xiàng)目小時(shí)耗量能耗指標(biāo)總能耗綜合能耗單位數(shù)量單位數(shù)量MJ/HMJ/1000NMH21原料氣NM11141.7MJ/NM30.4.32燃料氣NM1296MJ/NM30.438931.83循環(huán)水T/H295.4MJ/T4.191237.74電KW1442.47MJ/

33、KW-H11.8417078.853.5MPA外輸蒸汽T/H-13.12MJ/T3684-49334.16除鹽水T/H22.922MJ/T96.32207.47凈化壓縮空氣NM300MJ/NM1.594778裝置綜合能耗13851.89裝置生產(chǎn)能耗11598.7463.96生產(chǎn)控制分析6.1 正常生產(chǎn)分析序號(hào)分析項(xiàng)目分析次數(shù)控制指標(biāo)備注1原料氣 氣體組成1次/天 含硫 PPM(W)1次/天烯烴%(MOL)1次/天2原料油 比重 D1次/罐 蒸餾 KK1次/罐 含硫 PPM(W)1次/罐100 芳烴%(W)1次/罐13 烯烴%(W)1次/罐1 單體烴組成1次/罐3R4002出口 含硫PPM2次/

34、班0.2PPM烯烴%(MOL)1次/班1%4轉(zhuǎn)化氣組成2次/班CH45% (MOL)H2,CO,CO2,CH45中變氣組成2次/班CO3% (MOL)H2,CO,CO2,CH46氫氣組成2次/班CO+CO220PPMH2,CO,CO27解吸氣組成1次/天H2,CO,CO2 CH48中壓蒸汽：鈉含量 SIO2 1次/天15G/KG 20G/KG9給水：硬度1次/天1.5MOL/L 溶解氧15G/L 鐵50G/L 銅10G/L PH8.59.2 油1.0MG/L10汽包水：PH1次/天9.0 PO4-31次/天515MG/L CL-11次/天4MG/L11酸性水：入口 FE離子,CO2,CH3OH

35、抽查酸性水(出口)：CO2抽查10PPM NH3抽查10PPM CH3OH抽查2PPM6.2開工分析序號(hào)分析項(xiàng)目分析次數(shù)控制指標(biāo)備注1置換N2： 氧含量抽查0.3% (MOL) 烴抽查無2置換氣： 氧含量抽查0.5% (MOL)3開工用氫氣組成4次/班4轉(zhuǎn)化中變還原入口： H2% (MOL)4次/班轉(zhuǎn)化中變還原出口： H2% (MOL)4次/班5循環(huán)氮：H2O% (MOL)抽查催化劑脫水時(shí) 烴抽查 無6燃料組成、熱值抽查7爐膛氣體：爆炸試驗(yàn)抽查合格第五章 裝置正常操作1. 脫硫精制系統(tǒng)操作法1.1正常操作指標(biāo)及其對(duì)脫硫效果的影響a) 配氫的影響 脫硫配氫量隨原料性質(zhì)的不同而變化，在原料氣總硫小

36、于20010-6的情況下，配氫量大于300Nm3時(shí)，即可保證脫硫后硫含量小于0.510-6。但在處理量不是很大、反應(yīng)器和氫壓機(jī)負(fù)荷允許的情況下，適當(dāng)增加配氫量（即增加氫分壓）對(duì)脫硫有利，同時(shí)還可彌補(bǔ)一下散熱損失和因線速度過低所造成的氣體偏流。但配氫量不能過多的增加，因過多的配氫會(huì)使反應(yīng)器內(nèi)線速度過大，而降低了反應(yīng)時(shí)機(jī)，反而對(duì)脫硫不利，同時(shí)也增大了多催化劑的沖蝕和配氫能耗。 除了對(duì)配氫量的要求外，氫純度也是必須控制的指標(biāo)之一。如果配氫中含有CO和CO2氣體時(shí)，由于300以上在鈷鉬催化劑的作用下，將發(fā)生甲烷化反應(yīng)： CO 3H2 CH4 H2O CO2 4H2 CH4 2H2O 以上兩個(gè)反應(yīng)為強(qiáng)放

37、熱反應(yīng)，會(huì)造成反應(yīng)器超溫，因此一般要求配氫中（COCO2）含量小于0.5（體）。b) 床層溫度的影響 鈷鉬加氫催化劑用于原料氣烯烴飽合及加氫脫硫，操作溫度應(yīng)控制在340400，床層溫度升高易造成烴類裂解結(jié)碳。故在能滿足脫硫要求的情況下，應(yīng)控制在下限為好。 氧化鋅脫硫劑在200400下，基本上可將氣體中H2S脫至接近零。其反應(yīng)為： H2S ZnO H2O ZnS 因?yàn)楸痉磻?yīng)為放熱反應(yīng)，隨著溫度的增加，氣體中H2S濃度有所增加（受平衡常數(shù)影響），但較高的溫度可使吸收速度加快。當(dāng)停留時(shí)間短（氣速大）時(shí)，較高的溫度反而對(duì)脫硫有利。在350400溫度下，氧化鋅脫硫劑也能脫除有機(jī)硫，以硫醇為例，其反應(yīng)方程

38、式為： ZnOCnH2n+1SHH2ZnSCnH2n+2H2O 但噻吩不能用氧化鋅直接脫除。因此，當(dāng)鈷鉬加氫催化劑活性下降時(shí)，適當(dāng)提高一下脫硫床層溫度，不但對(duì)加氫脫硫有利，而且有利于在氧化鋅床層中將未轉(zhuǎn)化的有機(jī)硫吸收掉。但溫度過高，氧化鋅的脫硫能力將下降。 氧化鋅脫硫劑的硫容（每100kg 脫硫劑吸收硫的重量，常以百分?jǐn)?shù)來表示）隨操作溫度的升高而增加，因此當(dāng)硫容飽和而使脫硫不合格時(shí)，適當(dāng)提高一下操作溫度，則可增大其硫容，而繼續(xù)使用一段時(shí)間。氧化鋅脫硫劑的硫容一般在1520之間。c) 反應(yīng)壓力的影響 本裝置脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力為3.0MPa。在加氫脫硫過程中，反應(yīng)壓力的影響常常是通過氫分壓來體現(xiàn)的。

39、系統(tǒng)中的氫分壓取決于操作壓力和氫油比。 本裝置原料處于氣相，提高反應(yīng)壓力實(shí)際上也就是增加了氫濃度、原料氣濃度和原料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，因此適當(dāng)?shù)靥岣叻磻?yīng)壓力會(huì)對(duì)脫硫有利，而且氧化鋅脫硫劑也希望在較高壓力下使用，壓力過低，脫硫效果會(huì)明顯下降，通常在不低于0.1MPa壓力下使用。但現(xiàn)脫硫系統(tǒng)壓力受全裝置壓力和后部系統(tǒng)壓力的影響，除非特殊必要時(shí)，一般不單獨(dú)提壓。d) 進(jìn)料量的影響進(jìn)料量實(shí)際上是個(gè)空速問題。一般情況下，會(huì)因脫硫進(jìn)料量過大而導(dǎo)致脫硫不合格?？刂婆錃浜瓦M(jìn)料量的穩(wěn)定以保證脫硫的穩(wěn)定，以防止因波動(dòng)而造成的瞬間停留時(shí)間不足是十分必要的。因波動(dòng)不僅影響脫硫的效果，更重要的是將會(huì)造成水碳比失調(diào)，而

40、使轉(zhuǎn)化催化劑結(jié)碳，這在任何情況下都是不允許的。1.2一般事故的處理原則 脫硫系統(tǒng)的事故處理中幾個(gè)原則說明如下：a) 全系統(tǒng)在事故狀態(tài)下，壓力只允許低于設(shè)計(jì)值操作，不允許超過設(shè)計(jì)值。超過時(shí)要及時(shí)泄壓，但不允許高壓瞬間降低到過低壓力而影響設(shè)備強(qiáng)度和造成催化劑床層沖蝕，更不允許高速倒流造成催化劑床層浮動(dòng)。 從脫硫后部泄壓時(shí)，不允許短時(shí)間內(nèi)將原料氣大量泄入轉(zhuǎn)化，以防止水碳比不足而結(jié)碳。所有泄壓操作不可開閥后離去，必須等待降到正常時(shí)為止。在轉(zhuǎn)化正常操作時(shí)，不能因泄壓太低造成轉(zhuǎn)化進(jìn)料量下降，更不能泄至低于轉(zhuǎn)化進(jìn)料的壓力。b) 全系統(tǒng)在事故狀態(tài)下，溫度只允許低于設(shè)計(jì)值，不允許超過設(shè)計(jì)值，否則應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)

41、行處理。因供熱過多而超溫時(shí)，要及時(shí)調(diào)節(jié)F-1001的溫度；因取熱不足造成R-1001、R-1002a/b 床層超溫時(shí)，要同時(shí)考慮增加進(jìn)氣量及返氫量。 因床層反應(yīng)放熱超溫時(shí)（R-1001上層溫度高于入口溫度，下層溫度高于上層溫度），要及時(shí)結(jié)合中變及PSA系統(tǒng)操作情況，判斷是否返氫中含有CO和CO2 引起的，必要時(shí)可臨時(shí)減少返氫量，也可短時(shí)間內(nèi)不配氫，等床層溫度正常后再投用返氫。c) 原料氣中斷時(shí)，及時(shí)與轉(zhuǎn)化配合，加大返氫量、降爐溫，但不要提量太快而把原料氣掃入轉(zhuǎn)化造成結(jié)碳。 其余設(shè)備或儀表有問題時(shí)，則應(yīng)本著不違背溫度、壓力、進(jìn)料量及催化劑性能要求的情況下，靈活處理。1.3停工操作 停工操作要根據(jù)

42、不同的停工目的，采取不同的處理方法。其基本原則是保證安全，保證催化劑和設(shè)備不受損害。在可能情況下，在考慮如何減少原料和動(dòng)力的損失。1.3.1正常停工 正常停工是對(duì)有計(jì)劃的較長時(shí)間停工而言，停工目的是為了設(shè)備動(dòng)改和檢修，因此停工原則以方便檢修為目的。 正常停工的步驟：a) 在切原料前h，建立整個(gè)裝置N、H循環(huán)，注意觀察催化劑床層溫度的變化，及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。b) 接到切原料指令后，及時(shí)與壓機(jī)、轉(zhuǎn)化崗位配合，在半小時(shí)內(nèi)將進(jìn)料從常量逐漸降到零。c) 切原料后，床層溫度不變，仍維持循環(huán)一段時(shí)間，確保床層中原料氣在轉(zhuǎn)化降溫前掃凈，然后根據(jù)轉(zhuǎn)化要求逐漸降溫。d) 反應(yīng)器降至常溫前，適時(shí)補(bǔ)充氮?dú)?，保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)

43、定。降至常溫后，從脫硫聯(lián)箱引N2將系統(tǒng)壓力升至0.5MPa，然后泄壓至0.01 MPa，如此反復(fù)充泄3次，最后使反應(yīng)器有微正壓即可。e) 檢查本系統(tǒng)各低點(diǎn)排凝和放空。1.3.2緊急停工 緊急停工是由于關(guān)鍵設(shè)備損壞或其它原因而不能正常停工時(shí)所采取的緊急處理手段，至于外來原因造成的緊急停工，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備損壞引起的緊急停工措施做一原則介紹。 緊急停工時(shí)，立即停止進(jìn)料，停止原料氣去轉(zhuǎn)化，同時(shí)打開R-1002a/b后放空閥門，引N2將原料氣掃至放空管線，直至掃除干凈為止，然后系統(tǒng)充氮至0.5MPa，其它按正常停工進(jìn)行。1.3.3停工后的處理 停工后的處理措施，已見于正常停工中，這里只根據(jù)催化劑的性質(zhì)，對(duì)催

44、化劑的處理作些說明。 用過的鈷鉬催化劑中硫化物與空氣接觸會(huì)產(chǎn)生自燃現(xiàn)象。因此，停工過程中應(yīng)用N2將反應(yīng)器封閉保壓，防止空氣漏氣。如果想要換新催化劑時(shí)，則必須先作氧化處理，并冷卻到常溫下，才可泄出。泄出時(shí)，準(zhǔn)備好水帶，必要時(shí)噴水降溫。 氧化鋅脫硫劑遇水后機(jī)械強(qiáng)度將大大下降，因此在任何情況下都要嚴(yán)防水泡?？傊瑸榘踩鹨?，停工后需以N2掃凈反應(yīng)器內(nèi)原料氣，并充N2密閉保壓。2.轉(zhuǎn)化中變系統(tǒng)操作法2.1轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的任務(wù) 在制氫裝置中，轉(zhuǎn)化系統(tǒng)把脫硫合格的原料氣和一定量的水蒸汽混合，在轉(zhuǎn)化爐對(duì)流室加熱到480500，再在輻射室轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)的催化劑上轉(zhuǎn)化成H2、CO、CO2和少量殘余CH4及過量的水蒸汽。轉(zhuǎn)

45、化尾氣通過變換后，大部分CO變換成CO2和H2，變換氣進(jìn)入一系列換熱器和分離器，前者換熱降溫，后者分離變換氣中大部分水份。 轉(zhuǎn)化反應(yīng)是強(qiáng)烈的吸熱反應(yīng)，輻射室里的轉(zhuǎn)化管實(shí)際是一個(gè)個(gè)并流的外熱式反應(yīng)器，制氫裝置的燃料系統(tǒng)主要是為轉(zhuǎn)化服務(wù)的，因此轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，還負(fù)責(zé)燃料系統(tǒng)和過熱系統(tǒng)。 轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的特點(diǎn)是設(shè)備多，流程長，開、停工操作復(fù)雜，而且高溫、高壓，操作稍有不慎便會(huì)造成損失，發(fā)生事故。因此，轉(zhuǎn)化崗位內(nèi)操需要精心操作，確保正常運(yùn)轉(zhuǎn)，安全生產(chǎn)。操作人員應(yīng)加強(qiáng)團(tuán)結(jié)，互相配合，必須緊盯控制臺(tái)，堅(jiān)持按時(shí)進(jìn)行巡回檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除事故苗頭、事故隱患，保證設(shè)備的正常運(yùn)行和人身安全，延長催化劑的使用壽命和開工周期。2.2工藝和操作原理2.2.1轉(zhuǎn)化反應(yīng)2.2.1.1轉(zhuǎn)化反應(yīng)式 轉(zhuǎn)化反應(yīng)是指水蒸汽和烴類在高溫下，在轉(zhuǎn)化管內(nèi)的催化劑上進(jìn)行的生成C0、CO2和H2的反應(yīng)。 對(duì)于烴類的水蒸汽轉(zhuǎn)化，一般認(rèn)為反應(yīng)如下進(jìn)行： CnH2n2nH2OnCO（2n1）H2 -Q CnH2n22nH2OnCO2（3n1）H2 -Q 同時(shí)，轉(zhuǎn)化氣中生成的CO又和水蒸汽進(jìn)行以下反應(yīng)： COH2OCO2H2 410MJ(9.8kcal)/g.mol2.2.1.2影響轉(zhuǎn)化反應(yīng)的因素:a) 壓力 轉(zhuǎn)化反應(yīng)是體積膨脹的反應(yīng)，提高壓力對(duì)平衡不利，壓力增加，轉(zhuǎn)化率會(huì)降低。但在工業(yè)