制氫裝置簡介課件

制氫裝置簡介制氫裝置簡介一、制氫裝置概況本裝置是120萬噸/年加氫裂化裝置的配套裝置，由中石化北京設計院設計。裝置以加氫干氣、加氫低分氣和油田氣為主要原料，采用烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化法造氣，PSA法凈化提純的工藝路線制取氫氣，設計產(chǎn)氫規(guī)模為年產(chǎn)99.9%（V）的工業(yè)氫氣2.9萬噸，年開工8000小時，相當于每小時產(chǎn)純氫40000標準立方米。同時本裝置還擔負著20000標準立方米的重整氫與加氫低分氣的提濃任務，所產(chǎn)的氫氣中，每年有28708噸供120萬噸加氫裂化裝置使用，其余部分送入煉油廠氫氣管網(wǎng)。一、制氫裝置概況本裝置是120萬噸/年加氫裂化裝置的配套二、制氫裝置的組成制氫裝置一共可以分為八個大部分：（1）原料氣濕法脫硫部分（2）原料氣升壓部分（3）原料精制部分（4）反應部分（包括轉(zhuǎn)化和中變）（5）中變氣換熱冷卻部分（6）PSA提純部分（包括重整氫和加氫低分氣提濃、制氫中變氣提濃兩套PSA單元）（7）鍋爐給水、發(fā)生并過熱蒸汽（8）酸性水處理部分二、制氫裝置的組成制氫裝置一共可以分為八個大部分：制氫裝置簡介課件制氫裝置簡介課件五、制氫裝置物料平衡項目名稱公斤/小時噸/日萬噸/年入方油田氣5937.50142.504.75加氫干氣＋重整氫提濃尾氣5952.97142.874.76水蒸汽43800.001051.2035.04合計55690.471336.5744.55出方工業(yè)氫3628.4687.082.90PSA尾氣27941.00670.5822.35酸性水24121.01578.9119.30合計55690.471336.5744.55五、制氫裝置物料平衡項目名稱公斤/小時噸/日萬噸/年油田氣5六、制氫裝置能耗計算序號項目小時消耗量燃料低熱值或能耗指標小時能耗單位數(shù)量單位數(shù)量103MJ1油田氣Nm37230.0Kcal/Nm39134.64276.512加氫干氣＋重整氫提濃解析氣Nm34269.0Kcal/Nm314895.5266.233燃料氣Nm31480.0Kcal/Nm310316.163.924除鹽水t82.0Kcal/t230007.905循環(huán)水t323.4Kcal/t10001.356電Kwh2363.8Kcal/Kwh300029.6973.5MPa蒸汽t-25.7Kcal/t880000-94.6980.8MPa蒸汽t1.3Kcal/t7600004.149凝結(jié)水t-25.0Kcal/t74000-7.7510凈化風Nm3636.0Kcal/Nm34001.0711除氧水t-12.0Kcal/t92000-4.6212合計543.7513單位綜合能耗每1000Nm3工業(yè)氫13.59每噸工業(yè)氫149.86六、制氫裝置能耗計算序項目小時消耗量燃料低熱值或能耗指標小時七、制氫裝置的特點用中變氣/原料氣換熱器代替原料加熱爐，另設開工爐，正常操作時用中變氣預熱原料，開工爐僅在開工時預硫化催化劑和在線更換脫硫劑時用，這樣做不僅降低了爐子規(guī)模，合理利用中變氣余熱，減少用于加熱原料的全部燃料氣用量，并減少了全裝置的副產(chǎn)蒸汽量，同時由于由開工爐，脫硫催化劑可以在線更換，從而縮小脫硫反應器的尺寸和脫硫劑的用量。采用PSA法提純粗氫氣。與普通的化學吸收＋甲烷化提純工藝相比，PSA提純工藝具有流程簡單、操作靈活、產(chǎn)品氫純度高、壓力高、綜合能耗等諸多優(yōu)點。轉(zhuǎn)化爐余熱鍋爐與轉(zhuǎn)化氣廢熱鍋爐采用自然循環(huán)一體式公用汽包系統(tǒng)，使得轉(zhuǎn)化爐與轉(zhuǎn)化氣廢熱鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊、操作安全可靠、節(jié)省投資。使用熱管式空氣預熱器回收煙氣余熱，降低了排煙溫度的同時，還減小了轉(zhuǎn)化爐的占地面積。合理利用裝置中的熱源，用中變氣的高溫熱加熱原料，用低溫熱預熱除鹽水，降低能耗。酸性水汽提后回用作鍋爐給水，降低裝置能耗。

七、制氫裝置的特點用中變氣/原料氣換熱器代替原料加熱爐，另設八、制氫裝置原料及產(chǎn)品組成制氫裝置的進料及產(chǎn)品如下圖所示重整氫PSA制氫裝置解吸氣3872Nm3/h制氫PSA氫氣（16197Nm3/h）氫氣4×105Nm3/h加氫低分氣（6254Nm3/h）重整氫（13815Nm3/h）加氫干氣（1839.40Nm3/h）油田氣（4305.5Nm3/h）產(chǎn)品氫56197Nm3/h八、制氫裝置原料及產(chǎn)品組成制氫裝置的進料及產(chǎn)品如下圖所示重整九、制氫裝置原則流程圖1重整氫PSA解吸氣升壓部分低分氣濕法脫硫部分干氣濕法脫硫部分原料升壓部分原料精制部分中變冷卻分液轉(zhuǎn)化爐部分制氫PSA部分鍋爐給水、發(fā)生并過熱蒸汽部分油田氣加氫干氣加氫低分氣重整氫氫氣解吸氣解吸氣中壓蒸汽外送中壓蒸汽九、制氫裝置原則流程圖1重整氫PSA解吸氣升壓部分低分氣濕法十、制氫工藝流程簡述（一）自裝置外來的50℃，2.2MPa（G）的加氫裂化低分氣進入加氫裂化低分氣冷卻器（E-1102）殼層冷卻后，進入加氫低分氣分液罐（D-1102）分液，從加氫低分氣脫硫塔（C-1102）底進入，在塔中與來自硫磺回收裝置的甲基二乙醇胺（MDEA）貧液逆流接觸（MDEA濃度25%wt），脫除氣體中的硫化氫，脫硫后的低分氣送本裝置中重整氫提濃PSA單元，MDEA溶液送回硫磺回收裝置再生。十、制氫工藝流程簡述（一）自裝置外來的50℃，2.2MP十一、制氫工藝流程簡述（二）來自裝置外的重整氫氣和加氫低分氣混合后進入重整氫提濃PSA單元，所得工業(yè)氫氣與中變氣PSA單元的工業(yè)氫氣一起送出裝置。其解吸氣經(jīng)解吸氣壓縮機（K-1101）升壓后與自加氫裂化裝置來的44℃，0.7MPa（G）的加氫裂化干氣混合后，經(jīng)加氫裂化干氣冷卻器（E-1101）殼程冷卻后，進入加氫裂化干氣分液罐（D-1101）分液，分液后的加氫裂化干氣自加氫干氣脫硫塔（C-1101）底進入，與來自硫磺回收裝置的甲基二乙醇胺（MDEA）貧液逆流接觸（MDEA濃度25%wt），脫除氣體中的硫化氫，MDEA富液送回硫磺回收裝置再生。

十一、制氫工藝流程簡述（二）來自裝置外的重整氫氣和加氫低十二、制氫工藝流程簡述（三）脫硫后的氣體與自裝置外來的40℃，0.5-0.8MPa（G）的油田氣在原料氣壓縮機入口分液罐（D-1201）中混合后，經(jīng)原料氣壓縮機（K-1201A/B）升壓至3.2MPa（G），送中變氣/原料氣換熱器（E-1201）殼程與中變氣換熱后，溫度上升至360℃，進入加氫反應器（R-1201）將有機硫轉(zhuǎn)化為硫化氫后，先進入脫氯反應器（R-1204）脫除氣體中的氯離子，再進入脫硫反應器（R-1202A/B）將原料氣的含硫量降至0.3PPm以下，成為制氫合格原料進入轉(zhuǎn)化工序。

十二、制氫工藝流程簡述（三）脫硫后的氣體與自裝置外來的4十三、制氫工藝流程簡述（四）經(jīng)過預處理的360℃，3.1MPa的原料氣與裝置自產(chǎn)的3.5MPa，420℃的過熱水蒸氣混合（水碳比為3.2）經(jīng)轉(zhuǎn)化爐對流段預熱到520℃后，進入轉(zhuǎn)化爐管，在轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)發(fā)生烴類的水蒸氣轉(zhuǎn)化反應，轉(zhuǎn)化爐出口轉(zhuǎn)化氣由H2O，H2，CO，CO2和殘余甲烷組成，其中殘余甲烷干基含量7.28%（V）。

十三、制氫工藝流程簡述（四）經(jīng)過預處理的360℃，3.1十四、制氫工藝流程簡述（五）自轉(zhuǎn)化爐（F-1201）出來的820℃，2.45MPa（G）的轉(zhuǎn)化氣進入轉(zhuǎn)化氣廢熱鍋爐（B-1302）管程，與殼程鍋爐給水換熱發(fā)生3.5MPa中壓蒸汽，轉(zhuǎn)化氣自身降溫至340-360℃，降溫后的轉(zhuǎn)化氣自上部進入中溫變換反應器（R-1203），轉(zhuǎn)化氣中的CO與水蒸氣反應生成CO2和H2，出口變換氣中CO含量約為2.5%（V）干基，由于變換反應是放熱反應，所以出口溫度會升至403℃。

十四、制氫工藝流程簡述（五）自轉(zhuǎn)化爐（F-1201）出來十五、制氫工藝流程簡述（六）自中變反應器出來的變換氣依次經(jīng)過中變氣/原料氣換熱器（E-1201）溫度降至367℃和中變氣/脫氧水換熱器（E-1202A/B）溫度降至156.5℃后，進入中變氣第一分液罐（D-1203）分出凝液，然后在中變氣除鹽水換熱器（E-1203）與除鹽水換熱到137.8℃后進入中變氣第二分液罐（D-1204），分出凝液后，進入中變氣空冷器（A-1201）冷卻到60℃，再經(jīng)中變氣第三分液罐（D-1205）分液后，進入中變氣水冷器（E-1204），水冷到40℃的中變氣經(jīng)中變氣第四分液罐（D-1206）分液后進入中變氣PSA提純單元。

十五、制氫工藝流程簡述（六）自中變反應器出來的變換氣依次十六、制氫工藝流程簡述（七）40℃，2.1MPa（G）的中變氣在PSA單元中經(jīng)物理吸附，從吸附罐頂引出45℃，2.0MPa（G）產(chǎn)品氫氣與重整氫及低分氣PSA單元的工業(yè)氫一起送出裝置，吸附劑再生釋放出來的0.05MPa（G）的低壓釋放氣經(jīng)過緩沖罐穩(wěn)定壓力和組成后，連續(xù)供作轉(zhuǎn)化爐的燃料。

十六、制氫工藝流程簡述（七）40℃，2.1MPa（G）的十七、制氫工藝流程簡述（八）由各中變氣分液罐排出的工藝冷凝水，經(jīng)酸性水汽提塔（C-1201）汽提后，經(jīng)檢驗合格后由凝結(jié)水泵（P-1201A/B）升壓與進入裝置的除鹽水混合并加熱后送回本裝置除氧槽（D-1302）回用，不符合鍋爐給水要求時，作為凝結(jié)水送出裝置。

十七、制氫工藝流程簡述（八