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天然气制氢装置工艺技术规程

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下载后可任意编辑天然气制氢装置工艺技术规程12024 年 4 月 19 日下载后可任意编辑天然气制氢装置工艺技术规程1.1 装置概况规模及任务本制氢装置由脱硫造气工序、变换工序、PSA 制氢工序组成1.2 工艺路线及产品规格该制氢装置已天然气为原料,采纳干法脱硫、3.8MPa 压力下的蒸汽转化,一氧化碳中温变换, PSA 工艺制得产品氢气。1.3 消耗定额(1000Nm3氢气作为单位产品)序号名称单位小时消耗量单位消耗备注1天然气Nm3389764532原料天然气Nm3358404173燃料天然气Nm3313636.54电KWh3584.0241.675脱盐水吨119.41.392.1 工艺过程原料及工艺流程2.1.1 工艺原理1.天然气脱硫本装置采纳干法脱硫来处理该原料气中的硫份。为了脱除有机硫,采纳铁锰系转化吸收型脱硫催化剂,并在原料气中加入约 1-5%的氢,在约400℃高温下发生下述反应:22024 年 4 月 19 日下载后可任意编辑RSH+H2=H2S+RHH2S+MnO=MnS+H2O经铁锰系脱硫剂初步转化吸收后,剩余的硫化氢,再在采纳的氧化锌催化剂作用下发生下述脱硫反应而被吸收:H2S+ZnO=ZnO+H2OC2H5SH+ZnS+C2H5+H2O氧化锌吸硫速度极快,因而脱硫沿气体流动方向逐层进行,最终硫被脱除至 0.1ppm 以下,以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求。2.蒸汽转化和变换原理原料天然气和蒸汽在转化炉管中的高温催化剂上发生烃—蒸汽转化反应,主要反应如下:CH4+H2O= CO+3H2-Q (1)一氧化碳产氢 CO+H2O=CO2+H2+Q (2)前一反应需大量吸热,高温有利于反应进行;后一反应是微放热反应,高温不利于反应进行。因此在转化炉中反应是不完全的。32024 年 4 月 19 日下载后可任意编辑在发生上述反应的同时还伴有一系列复杂的付反应。包括烃类的热裂解,催化裂解,水合,蒸汽裂解,脱氢,加氢,积碳,氧化等。在转化反应中,要使转换率高,残余甲烷少,氢纯度高,反应温度要高,但要考虑设备承受能力和能耗,因此炉温不宜太高。为缓和积碳,增加收率,要控制较大的水碳比。3.变化反应的反应方程式如下:CO+H2O=CO2+H2+Q这是一个可逆的放热反应,降低温度和增加过量的水蒸气,均有利于变换反应向右侧进行,变换反应假如不借助于催化剂,其速度是非常慢的,催化剂能大大加速其反应速度。使最终 CO 浓度降到低的程度,且为生产过程中的废热利用制造了良好的条件4.变压吸附原理变压吸附简称 PSA,是对气体混合物进行提纯的工艺过程。该工艺是以多孔性固体物质(吸附剂)内部表面对气体分子的物理吸附为基础,在两种42024 年 4 月 19 日下载后可任意编辑压力状态直接...

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