天然气制氢装置工艺技术规程VIP专享

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 制氢工序构成 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 蒸汽转化，一氧化碳中温变换，PSAX 艺制得产品氢气。1.3 消耗定额（ 10Nm3 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 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% 氢，在约 4°C 高温下发生下述反应：RSH+H2=H2S+RHH2S+MnO=MnS+H2O 经铁锰系脱硫剂初步转化吸收后，剩余硫化氢 ， 再 在 采 纳 氧 化 锌 催 化 剂 作 用 下 发 生 下 述 脱 硫 反 应 而 被 吸 收 ：H2S+ZnO=ZnO+H2O C2H5SH+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 如下，以满足蒸汽转化催化剂对硫要求。2.蒸汽转化和变换原理原料天然气和蒸汽在转化炉管中高温催化剂上发生烃一蒸汽转化反应，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。所以在转化炉中反应是不完全。在发生上述反应 同步还伴有一系列复杂 付反应。涉及烃类 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，所以炉温不宜太高。为缓解积碳，增长收率，要控制较大水碳比。3.变化反应 反应方程式如下：CO+H2O=CO2+H2+Q 这是一种可逆放热反应，降低温度和增长过量 水蒸气，都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，催化剂能大大加速其反应速度。使最终 CO 浓度降到低程度，且为生产过程中废热利用发明了良好条件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 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 物理吸附为基础，在两种压力状态直接工作可逆物理吸附过程。它是根据混合气体中杂质组分在高压下具有较大吸附能力，在低压下又有较小吸附能力，而理想组分 H2 ...