天然气制氢项目工艺过程原理及工艺流程

天然气制氢项目工艺过程原理及工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 1．1工艺原理1．天然气脱硫本装置采用干法脱硫来处理该原料气中的硫份。为了脱除有机硫，采用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：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，再在采用的氧化锌催化剂作用下发生下述脱硫反应而被吸收：H2S+ZnO=ZnS+H2OC2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+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 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。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。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，积炭，氧化等。在转化反应中，要使转化率高，残余甲烷少，氢纯度高，反应温度就要高。但要考虑设备承受能力和能耗，所以炉温不宜太高。为缓和积炭，增加收率，要控制较大的水碳比。3变换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汽，均有利于变换反应向右侧进行，变换反应如果不借助于催化剂，其速度是非常慢的，催化剂能大大加速其反应速度。为使最终CO浓度降到低的程度，只有低变催化剂才能胜任。高低变串联不仅充分发挥了两种催化剂各自的特点，而且为生产过程中的废热利用创造了良好的条4改良热钾碱法改良热钾碱溶液中含碳酸钾，二乙醇胺及V2O5。碳酸钾做吸收剂、二乙醇胺做催化剂、它起着加快吸收和解吸的作用。V2O5为缓蚀剂，可以使碳钢 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面产生致密的保护膜，从而防止碳钢的腐蚀。K2CO3吸收CO2的反应机理如下：K2CO3+CO2+H2O→2KHCO3上式通常认为按下列步骤进行：H2O→H++OH-K2CO3→2K+++CO3-CO2+OH-→HCO3-H++CO32-→HCO3-K++HCO3-→KHCO3在溶液中添加了二乙醇胺后，其反应机理为：CO2+(C2H5O)2NH→(C2H5O)2NCOO-+H+(C2H5O)2NCOO-+H2O→(C2H5O)2NH+HCO3-由于二乙醇胺与CO2的反应速度较快，因此二乙醇胺的加入可以加速CO2的吸收和解吸。从平衡观点看，加入活化剂，降低了溶液面上的CO2平衡分压，从而有利于净化度的提高。5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，在两种压力状态之间工作的可逆的物理吸附过程。它是根据混合气体中杂质组分在高压下具有较大的吸附能力，在低压下又具有较小的吸附能力，而理想组分H2无论在高压下还是在低压下都具有较小的吸附能力的原理。在高压下，增加杂质分压以便将其尽量多的吸附于吸附剂上，从而达到高的产品纯度；吸附剂的解析或再生在低压下进行，尽量减少吸附剂上杂质的残余量，以便在下个循环再次吸附杂质。1．2流程简图（附图）1．3流程简述1、脱硫流程和设备天然气为原料，H2S只有几十ppm和少量的有机硫（20～30ppm），因此采用流程为：在一个铁锰加氢器后串两个氧化锌脱硫槽。加热主要是（原料天然气达到脱硫反应温度350～400℃）。设在一段炉对流段低温蒸汽过热蒸汽过热器之后的一个原料预热盘管组，利用烟气余热进行加热的。来自界区的天然气经天然气过滤器（0101-LM）除尘后，进入原料气压缩吸入罐（116-F）分离掉其中的液体，分为两股，一股作为燃料气与来自PSA制氢工序的尾气在燃料气混合器（0103-FM）混合后去对流段预热；一股作为原料天然气，配入来自脱碳工序的返氢气后，进入原料气压缩机102—J，压缩到42公斤／平方厘米左右，进入一段转化炉对流段的原料气预热盘管，预热到427℃，并用未预热的副线调节到350～400℃，再送入加氢转化器101D原料天然气在加氢转化器内反应后，串联通过两个氧化锌脱硫槽108—DA、DB中使天然气的硫含量降低至0.1ppm以下。这两个槽任何一个都可以作为第一个槽，也可以只使用一个槽，另一个更换脱硫剂。经过脱硫的气体送入一段炉。2转化流程脱硫后的天然气配入中压蒸汽，达到一定的水碳比（3.5—4.5），进入一段炉对流段的混合气预热盘管，加热到500℃，送到一段炉辐射段顶的9根上集气管。每根上集气管又把气体分配到42根转化炉管中，炉管共378根，内装催化剂。气体在管内边吸热边反应，到转化管底的温度达820℃。每一排横竖42根炉管的气体汇合于一根水平的下集气管。下集气管也是9，各有一根上升管。反应后的气体沿9根上升管上升，继续吸收一些热量.在一段炉对流段分别设置：混合气预热器烟气废锅蒸汽过热器原料气预热器锅炉给水预热器燃料气预热器助燃空气预热器充分回收烟气热量提高一段炉总的热效率。一段炉出口的转化气温度约813℃，甲烷含量约9.7％（干基），经输气管（107-D）进入二段转化炉(103-D)，二段转化炉仅作为通道使用，在二段炉水夹套的作用下，一段转化气的温度降低到约789℃，在第一废热锅炉(101-CA/B)和第二废热锅炉(102-C)中回收热量后，温度降低至约371℃去变换工序。3变换原理转化气进入高变炉(104-DA)，高变换炉中装填了铁系的高温变换触媒，在高温变换触媒中发生变换反应，大部分一氧化碳与蒸汽反应生成二氧化碳和氢气，离开高温变换炉的工艺气中一氧化碳含量降低到约2.2%（干基）。为使变换反应更接近平衡，高温变换炉出口气依次经过高变废热锅炉（103-C）和高变气锅炉给水预热器（0108-CM）回收热量后，在约220～230℃进入装有铜触媒的小低变(104-DB1)进一步发生变换反应，从小低变出来的变换气经过高变炉出气锅炉给水预热器（106-C）回收热量后，进入到低变炉（104-DB）进一步发生变换反应，低变换炉出口的一氧化碳含量降低到0.24%（干基），送往脱碳工序。4脱碳温度223.6℃左右的低变气分成两股，一股经冷凝液锅炉（1104-C）冷却后进入再沸器(1105-C)进一步降低温度至130℃，另一股经低变气锅炉给水换热器（1106-CM）换热，混合后进入回流液再沸器（1160-C）进一步冷却后进入102-F。工艺气进分离罐102-F，分出冷凝水，然后进入吸收塔1101-E底部。气体在吸收塔内自下而上通过四层填料，与从上流下的热碱液逆流接触。气体中CO2被吸收，部分水蒸汽也同时冷凝，最后气体中还剩余0.1％CO2。出塔气体再经过一个液滴分离罐1113-F，除去夹带的溶液。分出的溶液通过液位调节器回到贮糟。从1113-F出来的气体送往PSA工序。吸收塔有两个进液口，从塔中部进入的是温度110℃，转化率0.4左右的半贫液。它来自再生塔中部，用半贫液泵1107-J打入吸收塔，流过下边两层填料。半贫液有流量调节器FRC-67。贫液从再生塔底部流出，经锅炉给水预热器1107-C冷却到71℃后，用贫液泵1110-J送到吸收塔顶，自上而下流过两层填料，再与半贫液汇合。贫液也有流量调节器FRC-5，一部分贫液在进塔前流过过滤器1106-L以除去杂质，防止气泡。通过过滤器的溶液量靠手动调节阀调节，大约占贫液总量的1/10。过滤器前后有压差计，用以判断是否需要清洗。吸收塔底的富液位调节器LRC-91流出，利用自身压力送到再生塔顶。由于吸收塔压力很高，所以富液可用来驱动一台水力透平回收能量。这台水力透平带动三台半贫液泵1107-J当中的一台。其余两台由蒸汽透平带动。水力透平设有旁路阀，在开停车或事故时富液不经水力透平而直接送往再生塔。使用旁路阀不仅不能回收能量，而且因阀工作条件很差，较易损坏，应尽量少用。富液经过水力透平减压（或通过旁路阀及限流孔板减压），在再生塔顶就闪蒸出一些CO2。液体从上而下流经填料层，与从下而上的热气体（水蒸气和CO2混合物）逆流接触。气液间互相换热和传质，液体温度不断上升，溶解的CO2不断放出。只经过两层填料的半贫液从再生塔中部抽出，用半贫液泵送往吸收塔中部。小部分溶液约占总量20％继续流过最下一层填料，再进一步再生，最后流入变换器再沸器1105-C和蒸汽再沸器1111-C，热保持沸腾状态，使溶液中的CO2脱除到规定要求，返回再生塔底部。随后贫液经1107-C被锅炉给水冷却，然后用贫液泵1110-J送吸收塔顶。再生塔的富液进口之上为除沫装置，再往上是三层泡罩塔板。再这里用水洗涤上升气体中夹带的碱液。洗涤水来自冷凝水分水罐1103-F。再生出来的CO2气体经洗涤后，从再生塔顶出来，经冷凝器1110-C冷却，并在1103-F分出冷凝水后送往下一道工序，或排大气5PSA变压吸附技术是以吸附剂（多孔固体物质）内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组份、不易吸附低沸点组份和高压下吸附量增加（吸附组份）、低压下吸附量减小（解吸组份）的特性。将原料气在压力下通过吸附剂床层，相对于氢的高沸点杂质组份被选择性吸附，低沸点组份的氢不易吸附而通过吸附剂床层（作为产品输出），达到氢和杂质组份的分离。然后在减压下解吸被吸附的杂质组份使吸附剂获得再生，以利于下一次再次进行吸附分离杂质。这种压力下吸附杂质提纯氢气、减压下解吸杂质使吸附剂再生的循环便是变压吸附过程。多床变压吸附的作用在于：保证在任何时刻都有相同数量的吸附床处于吸附状态，使产品能连续稳定地输出；保证适当的均压次数，使产品有较高的提取率。在变压吸附过程中，吸附床内吸附剂解吸是依靠降低杂质分压实现的，本装置采用的方法是：常压解吸（见图2－1）降低吸附床压力（泄压）逆放解吸冲洗解吸图2－1示意说明吸附床的吸附、解吸过程。图2－1变压吸附循环中吸附－解吸过程示意图升压过程（A－B）：经解吸再生后的吸附床处于过程的最低压力P1，床内杂质吸附量为Q1（A点）。在此条件下用产品组份升压到吸附压力P3，床内杂质吸附量Q1不变（B点）。吸附过程（B－C）：在恒定的吸附压力下原料气不断进入吸附床，同时输出产品组份。吸附床内杂质组份的吸附量逐步增加，当到达规定吸附量Q3（C点）时停止进入原料气，吸附终止。此时吸附床内仍预留有一部分未吸附杂质的吸附剂（如吸附剂全部吸附杂质，吸附量可为Q4，C’点）。顺放过程（C－D）：沿着进入原料气输出产品的方向降低压力，流出的气体仍为产品组份用于别的吸附床升压或冲洗。在此过程中，随床内压力不断下降，吸附剂上的杂质被不断解吸，解吸的杂质又继续被未充分吸附杂质的吸附剂吸附，因而杂质并未离开吸附床，床内杂质吸附量Q3不变。当吸附床降压至D点时，床内吸附剂全部被杂质占用，压力为P2。逆放过程（D－E）：开始逆着进入原料气输出产品的方向降低压力，直到变压吸附过程的最低压力P1（通常接近大气压力），床内大部分吸附的杂质随气流排出塔外，床内杂质吸附量为Q2。冲洗过程（E－A）：根据实验测定的吸附等温线，在压力P1下吸附床仍有一部分杂质吸附量，为使这部分杂质尽可能解吸，要求床内压力进一步降低。在此利用顺放气冲洗床层不断降低杂质分压使杂质解吸。经一定程度冲洗后，床内杂质吸附量降低到过程的最低量Q1时，再生终止。至此，吸附床完成一次吸附－解吸再生过程，再次升压进行下一次循环经过冷却、分水后的中变气进入装有吸附剂的吸附器，吸附除去氢气以外的其它杂质（H20、CO、CO2、CH4），使气体得以净化。净化后的工业氢纯度大于99.9%(V/V)，以恒定的流量和压力通过氢气压缩机（110-J）外送。供直接液化装置。吸附剂再生得到的尾气，经脱附气缓冲罐F7003,稳定后经过PIC7007多余的部分由PIC7005放空进火炬后，进入螺杆压缩机0115—J/JT送转化做燃料6工艺冷凝液回收变换气分离罐中分离下来的工艺冷凝液经工艺冷凝液泵（109-J/JA）加压，与汽提后的工艺冷凝液在工艺汽提冷凝液换热器（130-CA/CB）中换热后进入工艺冷凝液汽提塔（103-E）的顶部。汽提蒸汽自工艺冷凝液汽提塔底部进入，将工艺冷凝液中溶解的微量氨、二氧化碳和醇汽提出来，用作工艺蒸汽。汽提后的工艺冷凝液经过汽提冷凝液锅炉给水换热器（131-C）进一步回收热量，并经工艺冷凝液水冷器（0105-CM）冷却后送出界区，开车或操作不正常时电导率超标的工艺冷凝液去污水处理7脱盐水系统温度40℃压力0.6MPA的脱盐水从界区来，经贫液锅炉给水换热器1107-C温度升至72℃，大约40%经汽提冷凝液锅炉给水换热器131-C换热至105℃，与剩余的脱盐水混合后经净化器水冷器换热至94℃进入除氧器101-UM，通过注联胺和热力除氧去除夹带的氧离子温度升至115℃，通过注氨水调节PH值后进入汽包给水泵0104-J/JA送入汽包。8蒸汽系统锅炉水通过101-CA/CB,102-C,103-C及烟气废热锅炉生产高压蒸汽（温度313.8℃，压力10.3MPA），高压蒸汽经一段炉对流段蒸汽过热盘管，温度过热至420℃，再经脱氧水减温减压后温度降至350℃压力降至3.8MPA供工艺蒸汽及各蒸汽透平用。部分中压蒸汽经再次减温减压，压力降至0.35MPA温度200℃用做除氧用蒸汽。在开工阶段，启用透平及表面冷凝器则需引用外来中压及低压蒸汽。1．4装置辅助系统1．4.1仪表风系统界区来仪表空气经流量计FRQ5060进入仪表风罐0107-FM缓冲后送到装置各用户。当仪表风压力PAL5061压力低时PSLL报警后连锁停车。1．4.2循环水系统循环水自界区来，温度28℃压力0.5MPA分别进入各冷却点冷却设备用量T/H0102-J2690105-CM2250104-CM341109-C.1110-C20000116-CM680106-CM152101-JCM22400110-J/JA134.20115-J102PSA装置1.6油系统及其他150返回温度升至38℃，压力降至0.3MPA1．4.3火炬系统所有放空燃气及放空气进入火炬罐0119FM稳压后进入火炬管烧掉。1．4.4氮气系统从界区来的氮气有两种，一种是5.2MPA的中压氮气，用于高压系统的吹扫和气密。另一种是0.8MPA的低压氮气用于平时吹扫。