焦炉煤气变压吸附制氢工艺技术应用评述

焦炉煤气变压吸附制氢工艺技术应用评述

王树奇

(新疆八一钢铁集团有限责任公司能源中心)

摘　要:　介绍了八钢焦炉煤气制氢的生产方法及工艺流程,对装置特点进行了评述,并对运行中出现的问题进行了分析,同时提出了相应的处理措施。

关键词:　焦炉煤气;制氢;工艺特点;变压吸附

中图分类号:TQ546.2 文献标识码:B 文章编号:1672—4224(2007)01—0025—02

1　前言

2004年10月八钢建成投产了一套利用变压吸附原理从焦炉煤气中提取氢气的装置,其规模能力为可提取氢气500Nm3 h。这也是新疆自治区第一套焦炉煤气制氢装置。该装置从2004年3月底动工,同年10月建成投产。八钢不再采用电解水生产氢气工艺。

2　装置规模及组成

氢气生产能力:每小时处理焦炉煤气1300Nm3 h(干基),可生产纯度为99.999%、压力1.6M Pa的氢气500Nm3 h。氢气质量指标如表1。

表1　氢气质量指标

纯度露点输出流量氢气收率

杂质含量

总含量O2∑C

≥99.999%≤-70℃500Nm3 h≥80%≤10×10-6≤2×10-6≤5×10-6

制氢装置由4个工序组成:100号脱硫脱萘工序;200号压缩及预处理工序;300号变压吸附提氢工序;400号脱氧干燥工序。

3　生产方法

该装置采用变压吸附提氢工艺技术。焦炉煤气先进入预处理系统,经脱萘、干法脱硫、压缩、除油等预处理后,进入PSA-H2系统的吸附器,PSA-H2采用5-2-2 P工艺,吸附压力1.7M Pa,原料气处理量约1200Nm3 h,吸附器顶部输出的氢气压力约1.7M Pa,经氢气缓冲罐后,送到后处理工序,经脱氧、脱水、干燥后,产品氢气送到界外。解吸气作为预处理器和脱萘器的再生气,对预处理器和脱萘器进行再生后,直接输出到界外,作为副产品,解吸气的输出压力为0.02M Pa。

4　生产工艺流程

500Nm3 h焦炉煤气制氢装置工艺流程示意图见图1。4.1　100号脱萘脱硫工序

原料焦炉煤气首先进入脱萘塔脱除焦炉煤气中的萘。两台脱萘塔可采用串并联运行方式,当一台脱

萘塔的效果降低时,可以对填料进行再生。

脱萘后的原料焦炉煤气进入脱硫塔脱硫。在脱

硫塔中煤气中的硫化氢与填料进行化学反应,使出

塔的煤气含硫量达到指标要求。

4.2　200号压缩及预处理工序

来自焦炉煤气压缩机一级出口的原料气进入精

脱萘塔继续脱萘,然后返回焦炉煤气压缩机进行二

级压缩和三级压缩,将原料气压缩至1.7M Pa进入

除油器和预处理器,脱出煤气中剩余的H2S、苯和高

烃类物质。

4.3　300号变压吸附(PSA)工序

经200号预处理后的焦炉煤气进入300号变压

吸附(PSA)工序,在此工序内焦炉煤气中的CO、

CO2、CH4、N2等杂质被除去,生产出纯度大于99.

6%的半成品氢气进入400号工序。

4.4　400号脱氧干燥工序

联系人:王树奇,男,40岁,本科,工程师,乌鲁木齐(830022)新疆八一钢铁集团有限责任公司能源中心

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从300号出来的半成品氢气中含有1000～5000×10-6氧,这些氧在400号内通过催化剂层和氢气

反应生成水,脱氧后的氢气经冷却后进行干燥处理,最终得到合格的产品氢气供用户使用。

图1　500Nm 3 h 焦炉煤气制氢装置工艺流程图

5　装置特点

(1)自动化程度高,操作简单、快捷。因装置处理

介质为易燃易爆气体,防爆要求高、装置阀门多、切

换频繁,所以重要参数均通过计算机控制,并在计算机屏幕上设有指示及历史趋势和实时趋势记录,

主要操作由计算机处理。操作简单,从装置启动到产品合格仅需要几小时。

(2)吸附方式:变温、变压在不同工序结合使用,吸附再生效果好,提高了气体净化深度,使得氢气产品纯度高。

(3)节约能耗。做为主要设备的3台煤气压缩机,其中一台配备了变频电机,

可以根据用户用气量变化随时调整风机转速,自由组合,合理运行,降低了装置的电耗;再生气体和解析气体可循环利用。在生产氢气的同时,用于再生的气体可以循环再利用,解析气体可以再回到煤气系统中再利用,不造成浪费;监测装置齐全,安全可靠。该装置对重要参数和环境泄漏均设有越限自动报警,在计算机CR T 上显示声、光报警,对产品质量进行连锁控制,

对系统程控阀进行状态检测及故障诊断,对重要参数的越限报警及阀门发生故障时实现多塔自动切换,安全可靠。

6　运行中的问题及处理措施

6.1　关于在线微量氧分析仪

在线微量氧分析仪是监测产品氢气质量的一台重要仪器,设在400号现场。该仪器的核心部件为一个对氧敏感的燃料电池,而燃料电池与氧的反应受温度影响较大。随着夏季温度的升高,仪器测定的氧含量易发生变化,从而不能真实地反映出产品的实际含氧量。

为解决这个问题,在仪器外部放置了一个恒温柜,保证了分析结果的准确性。6.2　脱萘塔再生时环境污染大

脱萘塔在运行一段时间后,需要对塔内填料进行再生处理。再生时高温蒸汽将塔内填料吸附的萘汽化后排放到污水池中,由于污水池较小,排放时蒸汽中携带的萘同时挥发到空气中,造成对周围环境的严重污染。

处理时在污水池的排污管上安装一根喷水管,以冷却排放出的蒸汽,减少萘的挥发,降低污染程度。

7　结束语

八钢焦炉煤气制氢装置是新疆第一套规模生产氢气的装置,工艺自动化程度高,产品氢气产量可以达到500Nm 3 h ,纯度达到99.999%,质量稳定,为八钢板带项目中冷轧和镀锌的生产用氢气提供了必要的保证。

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变压吸附技术在焦炉煤气制氢中的应用

变压吸附技术在焦炉煤气制氢中的应用 戴四新 （厦门市建坤实业发展公司，福建厦门 361012） 摘要：介绍了变压吸附（PSA）技术的基本原理及其应用于焦炉煤气提氢的Sysiv和Bergbau PSA制氢典型工艺。指出PSA技术是近年国内外发展最快、技术最成熟、成本最低的煤气制氢方法，在国内焦炉煤气制氢中最具发展前途，应大力推广应用。 关键词：变压吸附（PSA）技术;焦炉煤气;制氢技术 中图分类号：ＴＱ028.１+5 文献标识码：B 文章编号：1004-4620(2002)02-0065-02 Application of the Pressure Shift Absorbing Technique in Hydrogen Making Process from COG DAI Si-xin (Xiamen Jiankun Industry Developing Corp.,Xiamen 361012,China) Abstract：The basic pinciple of the Pressure Shift Absorbing(PSA) Technique and the representative technics(Sysiv and Bergban)of it`s application for hydrogen making process from COG are discribing.It is pointed out that in recend past years the development of the PSA technique for the hydrogen-making process from COG is the most rapid and the technique is also the most perfect and economical way in the world,and it has the best developing foreground in hydrogen-making process from COG in China.It should be expanded and applied widely soon. Key words：pressure shift absorbing(PSA);coke oven gas(COG);hydrogen making technology

商业计划书-变压吸附制氢工艺

0 工艺技术说明 1、吸附制氢装置工艺技术说明 1）工艺原理 吸附是指：当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。具有吸附作用的物质（一般为密度相对较大的多孔固体）被称为吸附剂，被吸附的物质（一般为密度相对较小的气体或液体）称为吸附质。吸附按其性质的不同可分为四大类，即：化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附。变压吸附（PSA）气体分离装置中的吸附主要为物理吸附。 物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力（包括范德华力和电磁力）进行的吸附。其特点是：吸附过程中没有化学反应，吸附过程进行的极快，参与吸附的各相物质间的动态平衡在瞬间即可完成，并且这种吸附是完全可逆的。 变压吸附气体分离工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具有的两个基本性质：一是对不同组分的吸附能力不同，二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加，随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的第一个性质，可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯；利用吸附剂的第二个性质，可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生，从而构成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离气体的目的。 吸附剂： 工业PSA-H2装置所选用的吸附剂都是具有较大比表面积的固体颗粒，主要有：活性氧化铝类、活性炭类、硅胶类和分子筛类吸附剂；另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的特殊吸附材料，如CO专用吸附剂和碳分子筛等。吸附剂最重要的物理特征包括孔容积、孔径分布、表面积和表面性质等。不同的吸附剂由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面积和不同的表面性质，因而对混合气体中的各组分具有不同的吸附能力和吸附容量。 吸附剂对各种气体的吸附性能主要是通过实验测定的吸附等温线和动态下的穿透曲线来评价的。优良的吸附性能和较大的吸附容量是实现吸附分离的基本条件。 同时，要在工业上实现有效的分离，还必须考虑吸附剂对各组分的分离系数应尽可能大。所谓分离系数是指：在达到吸附平衡时，（弱吸附组分在吸附床死空间中残余量/弱吸附组分在吸附床中的总量）与（强吸附组分在吸附床死空间中残余量/强吸附组分在吸附床中的总量）之比。分离系数越大，分离越容易。一般而言，变压吸附气体分离装置中的吸附剂分离系数不宜小于3。 另外，在工业变压吸附过程中还应考虑吸附与解吸间的矛盾。一般而言，吸附越容易则解吸越困难。如对于C5、C6等强吸附质，就应选择吸附能力相对较弱的吸附剂如硅胶等，以使吸附容量适当而解吸较容易；而对于N2、O2、CO等弱吸附质，就应选择吸附能力相对较强的吸附剂如分子筛等，以使吸附容量更大、分离系数更高。 此外，在吸附过程中，由于吸附床内压力是周期性变化的，吸附剂要经受气流的频繁冲刷，因而吸附剂还应有足够的强度和抗磨性。 在变压吸附气体分离装置常用的几种吸附剂中，活性氧化铝类属于对水有强亲和力的固体，一般采用三水合铝或三水铝矿的热脱水或热活化法制备，主要用于气体的干燥。硅胶类吸附剂属于一种合成的无定形二氧化硅，它是胶态二氧化硅球形粒子的刚性连续网络，一般是由硅酸钠溶液和无机酸混合来制备的，硅胶不仅对水有极强的亲和力，而且对烃类和CO2等组分也有较强的吸附能力。 活性炭类吸附剂的特点是：其表面所具有的氧化物基团和无机物杂质使表面性质表现

炼厂干气制氢工艺流程介绍

干气制氢工艺流程 （一）造气单元 1、进料系统 来自装置外的焦化干气进入原料气缓冲罐，经原料气压缩机压缩至3.2MPa(G)后进入原料气脱硫部分。 2、脱硫部分 进入脱硫部分的原料气经原料气-中变气换热器或开工加热炉（开工时用）升温到230℃左右进入加氢反应器，在其中原料中的不饱和烃通过加氢转化为饱和烃类，床层温度升至380℃左右，此外通过加氢反应，原料中的有机硫转化为无机硫，然后进入氧化锌脱硫反应器脱除硫化氢和氯化氢。经过精制后的气体总硫含量小于0.5PPm，氯化氢含量小于1 PPm，进入转化部分。 3、转化部分 精制后的原料气按水碳比3.5与自产的3.5MPa水蒸汽混合，再经转化炉对流段予热至500℃，进入转化炉辐射段。在催化剂的作用下，发生复杂的水蒸汽转化反应。整个反应过程是吸热的，所需热量由分布在转化炉顶部的气体燃料烧嘴提供，出转化炉840℃高温转化气经转化气蒸汽发生器换热后，温度降至360℃，进入中温变换部分。 4、变换部分 来自转化气蒸汽发生器约360℃的转化气进入中温变换反应器，在催化剂的作用下发生变换反应，将变换气中CO含量降至3％左右。中变气经原料气-中变气换热器、中变气蒸汽发生器、中变气-脱氧水换热器、中变气-除盐水换热器进行热交换回收大部分余热后，再经中变气空冷器冷却至40℃，并经分水后进入中变气PSA单元。 5、热回收及产汽系统 来自装置外的脱盐水与来自酸性水气提塔的净化水混合并经中变气-除盐水换热器预热后进入除氧器。除氧水经锅炉给水泵升压后，再经中变气-脱氧水换热器预热后进入中压汽包。

锅炉水通过自然循环的方式分别经过转化炉对流段的产汽段及转化气蒸汽发生器产生中压蒸汽。所产生的中压蒸汽在转化炉对流段蒸汽过热段过热至440℃离开汽包。一部分蒸汽作为工艺蒸汽使用；另一部分进入全厂中压蒸汽管网。 （二）中变气PSA单元 来自造气单元压力约2.1MPa（G）、温度40℃中变气进入界区后，自塔底进入吸附塔中正处于吸附工况的塔（始终同时有两台），在其中多种吸附剂的依次选择吸附下，一次性除去氢以外的几乎所有杂质，获得纯度大于99.9 的产品氢气，经压力调节系统稳压后送出装置。 当吸附剂吸附饱和后,通过程控阀门切换至其它塔吸附,吸附饱和的塔则转入再生过程。在再生过程中，吸附塔首先经过连续四次均压降压过程尽量回收塔内死空间氢气，然后通过顺放步序将剩余的大部分氢气放入顺放气罐(用作以后冲洗步序的冲洗气源)，再通过逆放和冲洗两个步序使被吸附杂质解吸出来。逆放解吸气进入解吸气缓冲罐，冲洗解吸气进入解吸气缓冲罐，然后经调节阀调节混合后稳定地送往造气单元的转化炉作为燃料气。

焦炉煤气制氢新工艺

焦炉煤气变压吸附制氢新工艺的开发与应用焦炉煤气变压吸附(PSA)制氢工艺利用焦化公司富余放散的焦炉煤气，从杂质极多、难提纯的气体中长周期、稳定、连续地提取纯氢，不仅解决了焦化公司富余煤气放散燃烧对大气的污染问题;而且还减少了大量焦炭能源的耗用及废水、废气、废渣的排污问题；是一个综合利用、变废为宝的环保型项目；同时也是一个低投入、高产出、多方受益的科技创新项目。该装置首次采用先进可靠的新工艺，其经济效益、社会效益可观，对推进国内PSA技术进步也有重大意义。 1942年德国发表了第一篇无热吸附净化空气的文献、20世纪60年代初，美国联合碳化物(Union Carbide)公司首次实现了变压吸附四床工艺技术工业化，进入20世纪70年代后，变压吸附技术获得了迅速的发展。装置数量剧增，装置规模不断扩大，使用范围越来越广，主要应用于石油化工、冶金、轻工及环保等领域。本套大规模、低成木提纯氢气装罝，是用难以净化的焦炉煤气为原料，国内还没有同类型的装置，并且走在了世界同行业的前列。 1、焦炉煤气PSA制氢新工艺。 传统的焦炉煤气制氢工艺按照正常的净化分离步骤是： 焦炉煤气首先经过焦化系统的预处理，脱除大部分烃类物质；经初步净化后的原料气再经过湿法脱硫、干法脱萘、压缩机、精脱萘、精脱硫和变温吸附(TSA)系统，最后利用PSA制氢工艺提纯氢气，整个系统设备投资大、工业处理难度大、环境污染严重、操作不易控制、生产成本高、废物排放量大，因此用焦炉煤气PSA制氢在某种程度上受到一定的限制，所以没有被大规模的应用到工业生产当中。 本装置釆用的生产工艺是目前国内焦炉煤气PSA制氢工艺中较先进的生产工艺，它生产成本低、效率高，能解决焦炉煤气制氢过程中杂质难分离的问题，从而推动了焦炉煤气PSA制氢的发展。该工艺的特点是： 焦炉煤气压缩采用分步压缩法、冷冻净化及二段脱硫法等新工艺技术。 1.1工艺流程。 PSA制氢新工艺如图1所示。

变压吸附制氢工艺

变压吸附制氢工艺 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

工艺技术说明 1、吸附制氢装置工艺技术说明 1）工艺原理 吸附是指：当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。具有吸附作用的物质（一般为密度相对较大的多孔固体）被称为吸附剂，被吸附的物质（一般为密度相对较小的气体或液体）称为吸附质。吸附按其性质的不同可分为四大类，即：化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附。变压吸附（PSA）气体分离装置中的吸附主要为物理吸附。 物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力（包括范德华力和电磁力）进行的吸附。其特点是：吸附过程中没有化学反应，吸附过程进行的极快，参与吸附的各相物质间的动态平衡在瞬间即可完成，并且这种吸附是完全可逆的。 变压吸附气体分离工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具有的两个基本性质：一是对不同组分的吸附能力不同，二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加，随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的第一个性质，可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯；利用吸附剂的第二个性质，可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生，从而构成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离气体的目的。 吸附剂： 工业PSA-H2装置所选用的吸附剂都是具有较大比表面积的固体颗粒，主要有：活性氧化铝类、活性炭类、硅胶类和分子筛类吸附剂；另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的特殊吸附材料，如CO专用吸附剂和碳分子筛等。吸附剂最重要的物理特征包括孔容积、孔径分布、表面积和表面性质等。不同的吸附剂由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面积和不同的表面性质，因而对混合气体中的各组分具有不同的吸附能力和吸附容量。 吸附剂对各种气体的吸附性能主要是通过实验测定的吸附等温线和动态下的穿透曲线来评价的。优良的吸附性能和较大的吸附容量是实现吸附分离的基本条件。 同时，要在工业上实现有效的分离，还必须考虑吸附剂对各组分的分离系数应尽可能大。所谓分离系数是指：在达到吸附平衡时，（弱吸附组分在吸附床死空间中残

焦炉煤气制取氢气技术在工业中的应用

焦炉煤气制取氢气技术在工业中的应用 摘要：在煤炭炼焦工业生产过程中，会产生大量的焦炉煤气。往日工业技术不发达的时候，产生的焦炉煤气一般都是直接排放，这不仅是资源浪费现象，还造成了严重的生态环境污染。在对焦炉煤气的开发利用过程中，因其含有大量的氢气，而氢气作为清洁的能源以及在钢铁行业的广泛应用，所以对焦炉煤气制氢工艺的研究一直是焦炉煤气深度利用的重要技术之一。本文就焦炉煤气制氢工艺进行了简要介绍，并对其在工业中的应用进行了说明 关键词：焦炉煤气；氢气；工业应用 首先来说，氢气作为一种清洁能源，在日益注重环保的今天，其重要地位不得而知；其次，氢气作为还原气体，在钢铁行业中也有广泛的引用；另外，在双氧水项目中，氢气也是其主要的原料之一；最后，在焦化装置与焦油加氢工艺联产，能充分利用焦化装置的优势，通过一系列工艺程序制取氢气，为后续焦油加氢提供必备的原料。以上这些原因使得人们对氢气制取工艺的研究逐渐重视起来。对焦炉煤气的成分检测发现，焦炉煤气中含有大量的氢气，这就催生了一系列焦炉煤气制氢工艺的发展。常见的焦炉煤气制氢工艺主要有变压吸附法（PSA）、变温吸附法（TSA）、深度冷冻法、膜分离法等 一焦炉煤气制氢工艺简介 在实验室研究过程中，以甲烷为原料采用蒸汽转换法或者以液氨为原料采用氨裂解法等也能产生氢气，但这些方法的成本都太高，不值得推广应用。而焦炉煤气中的氢气含量丰富，焦化厂可以充分利用其工艺优势，将焦炉煤气净化、转化后提取氢气 1.焦炉煤气制氢原理 变压吸附（PSA）分离技术是一种非低温的分离技术，利用不同气体在吸附剂上吸附性能的差异，以及同种气体在吸附剂上的吸附性能随压力变化而变化的特性来实现混合气体中各种气体的分离。 2.工艺流程图 图1 焦炉煤气制氢工艺流程图 由图1可知，本制氢装置共分为6个主要工艺过程：预净化工序、精脱萘工序、PSA一1（PSA—c0：/R）工序、PSA一2（PSA—CH。）工序、净化压缩工序和转化变换工序以及PSA一3（PSA-H，）工序 二、焦炉煤气制氢技术应用

PSA制氢装置培训教材

PSA制氢装置培训教材

目录第一节、概述 第二节、吸附分离工艺原理 第三节、工艺流程及工艺条件的选择 第四节、主要设备

第一节概述 吸附现象早就被人们发现利用，早在数千年前，人门就开始利用木炭、酸性白土、硅藻土等物质所具有的强吸附能力进行防潮、脱臭和脱色，湖南长沙市出土的汉代古墓中就放有木碳，显然墓主当时是用木炭吸收潮气等作为防腐措施。因此吸附分离是一门古老的技术。 变压吸附(Pressure Swing Adsorption)气体分离与提纯技术成为大型化工工业的一种生产工艺和独立的单元操作过程（称为吸附分离工程），是在上世纪六十年代迅速发展起来的。由于最早的吸附剂吸附能力较低、选择性较差，吸附分离仅用在吸湿干燥、脱色、除臭、饮用水净化上，吸附剂往往是一次性使用，使用时能耗不高。1942年德国发表了第一篇无热吸附干燥和净化空气（脱除CO2和H2O）的专利文献，1959年Skarstrom发明了PSA气体分离技术（当时称为“等温吸附”或“无热吸附”）。上世纪60年代初，在世界能源危机情况下，美国联合碳化物公司(UCC)首次实现了变压吸附四床工艺技术的工业化，于1966年建成投产了第一套PSA法从含氢工业气体中回收高纯度氢的工业装置。 随着世界能源的短缺，各国和各行业越来越重视低品位资源的开发与利用，以及各国对环境污染的治理要求也越来越高，由于吸附分离技术投资少、运行费用低、产品纯度高、操作简单、灵活、环境污染小、原料气源适应范围宽，使得吸附分离技术在钢铁工业、气体工业、电子工业、石油和化工工业中日益受到重视；另一方面，吸附剂也有了重大发展，如性能优良的分子筛吸附剂的研制成功，活性炭、活性氧化铝和硅胶吸附剂性能的不断改进，以及ZSM特种吸附剂和活性炭纤维的发明，都为连续操作的大型吸附分离工艺奠定了技术基础。 我国石化行业在上世纪70年代开始引进吸附分离技术，从合成气中脱除CO2以制造高纯度氢气。中国西南化工研究设计院于上世纪70年代初开始进行采用变压吸附技术分离气体混合物的实验研究，并于1982年在上海建成了两套从氨厂弛放气中回收氢的变压吸附工业装置。 由于变压吸附(PSA)气体分离技术是依靠压力的变化来实现吸附与再生的，因而再生速度快、能耗低，属节能型气体分离技术。并且，该工艺过程简单、操作稳定、对于含多种杂质的混合气可将杂质一次脱除得到高纯度产品。因而近三十年来发展非常迅速，随着吸附剂、工艺过程控制、仪表控制及工程实施等方面研究的深入，变压吸附技术在气体分离和纯化领域中的应用范围日益扩大，已广泛应用于含氢气体中氢气的提纯，混合气体中一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气、氩气和烃类的制取、各种气体的无热干燥等，而其中变压吸附制取纯氢技术的发展尤其令人瞩目。

气制氢装置工艺流程简介及主要设备情况说明

制氢装置工艺流程简介及主要设备情况说明 天然气制氢装置于2008年从中石化洞氮合成氨车间原料气头部分搬迁至神华。当年设计、当年施工，当年投产。目前运行良好。 工艺流程简要说明如下。 界区来的1.5MPa压力等级的天然气或液化干气在0101-LM和116-F脱液和除去杂质，进入原料气压缩机102-J压缩至4.2MPa， 通过调节进入转化炉对流段加热至350℃左右，进入加氢反应器 101-D加氢（有机硫转化为无机硫），氧化锌脱硫反应器108- DA/DB除去无机硫（H2S），然后与装置内中压蒸汽管网来的 3.5MPa等级的蒸汽混合，在转化炉对流段加热至500±10℃，进入一段转化炉101-B，在镍系催化剂和高温的作用下反应，约80%左 右的原料气转化生成CO、CO2、H2，工艺介质的温度从810℃降至330℃，其中的热量在废热锅炉101-CA/CB、102-C中得到回收利用，副产10.0MPa压力等级的蒸汽，减压并入装置内3.5MPa蒸汽管网。降温后的工艺介质进入高变反应器104DA将大部分的CO变换成 CO2，回收部分氢气，再在低变反应器104DB中反应，将少量的 CO变换成CO2和H2，经过热量回收和液体脱除后，工艺介质进入脱碳系统吸收塔1101-E，与上部下来的碳酸钾溶液对流换热、脱除CO2，吸收了热量和CO2的碳酸钾溶液从塔底进入再生塔1101-E 再生，脱除CO2后的工艺介质（氢气含量大于93%）从吸收塔顶去PSA工序，经过变压吸附得到纯度为99.5%以上的氢气，经压缩至3.0MPa送至全厂氢气管网，经过变压吸附吸附下来的富甲烷气作为燃料送至装置内转化炉燃烧。流程简图如下：

焦炉煤气制氢新工艺模板

焦炉煤气变压吸附制氢新工艺的开发与应用 焦炉煤气变压吸附(PSA)制氢工艺利用焦化公司富余放散的焦炉煤气, 从杂质极多、难提纯的气体中长周期、稳定、连续地提取纯氢, 不但解决了焦化公司富余煤气放散燃烧对大气的污染问题;而且还减少了大量焦炭能源的耗用及废水、废气、废渣的排污问题; 是一个综合利用、变废为宝的环保型项目; 同时也是一个低投入、高产出、多方受益的科技创新项目。该装置首次采用先进可靠的新工艺, 其经济效益、社会效益可观, 对推进国内PSA技术进步也有重大意义。 1942年德国发表了第一篇无热吸附净化空气的文献、20世纪60年代初, 美国联合碳化物(Union Carbide)公司首次实现了变压吸附四床工艺技术工业化, 进入20世纪70年代后, 变压吸附技术获得了迅速的发展。装置数量剧增, 装置规模不断扩大, 使用范围越来越广, 主要应用于石油化工、冶金、轻工及环保等领域。本套大规模、低成木提纯氢气装罝, 是用难以净化的焦炉煤气为原料, 国内还没有同类型的装置, 而且走在了世界同行业的前列。 1、焦炉煤气PSA制氢新工艺。 传统的焦炉煤气制氢工艺按照正常的净化分离步骤是: 焦炉煤气首先经过焦化系统的预处理, 脱除大部分烃类物质; 经初步净化后的原料气再经过湿法脱硫、干法脱萘、压缩机、精脱萘、精脱硫和变温吸附(TSA)系统, 最后利用PSA制氢工艺提纯氢气, 整

个系统设备投资大、工业处理难度大、环境污染严重、操作不易控制、生产成本高、废物排放量大, 因此用焦炉煤气PSA制氢在某种程度上受到一定的限制, 因此没有被大规模的应用到工业生产当中。 本装置釆用的生产工艺是当前国内焦炉煤气PSA制氢工艺中较先进的生产工艺, 它生产成本低、效率高, 能解决焦炉煤气制氢过程中杂质难分离的问题, 从而推动了焦炉煤气PSA制氢的发展。该工艺的特点是: 焦炉煤气压缩采用分步压缩法、冷冻净化及二段脱硫法等新工艺技术。 1.1工艺流程。 PSA制氢新工艺如图1所示。 该裝罝工艺流程分为5个工序: A、原料气压缩工序(简称100#工序), B、冷冻净化分离(简称200#工序) , C、PSA-C/R工序及精脱硫工序( 简称300#工序) , D、半成品气压缩( 简称400#工序) E、PSA-H2工序及脱氧工序(简称500#工序) 。 裝置所用的原料气来自焦炉煤气, 因净化难度高, 故气体质量较差, 分离等级较低。表1为原料煤气组成。

制氢操作规程(变压吸附部分)

第二部分变压吸附部分 1 主题内容 本操作规程描述了甲醇重整制氢的工艺控制、设备运行的操作规范，以及操作中的注意事项、异常情况的处理；通过实施本操作规程，确保甲醇重整制氢的质量和设备的正常运行，减少事故的发生。 2 适用范围 本操作规程适用甲醇重整制氢装置的操作与控制。 3 职责 3.1 生产部管理人员负责本工艺操作规程的编制、修改、监督与管理。 3.2 制氢岗位操作人员负责执行本操作规程。 4 工作程序 4.1 装置概况 4.1.1 概述 本装置采用变压吸附（简称PSA）法从甲醇转化气中提取氢气，在正常操作条件，转化气的处理量可达到800NM3 --1200NM3/h。在不同的操作条件下可生产不同纯度的氢气，氢气纯度最高可达99，9995%。 4.1.2 吸附剂的工作原理 本装置采用变压吸附（PSA）分离气体的工艺，从含氢混合气中提取氢气。其原理是利用吸附剂对不同吸附质的选择性吸附，同时吸附剂对吸附质的吸附容量是随压力的变化而有差异的特性，在吸附剂选择吸附条件下，高压吸附除去原料中杂质组份，低压下脱附这些杂质而使吸附剂获得再生。整个操作过程是在环境温度下进行的。 4.1.3 吸附剂的再生 吸附剂的再生是通过三个基本步骤来完成的： （1）吸附塔压力降至低压 吸附塔内的气体逆着原料气进入的方向进行降压，称为逆向放压，通过逆向放压，吸附塔内的压力直到接近大气压力。逆向放压时，被吸附的部分杂质从吸附剂中解吸，并被排出吸附塔。 （2）抽真空 吸附床压力下降到大气压后，床内仍有少部分杂质，为使这部分杂质尽可能解吸，

要求床内压力进一步降低，在此利用真空泵抽吸的方法使杂质解吸，并随抽空气体带出吸附床。 （3）吸附塔升压至吸附压力，以准备再次分离原料气 4.2 工艺操作 本装置是有5台吸附塔（T201A、B、C、D、E）、二台真空泵（P203A、B）、33台程控阀和2个手动调节阀通过若干管线连接构成 4.2.1 工艺流程说明 工艺过程是按设定好的运行方式，通过各程控阀有序地开启和关闭来实现的。现以吸附塔T201A在一次循环内所经历的20个步骤为例，对本装置变压吸附工艺过程进行说明。 （1）吸附 开启程控阀KS205和KS201，原料气由阀KS205进入，并自下而上通过吸附塔T201A，原料气中的杂质组份被吸附，分离出的氢气通过阀KS201输出。当被吸附杂质的吸附前沿（指产品中允许的最低杂质浓度）移动到吸附塔一定位置时，关闭KS205和KS201，停止原料气进入和产品气输出。此时吸附器中吸附前沿至出口端之间还留有一段未吸附杂质的吸附剂。 （2）第一次压力均衡降(简称一均降) 开启程控阀KS203和KS216，吸附器T201A与刚结束隔离步骤的吸附器T201C进行第一次压力均衡降，均压过程中吸附器T201A的吸附前沿朝出口端方向推进，但仍未到达其出口端。当两台吸附塔压力基本相等时，关闭阀KS216，一均降步骤结束（继续开启阀KS203，便于吸附器V201A下一步二均降进行）。 （3）第二次压力均衡降（简称二均降） 开启程控阀KS222，继续开启阀KS203，吸附塔T201A与刚结束隔离步骤的吸附塔T201D进行第二次压力均衡降，均压过程中吸附塔T201A的吸附前沿继续朝出口端方向推进，仍未到达其出口端。当两台吸附器压力基本相等时，关闭阀KS222，二均降步骤结束（继续开启阀KS203，便于吸附塔T201A下一步三均降进行）。 （4）第三次压力均衡降（简称三均降） 开启程控阀KS228，继续开启阀KS203，吸附塔T201A与刚结束抽真空步骤的吸附塔T201E进行第三次压力均衡降，均压过程中吸附塔T201A的吸附前沿刚好到达出口端时，两台吸附塔压力也基本相等，此时关闭阀KS203和KS228，三均降步骤结束。

制氢装置工艺流程说明

制氢装置工艺流程说明 1.1 膜分离系统 膜分离单元主要由原料气预处理和膜分离两部分组成。 混合加氢干气经干气压缩机升压至 3.4MPa，升温至110℃，首先进入冷却器（E-102）冷却至45℃左右，然后进入预处理系统，预处理系统由旋风分离器（V-101）、前置过滤器(F-101AB)、精密过滤器(F-102AB)和加热器（E-101）组成。 预处理的目的是除去原料气中可能含有的液态烃和水，以及固体颗粒，从而得到清洁的饱和气体，为防止饱和气体在膜表面凝结，在进入膜分离器前，先进入加热器（E-101）加热到80℃左右，使其远离露点。 经过预处理的气体直接进入膜分离器（M-101），膜分离器将氢气与其他气体分离，从而实现提纯氢气的目的。 每个膜分离器外形类似一管壳式热交换器，膜分离器壳内由数千根中空纤维膜丝填充，类似于管束。原料气从上端侧面进入膜分离器。由于各种气体组分在透过中空纤维膜时的溶解度和扩散系数不同，导致不同气体在膜中的相对渗透速率不同，在原料气的各组分中氢气的相对渗透速率最快，从而可将氢气分离提纯。 在原料气沿膜分离器长度方向流动时，更多的氢气进入中空纤维。在中空纤维芯侧得到94％的富氢产品，称为渗透

气，压力为1.3 MPa（G），该气体经产品冷却器（E-103）冷却到40℃后进入氢气管网。 没有透过中空纤维膜的贫氢气体在壳侧富集，称为尾气，尾气进入制氢下工序。 本单元设有联锁导流阀（HV-103）和联锁放空阀（HV-104），当紧急停车时，膜前切断阀（HV-101）关闭，保护膜分离器，同时HV-103和HV-104自动打开，保证原料气通过HV-103直接进入制氢装置，确保制氢装置连续生产；通过HV-104的分流，可以保证通过HV-103进入制氢装置的气体流量不至于波动过大，使制氢装置平稳运行。 1.2 脱硫系统 本制氢装置原料共有三种：轻石脑油、焦化干气、加氢干气（渣油加氢干气、柴油加氢脱硫净化气、加氢裂化干气）。 以石脑油为原料时，石脑油由系统管网进入，先进入原料缓冲罐（V2001），然后由石脑油泵（P2001A、P2001B、P2001C、P2001D）抽出经加压至4.45MPa后进入原料预热炉（F2001）。钴－钼加氢脱硫所需的氢气，由柴油加氢装置来，但是一般采用南北制氢来的纯氢气或由PSA返回的自产氢经压缩机加压后在石脑油泵出口与石脑油混合，一起进入原料预热炉。 以加氢干气和焦化干气为原料时，干气首先进入加氢干气分液罐（V2002），经分液后进入加氢干气压缩机（C2001A、

焦炉煤气变压吸附制氢新工艺的开发与应用

平顶山市三源制氢有限公司由中国神马集团、平顶山煤业集团有限责任公司合作建设，该公司年产万纯氢，采用地焦炉煤气变压吸附()制氢项目是一个综合利用、变废为宝地环保型工程.它直接把两大公司地主生产系统联在一起，充分利用了平顶山煤业集团天宏焦化公司富余放散地焦炉煤气，从杂质极多、难提纯地气体中长周期、稳定、连续地提取纯氢，以较低地生产成本解决了河南神马尼龙化工公司因扩产万尼龙盐而急需解决地原料问题.项目地建成投产，不仅解决了平顶山煤业集团天宏焦化公司富余煤气放散燃烧对大气地污染问题；而且还减少了河南神马尼龙化工公司因扩产需增加地高额投资和大量耗用焦炭能源及废水、废气、废渣地排污问题；同时也是一个低投入、高产出、多方受益地科技创新项目.该装置规模为目前国内最大，首次采用先进可靠地新工艺，其经济效益、社会效益可观，对推进国内技术进步也有重大意义. 年德国发表了第一篇无热吸附净化空气地文献，世纪年代初，美国联合碳化物()公司首次实现了变压吸附四床工艺技术地工业化，进入世纪年代后，变压吸附技术获得了迅速地发展.装置数量剧增，装置规模不断扩大，使用范围越来越广，主要应用于石油化工、冶金、轻工及环保等领域.平顶山三源制氢公司这套大规模低成本提纯氢气装置，是以一种难以净化地焦炉煤气为原料，在国内还没有同类型地装置，特别是其产品——高纯氢用于技术水平居世界前列地尼龙盐公司，更是国内首创，走在了世界同行业地前列.资料个人收集整理，勿做商业用途 焦炉煤气制氢新工艺 传统地焦炉煤气制氢工艺按照正常地净化分离步骤是：焦炉煤气首先经过焦化系统地预处理，脱除大部分烃类物质；经初步净化后地原料气再经过湿法脱硫、干法脱萘、压缩机、精脱萘、精脱硫和变温吸附()系统，最后利用制氢工艺提纯氢气，整个系统设备投资大、工业处理难度大、环境污染严重、操作不易控制、生产成本高、废物排放量大，因此用焦炉煤气制氢在某种程度上受到一定地限制，所以没有被大规模地应用到工业生产当中.资料个人收集整理，勿做商业用途平顶山市三源制氢有限公司所采用地生产工艺是对四川同盛科技有限责任公司提供地工艺方案进行优化后地再组合，是目前国内焦炉煤气制氢工艺中最先进地生产工艺，它生产成本低、效率高，能解决焦炉煤气制氢过程中杂质难分离地问题，从而推动了焦炉煤气制氢地发展.该工艺地特点是：焦炉煤气压缩采用分步压缩法、冷冻净化及二段脱硫法等新工艺技术.资料个人收集整理，勿做商业用途 工艺流程 制氢新工艺如图(略)所示. 该装置工艺流程分为个工序：①原料气压缩工序(简称工序)，②冷冻净化分离(简称工序)，③工序及精脱硫工序(简称工序)，④半成品气压缩(简称工序)，⑤工序及脱氧工序(简称工序).资料个人收集整理，勿做商业用途 装置所用地原料气来自平顶山煤业集团天宏焦化公司地焦炉煤气，该公司地焦炉煤气主要用于锅炉、化工产品原料气及城市煤气；因净化难度高，故气体质量较差，分离等级较低，因此杂质地净化分离均以该公司使用地这套工艺装置来实现.表为原料煤气组成.资料个人收集整理，勿做商业用途 表原料煤气组成 组成 体积分数 续表 组成萘总焦油苯 ()×× 质量浓度 · 工序中，首先把焦炉煤气通过螺杆压缩机对煤气进行加压，将煤气压力从加压至，并经冷却器冷却至℃后输出.经压缩冷却后地煤气含有机械水、焦油、萘、苯等组分，易对后工序吸附剂造成中毒或吸附剂性能下降，该装置设计冰机冷冻分离工序(冷却器为一开一备)对上述杂质进行脱除，此时，重组分物质被析出停留在分离器内，当冷却器前后压差高于设定值或运行一段时间后，自动切换至另一个系统，对停止运行地系统进入加热吹扫，利用低压蒸汽对冷却器和分离器内附着地重组分进行吹除，完成后处于待用状态，经分离后，仍有微量重组分杂质蒸汽带入煤气中，随着装置运行时间地增长，会逐步造成后续工段吸附剂中毒，所以，在冷冻分离后增加了除油器，主要

PSA制氢

1、吸附剂及吸附力 工业PSA制氢装置所用的吸附剂都是具有较大比表面积的固体颗粒，主要有：活性氧化铝类、硅胶类、活性炭类和分子筛类。不同的吸附剂由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面积和不同的表面性质，因而对混合气体中的各组分具有不同的吸附能力和吸附容量。本装置所用吸附剂的特性如下 1).AS吸附剂 在大型PSA氢提纯中的应用结果表明：我公司的AS吸附剂对H2O均有很高的吸附能力，同时再生非常容易，并且该吸附剂还具有很高的强度和稳定性，因而适合于装填在吸附塔的底部脱除水分和保护上层吸附剂。 2).HXSI-01吸附剂 本装置所用PSA专用硅胶属于一种高空隙率的无定型二氧化硅，化学特性为惰性，无毒、无腐蚀性.其中规格为Φ1-3球状的硅胶装于吸附塔中下部，用于吸附水分和CO2。3).HXBC-15B吸附剂 本装置所用活性炭是以煤为原料，经特别的化学和热处理得到的孔隙特别发达的专用活性炭。属于耐水型无极性吸附剂，对原料气中几乎所有的有机化合物都有良好的亲和力。本装置所用活性炭规格为Φ1.5条状，装填于吸附塔中部主要用于脱除CO2组分。 4).HX-CO专用吸附剂 本装置所用的HX-CO专用吸附剂是一种以活性碳为载体的对CO有良好吸附和解吸能力的吸附剂，装填于吸附塔的上部，用于脱除CO2和CO。 5).HX5A-98H吸附剂 本装置所用的分子筛为一种具有立方体骨架结构的硅铝酸盐，规格为Φ2-3球状，无毒，无腐蚀性。HX5A-98H吸附剂不仅有着较大的比表面积，而且有着非常均匀的空隙分布，其有效孔径为0.5nm。HX5A-98H吸附剂是一种吸附量较高且吸附选择性极佳的优良吸附剂，装填于吸附塔的上部，用于脱除甲烷、CO、N2，保证最终的产品纯度。 2、吸附剂的处理 几乎所有的吸附剂都是吸水的，特别是HX5A-98H吸附剂具有极强的亲水性，因而在吸附剂的保管和运输过程中应特别注意防潮和包装的完整性，如果受潮，则必须作活化处理。对于废弃的吸附剂，一般采用深埋或回收处理。但应注意：在卸取吸附剂时，必须先用氮气进行置换以确保塔内无有毒或爆炸性气体。在正常使用情况下，PSA工段的吸附剂一般是和装置同寿命的。 吸附力：在物理吸附中，各种吸附剂对气体分子之所以有吸附能力是由于处于气、固相分界面上的气体分子的特殊形态。一般来说，只处于气相中的气体分子所受的来自各方向的分子吸引力是相同的，气体分子处于自由运动状态；而当气体分子运动到气、固相分界面时(即撞击到吸附剂表面时)，气体分子将同时受到固相、和气相中分子的引力，其中来自固相分子的引力更大，当气体分子的分子动能不足以克服这种分子引力时，气体分子就会被吸附在固体吸附剂的表面。被吸附在固体吸附剂表面的气体分子又被称为吸附相，其分子密度远大于气相，一般可接近于液态的密度。 固体吸附剂表面分子对吸附相中气体分子的吸引力可由以下的公式来描述： 分子引力F=C1/rm-C2/rn (m>n) 其中：C1表示引力常数，与分子的大小、结构有关 C2表示电磁力常数，主要与分子的极性和瞬时偶极矩有关

焦炉煤气制氢操作规程分解

储配分公司大青站 制氢工段焦炉煤气提氢装置操作规程 第一章工艺技术规程 1.1 装置概况 1.1.1 装置简介 本装置建成于2012年2月，焦炉煤气处理量≥4208.41Nm3/h( 干基)。产品氢气流量2100Nm3/h。本装置主要采用6-2-2/V程序变压吸附工艺技术从焦炉煤气中提取高纯氢。整个过程主要分为预净化工序、提纯氢气的PSA 工序、氢气脱氧和干燥工序、产品压缩和装车五个工序。 1.1.2 工艺原理 利用固体吸附剂对气体的吸附有选择性，以及气体在吸附剂上的吸附量随其分压的降低而减少的特性，实现气体混合物的分离和吸附剂的再生。 1.1.3工艺流程说明 焦炉煤气经过压缩机加压至0.76MPa后进入预净化工序，经过预处理器脱除萘、焦油等杂质后进入变压吸附工序。在吸附塔中氢气与其他杂质分离后进入脱氧干燥工序，纯度达99.99%的合格产品气经计量进入氢气压缩机压缩至20MPa 后装车。 1.1.4 工艺原则流程图：

焦炉煤气 1.2 工艺指标： 1. 2.1 原料气指标 原料气组成（干基） 组成 H 2 N 2 CO 2 CH 4 CO O 2 CnH m Σ V% 56.7 3.2 2.7 26.3 7.7 0.9 2.5 100 原料气中杂质含量（mg/Nm3） 组成 萘 焦油 H 2S NH 3 mg/Nm 3 冬≤50 夏≤100 ≤10 ≤20 ≤50 1.2.2 成品指标 组成 H 2 CO O 2 N 2 CO 2 CH 4 合计 V% 99.99 2 0.0005 0.0005 0.006 0.0001 0.001 100 1.2.3 公用工程指标 项目 压力及规格 温度 流量及容量 蒸汽 0.5MPa 饱和温度 夏天350kg/h 冬天430kg/h 仪表空气 0.4-0.6MPa 常温 100Nm3/h 循环水 给水0.4MPa 回水 给水28℃回水40℃ 47t/h 预净化工序 变压吸附单元 氢气加压单元 脱氧、干燥单元 产品装车单元

制氢装置的氢气净化

目前制氢装置的氢气净化分为常规法（苯菲尔溶液脱碳）和变压吸附（Pressure Swing Adsorption，缩写为PSA）法两种流程。 （一）两种净化流程的对比 常规法流程与PSA法的选择主要取决于对工业氢气的纯度和压力的要 求以及经济因素： 1．氢气纯度对加氢装置的影响：常规法的氢气纯度为95%左右，而PSA 法的氢气纯度为99.9%。新氢纯度的差异导致加氢装置操作总压及高压分离器压力不同，氢气纯度低，在保证反应系统氢分压的前提下，反应及分离系统设备设计压力提高，纯氢的消耗量也增大，压缩机及装置的能耗也势必增加，因此净化工艺选择应首先考虑对供氢对象的影响，特别是对新氢纯度要求较高的加氢裂化装置，就只能选择PSA法。2．新氢压力对加氢装置的影响：新氢压力愈高，加氢装置内新氢压缩机的功率消耗及投资就愈低，因此应在制氢装置的合理操作范围内，尽可能的提高工业氢气的输出压力。对常规制氢装置约为1.3～1.4MPa，对PSA净化的制氢装置约为2.0～2.4 MPa。 3．投资：一般PSA法比常规法的投资约高5%～10%左右，但随着PSA 国产化及技术的进步，大大降低了PSA装置的投资，使得两种流程的投 资已日趋接近。 4．氢气成本：PSA法的原料成本高于常规法，但加工成本却低于常规法。两种净化方法的成本主要取决于原料的价格。经测算，当原料价格较高时，常规净化的氢气成本较低；而当原料价格较低时，PSA净化法 比较经济。

当采用炼厂气作为制氢原料时，由于原料价格低，采用PSA净化工艺具有明显的经济优势；当采用天然气、油田气为原料时，两种净化方法成本相当；而当采用轻油作原料时，则PSA法的制氢成本要高于常规净化 法。 PSA净化法具有工艺简单，操作灵活可靠，产品纯度高等诸多好处，目前新建或改建制氢装置一般都选用PSA法。 （二）、常规法 经过中（高）变换的中变气，换热降温后，进入低温变换反应器，进一步将一氧化碳变换为二氧化碳，然后降温至100℃左右，进入脱碳塔，其中的二氧化碳与碳酸钾反应，生成碳酸氢钾，脱除二氧化碳的粗氢气换热升温后，进入甲烷化反应器，粗氢气中的一氧化碳、二氧化碳在甲烷化催化剂的作用下，与氢气反应生成甲烷，最终得到氢纯度大于95% 的工业氢气。 1．脱碳反应 苯菲尔是原始的热钾碱法的商业名称，是由本森（H.E.Benson）和菲尔德（J.H.Field）在20世纪50年代为美国矿物局发明的。后来，又增添了活化剂二乙醇胺以加快二氧化碳的吸收速度，加矾以减少腐蚀。由于吸收液的价格低，吸收容量大，便于操作管理和容易再生，特别在中压（2.0～3.0MPa）下吸收及有低位能的废蒸汽可利用的情况下，其经济效益尤佳。因此，在以天然气和石脑油为原料，采用水蒸汽转化法制 氢的装置中广泛采用。 （1）基本原理

甲醇制氢工艺设计

前言 氢气是一种重要的工业产品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量都有不相同的要求，特别是改革开放以来，随着工业化的进程，大量高精产品的投产，对高纯度的需求量正逐步加大，等等对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安全都提出了更高的要求，同时也促进了新型工艺、高效率装置的开发和投产。 依据原料及工艺路线的不同，目前氢气主要由以下几种方法获得：①电解水法；②氯碱工业中电解食盐水副产氢气；③烃类水蒸气转化法；④烃类部分氧化法；⑤煤气化和煤水蒸气转化法；⑥氨或甲醇催化裂解法；⑦石油炼制与石油化工过程中的各种副产氢；等等。其中烃类水蒸气转化法是世界上应用最普遍的方法，但该方法适用于化肥及石油化工工业上大规模用氢的场合，工艺路线复杂，流程长，投资大。随着精细化工的行业的发展，当其氢气用量在200～3000m3/h时，甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。甲醇蒸气转化制氢具有以下特点： （1）与大规模的天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢相比，投资省，能耗低。（2）与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。 （3）所用原料甲醇易得，运输、贮存方便。 （4）可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。 对于中小规模的用氢场合，在没有工业含氢尾气的情况下，甲醇蒸气转化及变压吸附的制氢路线是一较好的选择。本设计采用甲醇裂解+吸收法脱二氧化碳+变压吸附工艺，增加吸收法的目的是为了提高氢气的回收率，同时在需要二氧化碳时，也可以方便的得到高纯度的二氧化碳。

电解制氢工序操作规程2

四川瑞能硅材料有限公司 CDI车间 电解制氢工序操作规程 编制：宋涛 审核： 批准：

生效日期：2010年10 月

目录 第一节生产的目的及工作原理 一、生产的目的 二、工作原理 （一）电解工作原理.......................................... （二）纯化工作原理.......................................... 第二节质量标准及技术参数 一、原料质量标准 （一）脱盐水质要求：........................................ （二）氢氧化钾.............................................. （三）冷却水................................................ （四）电源.................................................. （五）氮气.................................................. （六）仪表气源.............................................. 二、工艺及设备技术参数 （一）电解槽工艺技术参数.................................... （二）纯化装置工艺技术参数.................................. 三、产品质量标准错误!未定义书签。 第三节工艺流程简介 一、制氢装置工艺流程简介 （一）碱液循环系统.......................................... （二）氢气系统.............................................. （三）氧气系统.............................................. （四）原料水补充系统........................................ （五）冷却水系统............................................