天然气制氢装置技术方案
目录
一、原料/燃料气条件 (2)
二、产品及要求 (2)
三、工艺技术方案 (2)
1. 工艺流程示意图 (2)
2. 工艺原理 (3)
3. 装置国产化水平 (4)
四、消耗指标 (4)
1. 氢气产品 (4)
2. 消耗 (4)
五、制氢装置生产成本估算 (5)
六、装置投资 (5)
七、说明 (5)
八、附件 (5)
一、原料气条件
原料气：天然气
温度：40℃
压力：3.6MPa（G）
低热值：8795kcal/Nm3
组分：
组分含量%（体积）
CH4 92.81
C2H6 4.255
C3 H8 0.783
iC4 H10 0.129
nC4 H10 0.129
iC5 H12 0.054
nC5 H12 0.024
C6+ 0.032
H2 0.02
N2+Ar 0.774
CO2 0.99
总S ≤20ppm
∑ 100.00 二、产品及要求
产品气：氢气
三、工艺技术方案
1. 工艺流程示意图
工艺流程示意图
2. 工艺原理
（1）烃类蒸汽转化
烃类的蒸汽转化是以水蒸汽为氧化剂，烃类物质与水蒸汽在镍催化剂的作用下进行反应，从而得到合成气。这一过程为吸热过程，需外供热量。一段转化炉转化所需的热量由转化管外的高温燃烧烟气提供。一段转化气进入二段转化炉后与适量的氧气混合，进行H 2与O 2的燃烧反应及CH 4部分氧化反应，所产生的热量供二段转化气中的甲烷进行深度转化。
在镍催化剂存在下烃类蒸汽转化反应为：
烃类蒸汽一段转化反应
CH 4+H 2O CO+3H 2-Q 6
C n H 2n+2+nH 2O nCO+(2n+1)H 2-Q 7
CO+H 2O H 2+CO 2+Q 8
二段转化反应
22291O H O()Q 2
H +=汽＋ CH 4+2O 2 CO 2+2H 2+Q
2212
CO O CO Q +=+ 上述反应放出的反应热足以将二段转化炉炉头温度升至1200～1400℃，这就为二段炉内CH 4深度转化反应提供了足够的热源，发生如下转化反应：
CH 4+H 2O CO+3H 2-Q
CO+H 2O H 2+CO 2+Q
（2）MDEA 脱碳
活化MDEA 法脱碳工艺原理简述如下：
MDEA 化学名为N-甲基二乙醇胺，分子式C 5H 13NO 2，分子量119.17。
MDEA 与CO 2的反应如下：
2232323CO H O H HCO H R NCH R CH NH +-
+++++=
上面二式相加为总反应：
2322233R NCH H O CO R CH NH HCO -++=++
CO 2和H 2O 的反应的速度很慢，为MDEA 吸收CO 2反应的控制步骤，加活化
剂（P ）后改变了反应历程，其反应按下式进行：
222
2223232322332()()22CO P P CO P CO R NCH R CH NCOO P R CH NCOO H O R CH NH HCO +-
+=+=++=+
CO 2和活化剂P 的反应速度很快，活化剂（P ）起到了传递CO 2的作用，加快了反应速度。活化剂在表面吸收CO 2后向液相传递CO 2，而活化剂又被再生。
MDEA 吸收CO 2，兼有化学和物理吸收的特点。利用CO 2分压差值，将压力降低，即可将溶液中大部份CO 2解析出来，从而降低再生热耗。其反应式如下：
2332322R CH NH HCO R NCH H O CO +-+=++↑
3. 装置国产化水平
本转化装置所有设备均可国内制造，催化剂可国内采购。
四、消耗指标
1. 氢气产品
流量：33330Nm 3/h
温度：40℃
压力：2.0MPa （A ）
氢气浓度：≥99.9v%
2. 消耗
原辅材料消耗表（按1000Nm 3氢气计） 序号
项目 单位 小时消耗消耗定额 备注 1
原料天然气 Nm 3 11021 330.7 2
氧气（≥99.5v%，2.5MPa ） Nm 3 5286 158.6 3
中压蒸汽 t 16 0.48 4
电 kWh 960 28.8 5
循环水（△t=10℃） m 3 1250 37.5 6
脱盐水 t 15 0.45 7
副产工艺冷凝液 t -19 -0.57 8 仪表空气 Nm 3 500 15
五、制氢装置生产成本估算
制氢装置生产成本（以1000Nm3氢气计）
序号项目单位消耗定额单价（元）单位成本（元）
1 天然气 Nm3 330.7 2.48 820
2 氧气 Nm
3 158.6 0.3 48
28.8
0.337 10 3 电 kWh
0.48 100 48 4 中压蒸汽 t
0.45 8 3.6
5 脱盐水 t
6 新鲜水m3 0.9 3 2.7
7 催化剂及化学品元 5
8 折旧及维修等元37
9 工资福利及财务、管理费元25
10 总计1000
六、装置投资
1. 装置投资：~8500万元（不包括空分）。
2. 如果净化气能满足焦油加氢对氢气质量的要求，则可不用PSA，投资减少
~2000万元。
七、说明
1. 需配套6000Nm3/h空分，投资~3000万元；
2. 请给出焦油加氢对氢气质量的要求，以确认是否需要设置PSA；
3. 工期1年（主要由空分工期决定）；
4. 煤干馏投产后，用副产荒煤气代替天然气制氢，天然气制氢装置及配套的空
分全部可用，需增加荒煤气压缩、脱硫及PSA改造。
八、附件
1. 进PSA净化气条件
2. 转化工序工艺流程图
3. MDEA脱碳工序工艺流程图
4. 变压吸附装置工艺流程图
1. 进PSA净化气条件
组分CH4H2N2CO CO2Ar∑v%0.498.850.310.320.10.02100温度：40℃
压力：2MPa
天然气制氢的基本原理及工业技术进展
天然气制氢的基本原理及工业技术进展 一、天然气蒸汽转化的基本原理 1.蒸汽转化反应的基本原理 天然气的主要成分为甲烷，约占90%以上，研究天然气蒸汽转化原理可以甲烷为例来进行。 甲烷蒸汽转化反应为一复杂的反应体系，但主要是蒸汽转化反应和一氧化碳的变换反应。 主反应： CH4+H2O===CO+3H2 CH4+2H2O===CO2+4H2 CH4+CO2===2CO+2H2 CH4+2CO2===3CO+H2+H2O CH4+3CO2===4CO+2H2O CO+H2O===CO2+H2 副反应： CH4===C+2H2 2CO===C+CO2 CO+H2===C+H2O 副反应既消耗了原料，并且析出的炭黑沉积在催化剂表面将使催化剂失活，因此必须抑制副反应的发生。 转化反应的特点如下：
1)可逆反应在一定的条件下，反应可以向右进行生成CO 和H2，称为正反应；随着生成物浓度的增加，反应也可以 向左进行，生成甲烷和水蒸气，称为逆反应。因此生产中必须控制好工艺条件，是反应向右进行，生成尽可能多的CO 和H2。 2)气体体积增大反应一分子甲烷和一分子水蒸气反应后，可以 生成一分子CO和三分子H2，因此当其他条件确定时，降低压力有利于正反应的进行，从而降低转化气中甲烷的含 量。 3)吸热反应甲烷的蒸汽转化反应是强吸热反应，为了使 正反应进行的更快、更彻底，就必须由外界提供大量的热量，以保持较高的反应温度。 4)气-固相催化反应甲烷的蒸汽转化反应，在无催化剂的 参与的条件下，反应的速度缓慢。只有在找到了合适的催化 剂镍，才使得转化的反应实现工业化称为可能，因此转化反 应属于气-固相催化反应。 2.化学平衡及影响因素 3.反应速率及影响速率 在没有催化剂的情况时，即使在相当高的温度下，甲烷蒸汽转化反应的速率也是很慢的。当有催化剂存在时，则能大大加快反应速率；甲烷蒸汽转化反应速率对反应温度升高而加快，扩散
制氢原料及工艺方案的选择和优化
制氢装置原料及工艺方案的选择和优化 上海华西化工科技有限公司纪志愿 随着合成氨、甲醇等合成气工业的飞速发展，国内轻油蒸汽转化制氢技术有了长足的进步。在半个多世纪的工业实践中，ICI、凯洛格、赫尔蒂、KTI、托普索等公司在转化炉型、催化剂性能、能量回收、净化方法等方面均有重大改进，使轻油蒸汽转化技术日臻成熟，可靠性、灵活性有了很大提高。 目前由于越来越严格的环境保护要求，各种发动机燃料的质量越来越高，炼油厂中氢气的需要不断增加，极大地剌激了制氢工艺的迅猛发展。以KTI、托普索为代表的轻烃蒸汽转化制氢技术公司，在充分吸收、借鉴现代合成气生产经验的同时，利用其制氢的优化设计软件，力求开发出适合当代要求的轻烃制氢技术。最新的进展包括：1、低水碳比、高转化温度，以降低原料和燃料消耗；2、预转化工艺和后转化工艺（一种列管式的转化反应器）与常规转化炉的优化组合应用，以降低转化炉的燃料消耗；3、应用现代节能技术，优化余热回收方案，以进一步降低装置能耗。 国内轻烃蒸汽转化制氢技术自六十年代第一套2×104Nm3/h油田气制氢装置一次投产成功以来，取得了可喜的进展。 三十年来的工业实践表明，国内自行设计施工的制氢装置工艺可靠，开车方便，原料、燃料单耗和主要性能能量指标均已达到国际先进水平。 目前石油化工等行业大于1000m3n/h的制氢装置均采用轻烃蒸汽转化制氢技术。 一、制氢技术的多样化 目前，氢气生产装置通常采用以下四种技术方案：方案一，以轻烃类（包括天然气、轻石脑油、催化和焦化干气等）为原料，采用水蒸汽转化法生产氢气；方案二，以甲醇、液氨为原料，采用甲醇或氨分解生产氢气；方案三，以水为原料，电解水生产氢气；方案四，以煤为原料，采用煤气化法生产氢气。 随着国际能源价格的上涨，以轻石脑油等轻烃为原料生产的氢气及富氢产品价格也将不断上涨，因此目前多用于有低价原料资源（如廉价天然气和催化及焦化干气）的地区。 甲醇或氨裂解制氢虽然工艺装置简单，但由于甲醇和液氨本身就是以煤或天然气为原料经过制氢后再生产的产品，因此再将其裂解用于制氢，显然成本过高，因此只适合于特别小规模的装置，通常小于500Nm3/h。 电解水法制氢技术，由于耗电高导致氢成本过高，因此也只适合于特别小规模的装置，通常小于200Nm3/h。
制氢技术比较及分析报告
制氢技术综述&制氢技术路线选择 一、工业制氢技术综述 1.工业制氢方案 工业制氢方案很多，主要有以下几类： （1）化石燃料制氢：天然气制氢、煤炭制氢等。 （2）富氢气体制氢：合成氨生产尾气制氢、炼油厂回收富氢气体制氢、氯碱厂回收副产氢制氢、焦炉煤气中氢的回收利用等。 （3）甲醇制氢：甲醇分解制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇部分氧化制氢、甲醇转化制氢。 （4）水解制氢：电解水、碱性电解、聚合电解质薄膜电解、高温电解、光电 解、生物光解、热化学水解。 （5）生物质制氢。 （6）生物制氢。 2.工业制氢方案对比选择 （1）煤炭制氢制取过程比天然气制氢复杂，得到的氢气成本也高。 （2）由于生物制氢、生物质制氢和富氢气体制氢等方法制取的氢气杂质含量高、纯度较低，不能达到GT等技术提供商的氢气纯度要求。 （3）国内多晶硅绝大多数都采用的是水电解制氢，只有中能用的是天然气制氢，而国外应用的更多是甲醇制氢，因此，我们重点选择以下三类方案进行对比： （A）天然气制氢 （B）甲醇制氢 （C）水电解制氢 3. 天然气制氢
（1）天然气部分氧化制氢因需要大量纯氧增加了昂贵的空分装置投资和制氧成本。 （2）天然气自热重整制氢由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行，因此反应器仍需耐高温的不修锈钢管做反应器，这就使得天然气自热重整反应过程具有装置投资高，生产能力低的特点。 （3）天然气绝热转化制氢大部分原料反应本质为部分氧化反应。 （4）天然气高温裂解制氢其关键问题是，所产生的碳能够具有特定的重要
用途和广阔的市场前景。否则，若大量氢所副产的碳不能得到很好应用，必将限制其规模的扩大。 （5）天然气水蒸汽重整制氢，该工艺连续运行, 设备紧凑, 单系列能力较大, 原料费用较低。 因此选用天然气水蒸汽重整制氢进行方案对比。 4.甲醇制氢 （1）甲醇分解制氢，该反应是合成气制甲醇的逆反应，在低温时会产生少量的二甲醚。 （2）甲醇水蒸汽重整制氢，是甲醇制氢法中氢含量最高的反应。这种装置已经广泛使用于航空航天、精细化工、制药、小型石化、特种玻璃、特种钢铁等
煤制氢装置工艺说明书
浙江X X X X X X有限公司培训教材 煤制氢装置工艺说明书 二○一○年九月
第一章 概 述 1 设计原则 1.1 本装置设计以无烟煤、蒸汽、空气为主要原料生产水煤气，然后经过一系列的净化变换处理生产工业氢气；生产规模：30000Nm 3/h 工业氢气。 1.2 本装置采用成熟、可靠、先进的技术方案，合理利用能源，降低能耗，节省投资。 1.3 认真贯彻国家关于环境保护和劳动法的法规和要求，认真贯彻“安全第一、预防为主”的指导思想，对生产中易燃易爆、有毒有害的物质设置必要的防范措施，三废排放要符合国家现行的有关标准和法规。 1.4 采用DCS 集散型控制系统。 2 装置概况及特点 2.1装置概况 本装置技术采用固定床煤气发生炉制气、湿法脱硫、全低温变换、变压吸附VPSA 脱碳和（PSA ）提纯氢气的工艺技术路线，其中的变压吸附脱碳和提氢技术采用上海华西化工科技有限公司的专有技术。 本装置由原料煤储运工序、固定床煤气发生炉制水煤气工序、水煤气脱硫工序、水煤气压缩工序、全低温变换工序、变换气脱硫工序、变压吸附脱碳和提氢工序、造气和脱硫循环水处理工序以及余热回收等部分组成。 2.2装置组成 原料煤储运→造气→气柜→水煤气脱硫→水煤气压缩→全低温变换→变换气脱硫→变压吸附脱碳→ 变压吸附提氢 2.3生产规模 制氢装置的生产规模为30000Nm 3/h ，其中0.6MPa 产品氢7000 Nm 3/h ，1.3 MPa 产品氢23000 Nm 3/h 。装置的操作弹性为30—110%，年生产时数为8000小时。 2.4物料平衡简图 本装置的界区自原料煤库出来的第一条输煤皮带的下料开始，至产品氢出口的最后一个阀门为止。 煤造气气柜变换压缩脱硫VPSA 脱碳 VPSA 氢提纯余 热 回 收 系 统 动力站界外蒸汽管网硫回收 脱硫循环水造气循环水煤栈桥原料煤库 循环水站界外界外吹风气 粉煤 炉渣蒸汽VPSA 解析气 CO2气界外 界外外卖炉渣硫磺 硫泡沫 上水回水 0.6MPa 产品氢 1.3MPa 产品氢 变脱水煤气水煤气水煤气P-55 水煤气变脱气变换气P-63上水回水空气吹风气蒸汽 蒸汽 块煤 块煤蒸汽 飞灰烟气灰渣
天然气制氢
天然气制氢 1.制氢原理 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%1 勺氢，在约400C高温 下发生下述反应： RSH+H 2=H2S+RH H 2S+MnO=MnS2+OH 经铁锰系脱硫剂初步转化吸收后，剩余勺硫化氢，再在采用勺氧化锌催化剂作用下发生下述脱硫反应而被吸收： H 2S+ZnO=ZnS+2OH C 2H5SH+ZnO=ZnS+2HC4+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O.lppm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： CH 4+H3CO+3HQ ⑴ 一氧化碳产氢CO + H 2O CO2 + H 2 +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+H 2O=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VO。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。VO5为缓蚀剂，可以使碳钢表面产生致密的保护膜，从而防止碳钢的腐蚀。KCO吸收CO的反应机理如下： K2CO+CO+H
煤制氢装置工艺说明书
浙江X X X X X X 有限公司 培训教材 煤制氢装置工艺说明书 二。一O年九月 第一章概述 1 设计原则 1.1本装置设计以无烟煤、蒸汽、空气为主要原料生产水煤气，然后经过一系列的净化变换处理生产工业氢气；生产规模：30000Nm3/h 工业氢气。 1.2本装置采用成熟、可靠、先进的技术方案，合理利用能源，降低能耗，节省投资。 1.3认真贯彻国家关于环境保护和劳动法的法规和要求，认真贯彻“安全第一、预防为主”的指导思想，对生产中易燃易爆、有毒有害的物质设置必要的防范措施，三废排放要符合国家现行的有关标准和法规。 1.4采用DCS集散型控制系统。 2 装置概况及特点 2.1装置概况 本装置技术采用固定床煤气发生炉制气、湿法脱硫、全低温变换、变压吸附 VPSA脱碳和（PSA提纯氢气的工艺技术路线，其中的变压吸附脱碳和提氢技术采用上海华西化工科技有限公司的专有技术。 本装置由原料煤储运工序、固定床煤气发生炉制水煤气工序、水煤气脱硫工序、水煤气压缩工序、全低温变换工序、变换气脱硫工序、变压吸附脱碳和提氢工序、造气和脱硫循环水处理工序以及余热回收等部分组成。 2.2装置组成 原料煤储运T造气T气柜T水煤气脱硫T水煤气压缩T全低温变换T变换气脱硫-变压吸附脱碳-变压吸附提氢 2.3生产规模 制氢装置的生产规模为30000NmVh ,其中0.6MPa产品氢7000 Nm3/h , 1.3 MPa 产品氢23000 Nm'/h。装置的操作弹性为30—110%年生产时数为8000小时。 2.4 物料平衡简图 本装置的界区自原料煤库出来的第一条输煤皮带的下料开始，至产品氢出口的最后一个阀门为止。
制氢技术比较分析报告.doc
制氢技术综述 &制氢技术路线选择 一、工业制氢技术综述 1.工业制氢方案 工业制氢方案很多，主要有以下几类： （1）化石燃料制氢：天然气制氢、煤炭制氢等。 （2）富氢气体制氢：合成氨生产尾气制氢、炼油厂回收富氢气体制氢、氯 碱厂回收副产氢制氢、焦炉煤气中氢的回收利用等。 （3）甲醇制氢：甲醇分解制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇部分氧化制氢、甲醇转化制氢。 （4）水解制氢：电解水、碱性电解、聚合电解质薄膜电解、高温电解、光电 解、生物光解、热化学水解。 （5）生物质制氢。 （6）生物制氢。 2.工业制氢方案对比选择 （1）煤炭制氢制取过程比天然气制氢复杂，得到的氢气成本也高。 （2）由于生物制氢、生物质制氢和富氢气体制氢等方法制取的氢气杂质含 量高、纯度较低，不能达到 GT等技术提供商的氢气纯度要求。 （3）国内多晶硅绝大多数都采用的是水电解制氢，只有中能用的是天然气制氢，而国外应用的更多是甲醇制氢，因此，我们重点选择以下三类方案进行对比： （A）天然气制氢
（B）甲醇制氢 （C）水电解制氢 3.天然气制氢 制氢种类制氢方法特点 天然气水蒸汽重 1. 需吸收大量的热，制氢过程能耗高，燃料成本占生产成本的52－ 整制氢68％； 2.反应需要昂贵的耐高温不锈钢管作反应器； 3.水蒸汽重整是慢速反应，因此该过程制氢能力低，装置规模大和 投资高。 天然气部分氧化 1. 优点： 制氢 1）廉价氧的来源；2）催化剂床层的热点问题； 3）催化材料的反应稳定性；4）操作体系的安全性问题 2.缺点：因大量纯氧增加了昂贵的空分装置投资和制氧成本 天然气制氢 天然气自热重整 1. 同重整工艺相比，变外供热为自供热，反应热量利用较为合 理；制氢 2.其控速步骤依然是反应过程中的慢速蒸汽重整反应； 3.由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行，因此 反应器仍需耐高温的不修锈钢管做反应器，这就使得天然气自热重 整反应过程具有装置投资高，生产能力低。 天然气绝热转化 1. 大部分原料反应本质为部分氧化反应，控速步骤已成为快速部分 制氢氧化反应，较大幅度地提高了天然气制氢装置的生产能力。 2.该新工艺具有流程短和操作单元简单的优点，可明显降低小规模 现场制氢装置投资和制氢成本。
天然气制氢成本
天然气制氢 一、装置概况 20万吨/年天然气制硝酸铵装置配套，10万吨/年合成氨装置，需要氢气量25625Nm3/h. 本制氢装置由脱硫造气工序、变换工序、PSA制氢工序组成，工艺路线及产品规格 该制氢装置已天然气为原料，采用干法脱硫、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。 二、天然气制氢工艺原理 2.1 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+RH H2S+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=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以下，以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求。 2.2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。为缓和积碳，增加收率，要控制较大的水碳比。
天然气制氢装置工艺技术规范
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） 2.1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，采纳铁锰系转化汲取型脱硫催化剂，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+RH H2S+MnO=MnS+H2O 经铁锰系脱硫剂初步转化汲取后，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汲取： H2S+ZnO=ZnO+H2O C2H5SH+ZnS+C2H5+H2O 氧化锌吸硫速度极快，因而脱硫沿气体流淌方向逐层进行，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，要紧反应如下： 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
加氢精制及制氢联合装置技术方案
30万吨/年加氢精制及制氢联合装置初步技术方案 Zhejiang Meiyang International Petrochemical Pharmaceutical Engineering Design CO.,LTD. 2008年9月21日
目录 第一节工程简述及设计原则 (2) 第二节装置规模、原料及产品方案 (3) 第三节工艺技术方案及流程简述 (5) 第四节装置平面布置 (15) 第五节公用工程消耗 (16) 第六节投资估算 (18) 第七节技术保证 (19)
第一节工程简述及设计原则 一、工程简述 xx公司拟建设30万吨/年汽柴油加氢精制装置，原料组成为15万吨/年催化柴油，11～12万吨/年焦化柴油，3～4万吨/年焦化汽油，根据加氢精制装置的生产规模及产品方案，需配套5000m3n/h制氢装置。（年操作时数为8000小时）。 二、设计范围及原则 1、30万吨/年汽柴油加氢精制装置、5000m3n/h制氢装置按联合装置布置，制氢装置只为汽柴油加氢精制装置供氢。设计范围为联合装置边界线以内，主要内容包括：加氢的反应、分馏部分，制氢的转化造气、变换和PSA部分，以及联合装置的变配电室和中心控制室。加氢精制装置的含硫气体送至催化的产品精制装置与催化干气一起脱硫。脱硫后的气体作为制氢装置的主原料，石脑油作为辅助原料。 2、加氢精制装置的目的以脱硫、脱氮和烯烃饱和为主，不考虑加氢改质。采用国内催化剂、设备和工艺技术。 3、制氢装置造气单元采用催化干气蒸汽转化制氢专有技术；净化单元采用国内变压吸附（PSA）技术。 4、按年开工8000小时计算小时加工量。 5、严格执行国家有关工程建设质量管理法规，确保装置安全、稳定、长周期运行，减少维护维修的工作量，从而提高整体的经济效益。 6、认真贯彻国家关于环境保护和劳动保护的法规和要求。认真贯彻安全第一预防为主的指导思想。对生产中易燃易爆有毒有害物质设置必要的防范措施。三废排放要符合国家现行有关标准和法规。
天燃气制氢操作规程
天然气制氢 第一章天然气制氢岗位基本任务 以天燃气为原料的烃类和蒸汽转化，经脱硫、催化转化、中温变化，制得丰富含氢气的转化气，再送入变压吸附装置精制，最后制得纯度≥99.9%的氢气送至盐酸。 1.1工艺流程说明
由界区来的天然气压力为1.8～2.4MPa，经过稳压阀调节到1.8Mpa,进入原料分离器F0101后，经流量调节器调量后入蒸汽转化炉B0101对流段的原料气预热盘管预热至400℃左右，进入脱硫槽D0102,使原料气中的硫脱至0.2PPm以下，脱硫后的原料气与工艺蒸汽按水碳比约为3.5进行自动比值调节后进入混合气预热盘管，进一步预热到～590℃左右，经上集气总管及上猪尾管，均匀地进入转化管中，在催化剂层中，甲烷与水蒸汽反应生产CO和H2。甲烷转化所需热量由底部烧咀燃烧燃料混合气提供。转化气出转化炉的温度约650--850℃，残余甲烷含量约3.0％（干基），进入废热锅炉C0101的管程，C0101产生2.4MPa（A）的饱和蒸汽。出废热锅炉的转化气温度降至450℃左右，再进入转化冷却器C0102，进一步降至360℃左右，进入中温变换炉。转化气中含13.3％左右的CO，在催化剂的作用下与水蒸气反应生成CO2和H2，出中变炉的转化气再进入废热锅炉C0101的管程换热后，再经锅炉给水预热器C0103和水冷器C0104被冷至≤40℃，进入变换气分离器F0102分离出工艺冷凝液，工艺气体压力约为1.4MPa（G）。 燃料天然气和变压吸附装置来的尾气分别进入转化炉的分离烧嘴燃烧，向转化炉提供热量≤1100℃。 为回收烟气热量，在转化炉对流段内设有五组换热盘管：（由高温段至低温段）蒸汽－A原料混合气预热器， B 原料气预热器，C烟气废锅，D燃料气预热器， E尾气预热器 压力约为1.4的转化工艺气进入变化气缓冲罐，再进入PSA装置。采用5-1-3P，即（5个吸附塔，1个塔吸附同时3次均降）。常温中压下吸附，常温常压下解吸的工作方式。每个吸附塔在一次循环中均需经历；吸附A，→一均降E1D，→二均降E2D，→顺放PP，→三均降E3，→逆放D，→冲洗P，→三均升E3R，→二均升E2R，→一均升E1R，→终升FR，等十一个步骤。五个吸附塔在执行程序的设定时间相互错开，构成一个闭路循环，以保证转化工艺气连续输入和产品气不断输出。 1.2原料天然气组份表
10000煤制氢[1]
10000Nm3/h煤造气制氢装置技术方案 1.装置概况 本装置为制氢装置，装置制氢能力为10000Nm3/h。采用煤为原料工艺路线，制氢装置包括造气、脱硫、压缩、变换脱硫、变压吸附脱碳和变压吸附提氢、造气循环水站、余热回收工序等七个主要工序。 2.产品规格 产品氢气的质量指标 3.原材料及公用工程消耗 原辅材料规格及消耗量(以1000Nm3/h氢气量计) 公用工程规格及消耗量(以1000Nm3/h氢气量计) 注：(1)水煤气中的总硫按1.5g/Nm3计 (2)年操作时间8000小时 4.装置组成
本装置由如下工序组成： 造气工序、脱硫工序、压缩工序、变换工序、变压吸附制氢工序、造气循环水工序 、余热回收工序 5.界区划分 如图双点画线（ -------- ）框内为装置界区 6?工艺技术6.1造气工序 ⑴吹风 空气经空气鼓风机加压送入煤气炉内，在炉内空气与炭层燃烧，放出大量的热量储存于炭层间。出炉气称为吹风气，温度在350C左右。吹风气经旋风除尘器除尘后进入吹风气总管，去三废”混燃锅炉作燃料。 ⑵蒸汽吹净 为尽量降低水煤气中N2含量，采用低压蒸汽上吹，将系统中残余空气吹净，流程同吹风阶段。 ⑶上吹制气 蒸汽吹净后开始一次上吹制气，上吹用蒸汽来自本工段的夹套锅炉及废热锅炉，足部分由余热回收装置蒸汽管网补充。两部分低压过热蒸汽一起经蒸汽缓冲罐混合后，由煤气炉底部送入，自下而上经过炉内炭层分解而产生水煤气。 本阶段所产生的水煤气（上行煤气）出炉时温度在350C左右，进入水煤气总管经旋风除尘器除尘后，送至热管废热锅炉回收余热最后温度降至150C左右进入煤气洗涤塔冷却至常温后送往气柜。 ⑷下吹制气 低压过热蒸汽由煤气炉上部进入炉内，由上而下，经过炭层分解得到水煤气，由炉底引
1500Nm3-h天然气转化制氢装置项目建议书
xxxx集团有限公司 1500Nm3/h天然气转化制氢装置 项目建议书 编号:xxxx-xxxx-1112
一、总论 1.1 装置名称及建设地点 装置名称：1500Nm3/h 天然气制氢装置 建设地点：xxxx 1.2 装置能力和年操作时间 装置能力： ：1500Nm3/h； H 2 纯度: ≧99.99(V/V) 压力≧2.0 MPa(待定) 年操作时间：≧8000h 操作范围:40%-110% 1.3 原料 天然气(参考条件,请根据实际组分修改完善): 1.4 产品 氢气产品
1.5 公用工程规格 1.5.1 脱盐水 ●温度：常温 ●压力：0.05MPa(G) ●水质：电导率≤5μS/cm 溶解O2 ≤2 mg/kg 氯化物≤0.1 mg/kg 硅酸盐(以SiO2计) ≤0.2 mg/kg Fe ≤0.1 mg/kg 1.5.2 循环冷却水 ●供水温度：≤28℃ ●回水温度：≤40℃ ●供水压力：≥0.40MPa ●回水压力：≥0.25MPa ●氯离子≤25 mg/kg 1.5.3 电 ●交流电：相数/电压等级/频率 3 PH/380V/50Hz ●交流电：相数/电压等级/频率 1 PH/220V/50Hz ● UPS交流电：相数/电压等级/频率 1 PH/220V/50Hz 1.5.4 仪表空气 ●压力： 0.7MPa
●温度：常温 ●露点： -55 ℃ ●含尘量： <1mg/m3，含尘颗粒直径小于3μm。 ●含油量：油份含量控制在1ppm以下 1.5.5 氮气 ●压力： 0.6MPa ●温度： 40℃ ●需求量：在装置建成初次置换使用，总量约为5000 Nm3 正常生产时不用 1.6 公用工程及原材料消耗 注：电耗与原料天然气压力有关。
制氢装置
天然气制氢 天然气制氢 由天然气蒸汽转化制转化气和变压吸附(PSA)提纯氢气两部分组成。压缩并脱硫后天然气与水蒸汽混合后，在镍催化剂的作用下于高温下将天然气烷烃转化为氢气、一氧化碳和二氧化碳的转化气，转化气可以通过变换将一氧化碳变换为氢气，成为变换气，然后，转化气或者变换气通过变压吸附过程，得到高纯度的氢气。 1.1.1.1 工艺原理 1）原料气脱硫 原料天然气经转化炉对流段加热到300～380℃后，原料气通过加氢催化剂， 完成烯烃加氢饱和，同时将有机硫转化成无机硫；原料经过加氢饱和及有机硫转 化后，再通过氧化锌脱硫剂，将原料气中的H2S脱至0.1PPm以下，以满足镍 系蒸汽转化催化剂对硫的要求，其主要反应（以硫醇和噻酚为例）如下： RSH+H2→H2S+RH C4H4S+4H2→H2S+C4H10 H2S+ZnO→ZnS+H2O 2）烃类的蒸汽转化 天然气硫脱至0.1PPm以下后与工艺蒸汽按3.2～3.8比例混合，进入混合 气预热盘管进一步预热至530～580℃进入转化管，在催化剂床层中，甲烷与水 蒸汽反应生成H2和CO，CO继续与水蒸汽反应生成CO2。甲烷转化所需热量 是由燃烧燃料混合气提供。在镍催化剂存在下其主要反应如下： CH4+H20(汽) = CO +3H2-49200Kcal/Kmol(转化反应) CO+H20(汽) = CO2 +H2+9840Kcal/Kmol (变换反应) 高级烷烃的裂解反应(400～600℃) CnH2n+2+nH2O(蒸汽) =(2n+1) H2 + n CO 3）一氧化碳变换反应 转化气经废热锅炉回收热量后，温度降至360℃左右进入中温变换炉，在铁
天然气制氢工艺与技术
天然气制氢工艺与技术 利用天然气制氢，存在成本低，规模效应显著等优点，研究和开发更为先进的天然气制氢新工艺技术是解决廉价氢源的重要保证。天然气作为优质、洁净的工业能源,在我国能源发展过程中具有重要的战略意义。因为天然气不仅是人们日常生活的重要燃料,同时也是众多化工次产品的基础性原料。 天然气制氢就是众多天然气产品中的一种，辽河油田作为全国第三大油气田，本身就具有丰富的天然气资源，特别是从事油气集中处理企业，我们在油气生产过程中，能够生产出相当规模的伴生干气，对于天然气深加工具有得天独厚的条件，对于推进天然气制氢工艺的开发推广具有更为广泛的实际意义。 1 天然气制氢的选择理论分析 氢作为一种二次化工产品，在医药、精细化工、电子电气等行业具有广泛的用途。特别是氢作为燃料电池的首选燃料，在未来交通和发电领域将具有广阔的市场前景，在未来能源结构中将占有越来越重要的位置。采用传统制氢的方法,如轻烃水蒸气转化制氢、水电解制氢、甲醇裂解制氢、煤汽化制氢、氨分解制氢等,技术相对成熟，但是，存在成本高、产出率低、人工效率低等“一高两低”的问题。辽河油田在油气生产过程中，有干气、石脑油等烃类资源伴生,采用此类方法生产氢，可以实现资源的利用率最大化，而且伴生天然气的主要成分是甲烷,利用烃类蒸汽转化即可制成氢，且生产纯度高，生产效率高。 2 天然气制氢工艺原理 天然气的主要加工过程包括常减压蒸馏、催化裂化、催化重整和芳烃生产。同时，包括天然气开采、集输和净化。在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下，天然气中烷烃和水蒸气发生化学反应。转化气经过费锅换热、进入变换炉使CO变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离，通过程序控制将气体依序通过装有三种特定吸附剂的吸附塔，由变压吸附(PSA)升压吸附N2、CO、CH4、CO2提取产品氢气。降压解析放出杂质并使吸附剂得到再生. 反应式：CH4+H2O→CO+3H2-Q CO+H2O→CO2+H2+Q 主要技术指标。压力： 1.0-2.5MPa;天然气单耗: 0.5-0.56Nm3/ Nm3氢气;电耗: 0.8-1.5/ Nm3氢气;规模: 1000 Nm3/h ~100000 Nm3/h;纯度: 符合工业氢、纯氢(GB/T7445-1995);年运行时间: 大于8000h。 3、天然气水蒸汽重整制氢需解决的关键问题
天然气制氢
天然气制氢 利用天然气制氢，存在成本低，规模效应显著等优点，研究和开发更为先进的天然气制氢新工艺技术是解决廉价氢源的重要保证。天然气作为优质、洁净的工业能源,在我国能源发展过程中具有重要的战略意义。因为天然气不仅是人们日常生活的重要燃料,同时也是众多化工次产品的基础性原料。 天然气制氢就是众多天然气产品中的一种，辽河油田作为全国第三大油气田，本身就具有丰富的天然气资源，特别是从事油气集中处理企业，我们在油气生产过程中，能够生产出相当规模的伴生干气，对于天然气深加工具有得天独厚的条件，对于推进天然气制氢工艺的开发推广具有更为广泛的实际意义。 1 天然气制氢的选择理论分析 氢作为一种二次化工产品，在医药、精细化工、电子电气等行业具有广泛的用途。特别是氢作为燃料电池的首选燃料，在未来交通和发电领域将具有广阔的市场前景，在未来能源结构中将占有越来越重要的位置。采用传统制氢的方法,如轻烃水蒸气转化制氢、水电解制氢、甲醇裂解制氢、煤汽化制氢、氨分解制氢等,技术相对成熟，但是，存在成本高、产出率低、人工效率低等“一高两低”的问题。辽河油田在油气生产过程中，有干气、石脑油等烃类资源伴生,采用此类方法生产氢，可以实现资源的利用率最大化，而且伴生天然气的主要成分是甲烷,利用烃类蒸汽转化即可制成氢，且生产纯度高，生产效率高。 2 天然气制氢工艺原理 天然气的主要加工过程包括常减压蒸馏、催化裂化、催化重整和芳烃生产。同时，包括天然气开采、集输和净化。在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下，天然气中烷烃和水蒸气发生化学反应。转化气经过费锅换热、进入变换炉使CO变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离，通过程序控制将气体依序通过装有三种特定吸附剂的吸附塔，由变压吸附(PSA)升压吸附N2、CO、CH4、CO2提取产品氢气。降压解析放出杂质并使吸附剂得到再生. 反应式：CH4+H2O→CO+3H2-Q CO+H2O→CO2+H2+Q 主要技术指标。压力：1.0-2.5MPa;天然气单耗: 0.5-0.56Nm3/ Nm3氢气;电耗: 0.8-1.5/ Nm3氢气;规模: 1000 Nm3/h ~100000 Nm3/h;纯度: 符合工业氢、纯氢(GB/T7445-1995);年运行时间: 大于8000h。 3、天然气水蒸汽重整制氢需解决的关键问题 天然气水蒸汽重整制氢需吸收大量的热，制氢过程能耗高，燃料成本占生产成本的50-70%。辽河油田在该领域进行了大量有成效的研究工作，在油气集输企业建有大批工业生产装置，考虑到氢在炼厂和未来能源领域的应用，天然气水蒸气转化工艺技术不能满足未能满足大规模制氢的要求。因此研究和开发更为先进的天然气制氢新工艺技术是解决廉价氢源的重要保证，新工艺技术应在降低生产装置投资和减少生产成本方面应有明显的突破。 4、天然气制氢新工艺和新技术分析 天然气绝热转化制氢。该技术最突出的特色是大部分原料反应本质为部分氧化反应，控速步骤已成为快速部分氧化反应，较大幅度地提高了天然气制氢装置的生产能力。天然气绝热转化制氢工艺采用廉价的空气做氧源，设计的含有氧分布器的反应器可解决催化剂床层热点问题及能量的合理分配，催化材料的反应稳定性也因床层热点降低而得到较大提
天然气制氢技术的不同方法
几种天然气制氢技术的介绍 1、天然气部分氧化制氢技术 天然气氧化制氢技术和传统的蒸汽重整方法相比，其能耗相比较而言是低的，主要采用比较低廉的耐火材料堆砌反应，但是这个过程也需要纯度比较高的氧气，这也无形中增加了制氧成本和设备成本，天然气催化部分的氧化器主要是采用了高温无机陶瓷，这样能够将廉价制氧和制氢相结合。 2、自热重整制氢 这个工艺流程转变了由外部供热到内部自己提供热源，对能源利用比较合理，这个过程主要是在反应产生的热量能够被其他反应需要热量所利用，实现自身供热。这个技术的工作原理就是在反应器中耦合了一些热量，这些热量主要是天然气燃烧反应所产生，同时还可以天然气水蒸气进行反应，能够实现反应的自供热。另外，由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行，这个过程仍然需要一些高端抗高温的仪器，这些仪器主要有不锈钢管，在也就增加了天然气制氢的成本，同时还有生产力低下等一下缺点。 3、高温裂解制氢技术 天然气高温裂解制氢是天然气经高温催化分解为氢和碳该过程由于不产生 二氧化碳，被认为是连接化石燃料和可再生能源之间的过渡工艺过程。辽河油田对于天然气高温催化裂解制氢，广泛开展了大量研究工作，所产生的碳能够具有特定的重要用途和广阔的市场前景。 4、绝热转化制氢技术 绝热转化制氢技术在当前比较先进，这种技术最大的特点就是其反应原料为部分氧化反应，能够提高天然气制氢装置的能力，可以更好地控制速度步骤。天然气转化制氢工艺主要采用的是空气痒源，设计的含有氧分布器的反应器可解决催化剂床层热点问题及能量的合理分配，催化材料的反应稳定性也因床层热点降低而得到较大提高，天然气绝热转化制氢在加氢站小规模现场制氢更能体现其生产能力强的特点，并且该新工艺具有流程短和操作单元简单的优点，通过该工艺能够降低投资成本和制氢成本，能够提高企业的经济效益。
天然气制氢装置催化剂装填及使用
天然气制氢装置催化剂装填及使用 1.1加氢和脱硫催化剂装填及使用 铁锰脱硫剂和氧化锌脱硫剂的装填 脱硫剂的装填，请严格按照催化剂厂商的说明书进行，以下装填方法仅供参考。 1、脱硫剂装填所需设备 (1)具有翻板阀的漏斗，用一根长度适当的帆布软管接在阀的底部。 (2)木塔板 (3)安全灯、空气源等 2、检查及准备 （1）先在底部装大直径耐火球，装至高标线100mm处，然后再装较小直径耐火球至标线并在其上放好筛网。 （2）用帆布筒将催化剂装入设备内，注意催化剂落下高度不超过1.5米，人站在放在催化剂上的木塔板上，边装边扒平催化剂，直到标线处为止。 （3）做好整个装填过程的记录
1.2转化催化剂的装填及使用 a、装填所需设备 （1）催化剂计量桶 （2）磅秤>50Kg。三个细帆布装料袋。 （3）桶子，每个10升，三个。 （4）装料漏斗二个，漏斗直径最大处为20mm，漏斗嘴内径50mm，外径<60mm （5）真空卸触媒设备 （6）振荡器、压力表及专用测压装置 （7）带有刻度的测深尺或尺杆，长度最短为12米。 （8）空气源，压力为0.7MPa左右，5.5m3/min （9）空气压差测试装置 （10）有铁丝网保护罩的吊灯或防爆型吊灯及电线 （11）检查催化剂用的筛网 （12）8倍左右的望远镜 为确保无杂物遗留在管内或催化剂托盘上，可采用真空卸触媒装置吸净异物，卸触媒的软管（）放入每根炉管底部，
同时使用真空装置，就能保证把掉在里面的松散东西吸出。然后把吊灯放到每根转化管中去，建议使用8倍左右的望远镜来帮助检查。 C、检查催化剂 用一个孔眼为3mm的筛网过滤催化剂，除去触媒碎片并检查有无异物。 d、炉管的测量 用测深游标尺进行测量，装填前先测定总装填高度，确定每次装填高度，每装填一次后要测定剩下高度，经振荡后再测量，做好记录，并作为永久性记录保存，对于同一转化管分装两种催化剂时应先测量并记下底层触媒要求的深度。 e、装催化剂 每根转化炉管的催化剂装填量是按装满的计量桶来计算的，每一次装填桶数应做好记录。 用漏斗将催化剂倒入帆布筒内，再将帆布筒伸入到转化管内使其底部接近装填起始位置，布袋操作的关键是将布袋下端折叠200mm，只要把伸入到炉管的布袋轻轻一提，触媒
制氢站施工方案
工程概况： 制氢站热控安装主要有制氢装置安装、制氢纯化装置安装、制氢冷却装置安装几部分。各仪表、电磁阀、控制柜等设备随主设备配套供货。安装时应注意防爆措施，电缆管应保证密封性良好。 主要工作量： 1、热工控制盘（柜、箱）安装：6台。 2、气动门调试：8台。 3、电缆敷设：3千米。 4、电缆保护管敷设：约1000米。 编制依据： 1、山东华能德州电厂三期工程施工图 37—F1243S—K0207 制氢站热控施工图 2、规程、规范 《电力建设施工及验收技术规范》热工仪表及控制装置篇SDJ279—90 《火电施工质量检验及评定标准》热工仪表及控制装置篇电综[98]145号 《火力发电厂热工仪表及控制装置技术监督规定》国电安运[1998]483号 3、技术管理文件 山东华能德州电厂三期工程3号标施工组织设计Q/DDE·德州·J302.01—2000 东电二公司德州电厂三期工程质量计划Q/DDE·德州·G302.01—2000 东电二公司德州项目经理部热工工程处专项质量计划Q/DDE·热工·G302.06—2001 一．施工准备 1．图纸审核 组织施工技术人员对已到专业图纸进行审核，发现问题及时提出并以工程联系单形式上交施工部，并做好图纸审核记录。同时将热控设备、施工用材料列出明细表上报物资部，并跟踪掌握设备、材料到货情况，以便及时领取并检查。 2．确定项目施工方案 技术人员必须到现场进行实地考察，确定作业项目的施工程序和工艺方法以及安全防护措施，并对施工人员进行技术和安全交底，及时填好记录。 3．机械及工器具配备 现场配置交流电焊机1台，伊萨逆变焊机1台，热工工程处组合场配置钻床1台，型
天然气制氢成本
精品文档 天然气制氢 一、装置概况 20 万吨/年天然气制硝酸铵装置配套，10万吨/年合成氨装置，需要氢气量25625Nn3/h. 本制氢装置由脱硫造气工序、变换工序、PSA制氢工序组成，工艺路线及产品规格 该制氢装置已天然气为原料，采用干法脱硫、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。 二、天然气制氢工艺原理 2.1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400C高温下发生下述反应：RSH+H2=H2S+RH H2S+M nO=Mn S+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=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以下，以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求。 2.2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一蒸汽转化反应，主要反应如 下： CH4+H2O= CO+3H2-Q ⑴ 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
煤造气制氢技术方案
煤造气制氢技术方案 1．装置概况 1000Nm3/h制氢装置采用煤为原料工艺路线，制氢装置包括造气、脱硫、压缩、变换、变压吸附提氢、造气循环水站六个主要工序。 2．产品规格 （1）产品氢气 产品氢气的质量指标 序号指标名称数值备注 1H2 %(V) ≥99% 2O2 %(V) ≤0.4% 3CO+CO2≤35ppm 4N2 %(V) ≤1.5% 5CH4 %(V) ≤2.0% 6H2S≤0.1ppm 7Cl≤10ppm 8汞≤0.1ppm 9压力MPa(G)～0.7 10温度℃≤40 11流量Nm3/h≥1000 （2）副产物二氧化碳气体 气量：240Nm3/h 组成：98%(V)CO2 压力：常压 温度 ：40℃ 3． 原材料及公用工程消耗 原辅材料规格及消耗量（以1000Nm3/h氢气量计） 序号项目名称规格单位消耗备注1原料煤含C～72%吨0.60 2碳酸钠工业级kg0.77 3栲胶工业级kg0.04 4V2O5工业级kg0.01 公用工程规格及消耗量（以1000Nm3/h氢气量计）
序号项目名称规格单位消耗备注 1电6KV/380V / 220V、 50HZ kwh300 2循环冷却水0.6MPa,32℃t55 3一次水0.4MPa t 4.6 4脱盐水 1.1MPa t0.66 5锅炉软水0.6MPa t0.57 6仪表空气0.4~0.6MPa Nm350 7氮气0.3 MPa Nm3200置换用8蒸汽 1.2MPa饱和蒸汽t自供注：(1)水煤气中的总硫按2g/Nm3计 (2)年操作时间8000小时 4．装置组成、界区划分 本装置由如下工序组成： ⑥返回气 原料煤 造气 脱硫 压缩 变换脱硫 ①水煤气 ⑤解吸气 ②变换脱硫气
煤制油天然气制氢装置项目概述
煤制油天然气制氢装置项目概述 一、简介 神华煤制油天然气制氢装置为搬迁项目，主要利用巴陵石化洞庭氮肥厂日产1100吨合成氨装置中的脱硫造气、中低变和脱碳工序的设备、管道以及钢结构等，新增PSA制氢工序。 巴陵石化洞庭氮肥厂合成氨装置是七十年代初从美国凯洛格公司引进的、以石脑油为原料日产850吨合成氨的“气改油”装置。为了扩大生产能力与降低能耗，先后在1988年、1996年对合成氨装置进行了两次改造，最终达到日产1100吨合成氨的生产能力。2004年装置停车。 原巴陵石化洞庭氮肥厂天然气制氢，绝大部分设备为从国外引进的设备。本次神华煤制油天然气制氢装置为巴陵石化洞庭氮肥厂天然气制氢整体搬迁。设备型式包括：转化炉、塔、换热器、反应器、废热锅炉、罐、分离器、储槽、过滤器、离心式压缩机、往复式压缩机、螺杆式压缩机、离心泵、隔膜泵、天车等。机泵驱动方式主要以蒸汽透平、水力透平
为主，辅以电机。 二、工艺流程简述 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（0102-J）压缩至4.2MPaA，在对流段预热至400℃，依次进入加氢转化器（101-D）、氧化锌脱硫槽（108-DA/B）脱硫，使天然气中的硫含量降低至0.1ppm以下。脱硫后的天然气按3.5的水碳比配入工艺蒸汽，混合气经一段转化炉对流段的混合气盘管预热到510℃后进入一段转化炉辐射段转化管，在镍触媒的作用下进行蒸汽转化反应生成氢气和一氧化碳。转化反应需要的热量靠一段转化炉辐射段燃烧燃料天然气提供。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)，