《制氢工艺简介》PPT课件

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1、欢迎大家！自我介绍：姓名：常亚莉职位：焦化加制氢联合车间工艺员10000Nm3/h干气制氢装置目录第一节制氢工艺发展简介第二节原料、产品性质及要求第三节制氢化学反应机理第四节制氢装置工艺过程第五节制氢催化剂及吸附剂第六节制氢装置主要设备第七节制氢装置安全运行第一节制氢工艺发展简介随着炼油工艺的发展，特别是加氢工艺广泛的应用，增大了对氢气的需求，同时促进了制氢工艺的发展。现各种制氢工艺路线有干气制氢、电解制氢、水煤气制氢、甲醇裂解制氢、轻油制氢、重油制氢等。制氢工艺技术多样化发展，各制氢工艺路线不同，相应成本也不同。相比之下蒸汽-轻烃转化制氢成本较其它

2、制氢工艺要低得多。尤其是干气制氢成本最低。蒸气-烃类转化制氢法是由国外巴登苯胺纯碱公司和法本公司于1913～1927年研究发展起来的，目前国内制氢工艺应用发展较快，至今全国共建近60多套制氢装置，目前国内地方炼油为了增加效益，提高产品质量，争先恐后建设制氢、加氢装置,这就更加促进制氢工艺的应用及发展。第二节原料、产品性质及要求原料：我公司制氢装置原料主要是焦化干气，现简要介绍一下焦化干气的成分.序号组分组成(V%)1H2O02H216.533CH458.564C2H618.695C3H86C4H107C5H128C2H43.599H2S≤50PPM10N21.

3、011O21.63温度℃40压力MPa0.6产品:制氢单元产品为工业氢气，副产解吸气。工业氢规格：出装置温度：40℃出装置压力：2.4MPa（表）组成：H2≥99.9%CH40.1%CO+CO2＜20ppm第三节制氢化学反应机理干气制氢装置是由原料烯烃饱和、原料的脱硫与净化、水蒸气转化、中温变换、PSA净化、余热回收等几个部分组成.装置从原料净化到原料蒸汽转化及中温变换，每个过程都包含有复杂的化学反应，而产物的分离则是一个除去杂质的变压吸附过程，装置各组成部分的催化剂又有所不同，对操作的要求及处理也不同，为达到控制正常生产的目的，必须对每个过程的生产原理及催化

4、剂性能有一定认识。一、原料加氢精制反应制氢原料中的硫、氯等有害杂质能使转化催化剂中毒而失去活性，而原料中的烯烃则在较高的温度下易热裂解，使催化剂积碳失活，因此在原料进转化前必须除去。但原料中的硫、氯大多以有机硫、氯形式存在，要想除去必须进行加氢处理，使之生产易除去的H2S、HCl，同时原料中的烯烃也需要经过加氢饱和才能达到进转化的要求。原料预加氢的目的就是在一定温度下使原料中的烯烃加氢饱和及有机硫、氯的生成H2S、HCl以便除去。其反应机理：1烯烃加氢饱和反应：乙烯加氢：C2H4＋H2→C2H6＋Q热量丙烯加氢：C3H6＋H2→C3H8＋Q热量2加氢脱硫反应硫

5、醇加氢：RSH＋H2→RH＋H2S硫醚加氢：R1SR2＋3H2→R1H＋R2H＋H2S噻吩加氢：C4H4S＋4H2→C4H10＋H2S3氧化锌脱硫反应H2S＋ZnO→ZnS＋H2O4脱氯反应：脱氯剂脱出HCI.5脱金属反应AsPb吸附在催化剂上。二、原料的脱硫与净化原料净化的目的主要是脱除原料中的硫、氯，保证转化催化剂的正常运行，其反应机理为，利用金属氧化物在一定温度下与HCl、H2S反应生成金属氯化物与金属硫化物，是原料中的氯、硫被固定下来，脱除原料气。本装置脱硫剂的主要活性组分为ZnO，其脱硫机理为：ZnO+H2S=ZnS+H2O三、蒸汽-烃类转化反应烃

6、类的蒸汽转化是以烃类为原料，在催化剂作用下使组成为CnHm的烃类和水蒸汽反应，转化为气体H2和CO，同时伴生CO2和少量残余的CH4，其中H2是本装置的目的产物。转化炉出口的转化气中甲烷含量≯5.0%（干基）。1轻烃裂解蒸汽转化反应C2H6＋2H2O→CH4＋CO2＋3H2C3H8＋H2O→CH4＋CH4＋CO＋H22甲烷-蒸汽转化反应CH4＋H2O→CO＋3H2CH4＋2H2O→CO2＋4H23甲烷化反应(低温，低水炭比发生甲烷化反应)CO＋3H2→CH4＋H2OCO2＋4H2→CH4＋2H2O转化炉内进行的烃类蒸汽转化反应是很复杂的，包括高级烃类的热

7、裂解、催化裂解、脱氢、加氢、结碳、消碳、甲烷化等反应。这些反应构成了一个极复杂的平行、顺序反应体系。结碳是转化反过程中的必然反应，当结碳反映速度大于消碳反应速度转化催化剂就会积碳，使催化剂活性下降甚至失活。为保证催化剂活性，就要有一定量的水蒸汽来消碳。因此，正常生产时要求转化进料始终保持一定的水碳比，使消碳速度大于结碳速度，避免催化剂上碳的沉积，一旦转化配汽中断，瞬间就会使催化剂造成不可挽回的热力学结碳。四、中温变换原料经转化生成的产品气中含有11-12%的CO，为了尽可能多的产氢气以节约原料消耗和减少PSA系统进料的杂质，这就要使转化气中的CO继续于与汽反应

8、生成H2与CO2。这就是变换反应，反应