天然气制氢研讨要点.doc

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1、安徽丰原集团有限公司1500Nm3/h天然气转化制氢装置项目建议书编号:FU-2013-1112声明：未经我公司许可，请不得将本文件复制或转交给第三方一、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：安徽1.2装置能力和年操作时间装置能力：H2：1500Nm3/h；纯度:≧99.99(V/V)压力≧2.0MPa(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):序号名称单位数量备注1组成C1甲烷mol%0.95C2乙烷mol%0.032C3丙烷mol%0.0038IC4异丁烷mol%

2、0.0012NC4正丁烷mol%IC5异戊烷mol%0.01NC5正戊烷mol%0.00C6已烷mol%0.00N2氮气mol%0.013CO2二氧化碳mol%0.00水露点℃/1.4产品氢气产品序号名称单位数量备注1纯度mol%99.992流量Nm3/h15003温度℃<404压力MPa≧2.0待定1.5公用工程规格1.5.1脱盐水l温度：常温l压力：0.05MPa(G)l水质：电导率≤5μS/cm溶解O2≤2mg/kg氯化物≤0.1mg/kg硅酸盐(以SiO2计)≤0.2mg/kgFe≤0.1mg/kg1.5.2循环冷却水l供水温度：≤28℃l回水温度：≤40℃l供水压力

3、：≥0.40MPal回水压力：≥0.25MPal氯离子≤25mg/kg1.5.3电l交流电：相数/电压等级/频率3PH/380V/50Hzl交流电：相数/电压等级/频率1PH/220V/50HzlUPS交流电：相数/电压等级/频率1PH/220V/50Hz1.5.4仪表空气l压力：0.7MPal温度：常温l露点：-55℃l含尘量：<1mg/m3，含尘颗粒直径小于3μm。l含油量：油份含量控制在1ppm以下1.5.5氮气l压力：0.6MPal温度：40℃l需求量：在装置建成初次置换使用，总量约为5000Nm3正常生产时不用1.6公用工程及原材料消耗序号项目规格单位数量备注一原材

4、料　　　1天然气见天然气组成表Nm3/h～0.45单耗0.42~0.453脱盐水t/h～1.5部分自身回用二公用工程　　　1电　　　　装机用量380V，220VKw～220　含照明　外输过热蒸汽t/h～0.3连续开工蒸汽t/h～1.8除氧，汽提，灭火3氢气H2≥99.5%钢瓶瓶5开车时用4氮气N2≥99.8%O2≤0.2%P≥0.3MPaNm3/h～1500系统置换N2≥99.5%O2≤0.5%钢瓶～1000循环升温6冷却循环水T≤33.5℃P≥0.3MPat/h～1507仪表空气符合GB4830-84P:～0.6MPaNm3/h～60注：电耗与原料天然气压力有关。1.7占地

5、面积主装置占地：约50×40=2000m2(不包括公用工程及生活设施等)二、工艺方案2.1工艺流程简述基本的工艺流程框图如下：副产蒸汽余热回收脱盐水解吸气作燃料天然气氢气压缩PSA氢提纯转化变换补充燃料天然气注:原料天然气压力达到1.7Mpa以上,则不需要配置天然气压缩机。2.1.1天然气蒸汽转化来自管网温度常温天然气，燃烧用气部分去转化炉燃烧器作燃料使用，大部分经增压至1.7-2.7MPa(g)左右与循环氢混合后进入原料气缓冲罐。原料气再经流量调节后进入转化器对流段加热后进入钴钼加氢催化剂/氧化锌硫槽，使原料气中的硫脱至0.1ppm以下。脱硫后的原料气与工艺蒸汽按一定比例混

6、合，进入混合气过热器，进一步预热后进入转化管，在催化剂床层中，甲烷与水蒸汽反应生成H2、CO和CO2，甲烷转化所需热量由转化器烧嘴燃烧燃料混合气提供。转化气出转化器后，进入废热锅炉转化气侧盘管产生工艺蒸汽。出废锅转化气温度约为350℃进入中温变换反应器，在催化剂的作用下CO和水蒸汽变换为CO2和H2，变换气进入变换后换热器，与锅炉给水换热，再依次进入MDEA脱碳再沸气、脱盐水预热器和循环冷却水，逐步回收热量最终冷却到40℃以下，再经气液分离器分液后进入脱碳工序。工艺冷凝液进入酸性水气体塔气体，气相与工艺蒸汽进入转化炉、液相作为锅炉补水，无排放，环保节能。2.1.2气体提纯脱碳

7、工序:天然气制氢提纯脱除二氧化碳有两种方式:(双方讨论后才能工艺确定)。化学净化法即MDEA脱碳和变压吸附（PSA）脱碳。一般需要回收提纯食品级CO2，则采用化学净化法脱碳，PSA提纯氢气。该方法脱出的二氧化碳纯度杂质含量少，但投产及生产成本较高。另一种方法是脱碳和提纯氢均选择PSA技术(抽空脱碳解析的方式)其投资，和生产成本低于化学净化法的制氢。PSA提纯工序:由脱碳塔来粗氢气进入变压吸附提氢系统，气体采用8-2-5vPSA工艺，即提纯装置由8个吸附塔组成。采用2个吸附塔吸附，5次均压。每个吸附在一次