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1、40000Nm3/h制氢装置简介,一、制氢装置概况,本装置是120万吨/年加氢裂化装置的配套装置，由中石化北京设计院设计。装置以加氢干气、加氢低分气和油田气为主要原料，采用烃类水蒸气转化法造气，PSA法净化提纯的工艺路线制取氢气，设计产氢规模为年产99.9%（V）的工业氢气2.9万吨，年开工8000小时，相当于每小时产纯氢40000标准立方米。同时本装置还担负着20000标准立方米的重整氢与加氢低分气的提浓任务，所产的氢气中，每年有28708吨供120万吨加氢裂化装置使用，其余部分送入炼油厂氢气管网。,二、制氢装置的组成,制氢装置一共可以分为八个大部分： （1）原料气湿法脱硫部分 （2）原料气
2、升压部分 （3）原料精制部分 （4）反应部分（包括转化和中变） （5）中变气换热冷却部分 （6）PSA提纯部分（包括重整氢和加氢低分气提浓、制氢中变气提浓两套PSA单元） （7）锅炉给水、发生并过热蒸汽 （8）酸性水处理部分,三、制氢装置消耗指标,循环水 323.4t/h 除盐水 82t/h 脱氧水 -12t/h 电 6000V 2125Kw 380/220V 238.8Kw 3.5MPa蒸汽 -25.7t/h 0.8MPa蒸汽 1.3t/h 凝结水 -25t/h 燃料气 1480Nm3/h 净化风 636Nm3/h,四、制氢装置设备概况,五、制氢装置物料平衡,六、制氢装置能耗计算,七、制氢装
3、置的特点,用中变气/原料气换热器代替原料加热炉，另设开工炉，正常操作时用中变气预热原料，开工炉仅在开工时预硫化催化剂和在线更换脱硫剂时用，这样做不仅降低了炉子规模，合理利用中变气余热，减少用于加热原料的全部燃料气用量，并减少了全装置的副产蒸汽量，同时由于由开工炉，脱硫催化剂可以在线更换，从而缩小脱硫反应器的尺寸和脱硫剂的用量。 采用PSA法提纯粗氢气。 与普通的化学吸收甲烷化提纯工艺相比，PSA提纯工艺具有流程简单、操作灵活、产品氢纯度高、压力高、综合能耗等诸多优点。 转化炉余热锅炉与转化气废热锅炉采用自然循环一体式公用汽包系统，使得转化炉与转化气废热锅炉结构紧凑、操作安全可靠、节省投资。 使
4、用热管式空气预热器回收烟气余热，降低了排烟温度的同时，还减小了转化炉的占地面积。 合理利用装置中的热源，用中变气的高温热加热原料，用低温热预热除盐水，降低能耗。 酸性水汽提后回用作锅炉给水，降低装置能耗。,八、制氢装置原料及产品组成,制氢装置的进料及产品如下图所示,重整氢PSA,制氢装置,解吸气 3872Nm3/h,制氢PSA,氢气（16197Nm3/h）,氢气 4105Nm3/h,加氢低分气（6254Nm3/h）,重整氢（13815Nm3/h）,加氢干气（1839.40Nm3/h）,油田气（4305.5Nm3/h）,产品氢56197Nm3/h,九、制氢装置原则流程图,1,重整氢PSA,解吸气
5、升压部分,低分气湿法脱硫部分,干气湿法脱硫部分,原料升压部分,原料精制部分,中变冷却分液,转化炉部分,制氢PSA部分,锅炉给水、发生并过热蒸汽部分,油田气,加氢干气,加氢低分气,重整氢,氢气,解吸气,解吸气,中压蒸汽外送,中压蒸汽,十、制氢工艺流程简述（一）,自装置外来的50，2.2MPa（G）的加氢裂化低分气进入加氢裂化低分气冷却器（E-1102）壳层冷却后，进入加氢低分气分液罐（D-1102）分液，从加氢低分气脱硫塔（C-1102）底进入，在塔中与来自硫磺回收装置的甲基二乙醇胺（MDEA）贫液逆流接触（MDEA浓度25%wt），脱除气体中的硫化氢，脱硫后的低分气送本装置中重整氢提浓PSA单
6、元，MDEA溶液送回硫磺回收装置再生。,十一、制氢工艺流程简述（二）,来自装置外的重整氢气和加氢低分气混合后进入重整氢提浓PSA单元，所得工业氢气与中变气PSA单元的工业氢气一起送出装置。其解吸气经解吸气压缩机（K-1101）升压后与自加氢裂化装置来的44，0.7MPa（G）的加氢裂化干气混合后，经加氢裂化干气冷却器（E-1101）壳程冷却后，进入加氢裂化干气分液罐（D-1101）分液，分液后的加氢裂化干气自加氢干气脱硫塔（C-1101）底进入，与来自硫磺回收装置的甲基二乙醇胺（MDEA）贫液逆流接触（MDEA浓度25%wt），脱除气体中的硫化氢，MDEA富液送回硫磺回收装置再生。,十二、制氢
7、工艺流程简述（三）,脱硫后的气体与自装置外来的40，0.5-0.8MPa（G）的油田气在原料气压缩机入口分液罐（D-1201）中混合后，经原料气压缩机（K-1201A/B）升压至3.2MPa（G），送中变气/原料气换热器（E-1201）壳程与中变气换热后，温度上升至360，进入加氢反应器（R-1201）将有机硫转化为硫化氢后，先进入脱氯反应器（R-1204）脱除气体中的氯离子，再进入脱硫反应器（R-1202A/B）将原料气的含硫量降至0.3PPm以下，成为制氢合格原料进入转化工序。,十三、制氢工艺流程简述（四）,经过预处理的360，3.1MPa的原料气与装置自产的3.5MPa，420的过热水蒸
8、气混合（水碳比为3.2）经转化炉对流段预热到520后，进入转化炉管，在转化炉管内发生烃类的水蒸气转化反应，转化炉出口转化气由H2O，H2，CO，CO2和残余甲烷组成，其中残余甲烷干基含量7.28%（V）。,十四、制氢工艺流程简述（五）,自转化炉（F-1201）出来的820，2.45MPa（G）的转化气进入转化气废热锅炉（B-1302）管程，与壳程锅炉给水换热发生3.5MPa中压蒸汽，转化气自身降温至340-360，降温后的转化气自上部进入中温变换反应器（R-1203），转化气中的CO与水蒸气反应生成CO2和H2，出口变换气中CO含量约为2.5%（V）干基，由于变换反应是放热反应，所以出口温度会
9、升至403。,十五、制氢工艺流程简述（六）,自中变反应器出来的变换气依次经过中变气/原料气换热器（E-1201）温度降至367和中变气/脱氧水换热器（E-1202A/B）温度降至156.5后，进入中变气第一分液罐（D-1203）分出凝液，然后在中变气除盐水换热器（E-1203）与除盐水换热到137.8后进入中变气第二分液罐（D-1204），分出凝液后，进入中变气空冷器（A-1201）冷却到60，再经中变气第三分液罐（D-1205）分液后，进入中变气水冷器（E-1204），水冷到40的中变气经中变气第四分液罐（D-1206）分液后进入中变气PSA提纯单元。,十六、制氢工艺流程简述（七）,40，2
10、.1MPa（G）的中变气在PSA单元中经物理吸附，从吸附罐顶引出45，2.0MPa（G）产品氢气与重整氢及低分气PSA单元的工业氢一起送出装置，吸附剂再生释放出来的0.05MPa（G）的低压释放气经过缓冲罐稳定压力和组成后，连续供作转化炉的燃料。,十七、制氢工艺流程简述（八）,由各中变气分液罐排出的工艺冷凝水，经酸性水汽提塔（C-1201）汽提后，经检验合格后由凝结水泵（P-1201A/B）升压与进入装置的除盐水混合并加热后送回本装置除氧槽（D-1302）回用，不符合锅炉给水要求时，作为凝结水送出装置。,十八、制氢工艺流程简述（九）,自装置外来的40的除盐水与中变气换热后进入脱氧槽（D-1302），自脱氧槽出来的104的脱氧水经锅炉给水泵（P-1301A/B）升压后，与中变气换热到230后进入转化气废热锅炉汽包发生3.5MPa蒸汽，3.5MPa蒸汽在转化炉对流段过热到420后，部分作为转化炉的进料，其余部分送出装置。,