山东海科瑞林化工有限公司3000Nm3/h甲醇转化-PSA制氢装置
操作规程
山东海科瑞琳化工有限公司
2010年12月
甲醇裂解转化部分
目录
1.0前言-----------------------------------------------------2
2.0料及产品的性格和规格-------------------------------------3
3.0工艺过程说明---------------------------------------------5
3.1 工艺过程--------------------------------------------- 5
3.2 化学反应原理----------------------------------------- 5
4.0工艺流程叙述--------------------------------------------- 6
5.0工艺过程主要控制指标------------------------------------- 7
6.0开车前期工作--------------------------------------------- 9
7.0操作程序------------------------------------------------- 12
7.1开车前的准备工作-------------------------------------- 12
7.2开车操作程序------------------------------------------ 12
7.3正常操作---------------------------------------------- 14
7.4催化剂的使用和保护------------------------------------ 16
8.0环保和安全要点-------------------------------------------- 21
9.0分析规程-------------------------------------------------- 22
10.0安全规程-------------------------------------------------- 30
1.0 前言
氢气广泛用于国民经济各工业部门，特别是近几年来，氢气用户急速增多，传统制氢工艺已不能满足要求。甲醇和水催化转化制取氢气和二氧化碳，很容易用吸附或化学方法分离制得纯氢和二氧化碳，与电解法相比可节电90%以上，成本下降20—40%。本新工艺原料来源方便，装置简单，无污染，节能价廉，深受广大用户的欢迎。
本装置操作和管理人员必须熟知本操作规程，经考核合格后才能上岗操作。
2.0 原料及产品的性质和规格
2.1 原料和产品性质
2.1.1原料性质
（1）原料甲醇性质
化学名称为甲醇，别名甲基醇、木醇、木精。分子式CH3OH，分子量32.04。是有类似乙醇气味的无色透明、易燃、易挥发的液体。比重为0.7915。熔点-97.80℃，沸点64.7℃，20℃时蒸汽压96.3mmHg，粘度0.5945厘泊，闪点11.11℃，自燃点385℃，在空气中的爆炸极限为6.0—36.5%。甲醇是最常用的有机溶剂之一，能与水和多种有机溶剂互溶。
甲醇有毒、有麻醉作用，对视神经影响很大，严重时可引起失明。
（2）原料脱盐水性质（省略）
2.1.2产品性质
本装置生产的产品甲醇催化转化气，其主要组分为氢气和二氧化碳，性质分述如下：
（1）氢气性质
,分子量 2.0158，无色无臭气体。无毒无腐蚀性。气体密度分子式H
2
0.0899Kg/m3，熔点-259.14℃，自燃点400℃，极微溶于水、醇、乙醚及各种液体，常温稳定，高温有催化剂时很活泼，极易燃、易爆，并能与许多非金属和金属化合。
（2）二氧化碳性质
,分子量44.01，化学名称二氧化碳，别名：碳酸酐、碳酐、碳酸气。分子式CO
2
无色无臭气体。有酸味，气体密度1.977Kg/m3，熔点-56.6℃，沸点-78.5℃（升华），易溶于水成碳酸，可溶于乙醇、甲醇、丙酮、氯仿、四氯化碳和苯，属不燃气体，可做灭火剂。
2.2 原料和产品规格
2.2.1原料规格
甲醇：符合国标GB338-2004一级品标准要求。建议用30Kt/y以上规模合成甲醇装置产品，运输过程无污染；严禁使用回收甲醇。
脱盐水:符合国标GB12145-89P(直流炉)要求，且氯离子含量小于或等于3ppm。
2.2.2产品规格
（1）转化气组成
H2 73—74.5%
CO2 23—24.5%
CO ＜0.9%
CH3OH 300ppm
H2O 饱和
（2）压力： 1.30MPa
（3）温度：＜40℃
3.0工艺过程说明
甲醇催化转化造气生产过程可分为：原料液预热、汽化、过热、转化反应、产品气冷却冷凝、产品气净化等四个过程。
3.1工艺过程
3.1.1原料液预热、汽化、过热工序
将甲醇和脱盐水按规定比例混合，经泵加压送入系统进行预热、汽化过热至反应温度的过程。其工作范围是：甲醇计量罐V101、循环液贮槽V103、原料进料泵P101A/B、换热器E102、汽化塔T101、过热器E101等设备及其配套仪表和阀门。
3.1.2催化转化反应工序
在反应温度和压力下，原料蒸汽在转化炉R101中完成气固相催化转化反应。工作范围是：转化炉R101一台设备及其配套仪表和阀门。该工序的目的是完成化学反应，得到主要组分为氢气和二氧化碳的转化气。
3.1.3转化气冷却冷凝工序
将转化炉下部出来的高温转化气经过冷却、冷凝降到40℃以下的过程。其工作范围是：换热器E102、冷却器E103二台设备及其配套仪表和阀门。
3.1.4转化气净化工序
含有氢气、二氧化碳以及少量一氧化碳、甲醇和水的低温转化气，进入水洗塔T102用脱盐水吸收未反应甲醇的过程。其工作范围是：水洗塔T102、脱盐水中间罐V105、气体缓冲罐V104、脱盐水进料泵P102A/B、五台设备及其配套仪表和阀门。
3.2化学反应原理
甲醇与水蒸气混合物在转化炉中加压催化完成转化反应，反应生成氢气和二
氧化碳，其反应式如下:
主反应：CH3OH＋H2O＝CO2＋3H2+49.5 KJ/mol
副反应：CH3OH＝CO＋2H2+90.7 KJ/mol
2CH3OH＝CH3OCH3＋H2O -24.9 KJ/mol
CO＋3H2＝CH4＋H2O -206.3KJ/mol 主反应为吸热反应，采用导热油外部加热。转化气经冷却、冷凝后进入水洗塔，塔釜收集未转化完的甲醇和水供循环使用，塔顶转化气经缓冲罐送变压吸附提氢装置分离。
4.0工艺流程叙述
参看甲醇转化工序甲醇裂解制氢工艺管道仪表流程图（图号：0769-32-101）来自界外的脱盐水经V1093阀进入脱盐水中间罐V105，经脱盐水进料泵P102A/B计量后送入水洗塔T102，吸收未冷凝的甲醇，吸收液从塔底流入循环液贮槽V103，微量溶解在混合液中的二氧化塔和二甲醚由循环液贮槽放空排出。
来自甲醇贮罐的甲醇用泵输送进入甲醇中间罐V101，靠位差从V101流出的原料甲醇用FV-101调节并经FIC101计量后与来自循环液贮槽V103的循环液混合，用原料进料泵P101A/B将混合液加压送出，进入换热器E102与高温转化气换热而被预热，然后进入汽化塔T101汽化并经过热器E101过热到接近反应温度后进入转化炉R101，在转化炉中发生催化转化反应，出口高温转化气在换热器E102中被原料液换热冷却，在经冷却器E103被冷却冷凝后进入水洗塔T102，冷凝液和吸收液一起经液位调节阀LV-102减压后排入循环液贮槽V103循环使用，转化气经流量计FIQ103计量后经PV-101稳压调节后进入缓冲罐V104后送至变压吸附系统提纯。
催化剂使用前要进行还原。还原过程氢气为还原气，氮气作稀释载气。过程氮气在系统循环。还原气经罗茨风机进入换热器E102与转化炉R101出来的热还原气换热，经过热器E101过热到还原温度后进入转化炉R101进行催化剂还原反应，热还原气经换热器E102换热，再经冷却器E103冷却、冷凝后还原气回罗茨风机在系统循环，冷凝水靠位差进水洗塔T102由排污阀排放。
5.0 工艺过程主要控制指标
5.1原料汽化热
5.1.1原料甲醇流量～1427Kg/h 5.1.2原料液流量～3186Kg/h 5.1.3汽化过热塔进料温度～165℃
5.1.4汽化过热塔塔釜压力（表压） 1.30MPa 5.2转化反应
5.2.1进料温度 200～260℃5.2.2反应温度 220～280℃5.2.3导热油温度 235～290℃5.2.4换热器出口转化气温度 110～140℃5.2.5冷却气出口转化气温度＜40℃
5.2.6反应压力（表压）～1.30MPa 5.3水洗分离
5.3.1进塔脱盐水量 820Kg/h 5.3.2循环液量（出塔）～1764Kg/h
循环液组成（wt%）:甲醇 0～25% 5.3.3出塔转化气量～3968Nm3/h
转化气组成（V%）:氢 73～74.5%
二氧化碳 23～4.5%
一氧化碳～0.9%
甲醇 0.03%
甲烷 0.20% 5.4催化剂还原
5.4.1还原循环气量～3000Nm3/h 5.4.2还原气氢含量 0.5～10% 5.4.3还原温度 110～230℃5.4.4还原压力～0.05MPa 5.5其它
5.5.1进工段冷却水压力 0.3MPa 5.5.2进工段仪表空气压力 0.4～0.60MPa
5.5.3导热油流量～240m3/h
6.0开车前期工作
装置安装竣工后到开车前所必须完成的一切工作，统称为开车前期工作。为了开车顺利，下列各项工作均应逐项完成。
6.1现场清查、检查
安装竣工后，首先要清理现场，清除一切与安装无关的东西。特别是进出口道路，安全消防通道必须畅通。
按设计要求，对照图纸对全系统进行逐项对照检查，考察设备、管道、阀门、仪表、电气及土建等项是否设计要求；查外接管口有无差错，如有错误，应立即改正。要特别注意检查与安全有关的设施是否符合安全规范、齐备完好，如消防栓、灭火器、安全阀、阻火器、放空管、电气防爆设施等。
清理现场的同时，还应对设计、施工中的各类技术资料、图纸、文件、现场修改设计、各种使用说明书、产品样本等进行整理归档。
6.2系统吹除
吹除的目的是吹除设备、管道本身带来的或安装中遗留下来的杂物，保证投产后的产品质量及防止堵塞阀门、管道和仪表等影响正常生产甚至造成安全事故。
吹除前应拆除或用盲板堵死不需吹除或不能吹除的有关阀门、仪表、转子流量计、液位计和视镜，吹毕再分别装好。不需吹除的管道设备要加盲板，防止赃物吹入。吹出过程中要用小锤敲各处焊缝，以便将焊渣吹尽。
本装置应逐段用仪表空气吹除，吹除压力不能大于气密实验的压力，但吹除管内流速最好能大于20m/s。
吹除的检验可用贴有白布或白纸的木板对着空气排出口放置3～5分钟，未发现板上有污点时为合格。
6.3气密性试验
气密性试验的目的是检查设备、阀门、管线、仪表、连接法兰、焊缝是否密封，有无泄漏。气密性试验采用压缩空气，试验压力一般采用最高操作压力的1.15倍。在测定压力下，保持1小时，如压力不下降为合格。
鉴于本装置的主要物料甲醇、氢气为易燃易爆、有毒性物料，故在气密性试验中还需测定泄漏率。泄漏率试验压力为设计压力，时间为24小时，泄漏率≤0.5%为合格。
泄漏率按下式计算： ?
?????-=21121100T P T P t A 式中：P 1、P 2和T 1、T 2分别为测试开始及结束时的绝对压力和绝对温度（K ），
t 为试验时间（小时）。
各系统气密性试验压力及要测定泄漏率的系统表示如下：
6.4单车试车
单机试车目的是考验主要设备性能及组装质量，可按设计要求，使用说明书等有关规定进行，包括如下几项主要内容：
6.4.1各台泵类的运转性能、输送量和出口压力；
6.4.2有关仪表的安装及指示控制性能，必要时应进行刻度校验；
6.4.3各调节系统的安装质量、控制、调节、检测能力及调节特性；
6.4.4测出原料贮罐、中间计量罐及气、液各类贮罐的体积，液体贮罐要标出液面计对应刻度的体积；
6.4.5校准并标出流量计的刻度值对应的流量值；
6.4.6各消防栓、灭火器使用是否灵活、方便。
6.5管道、设备清洗
管道、设备、阀门等在制造过程表面积有不少油污、杂物，单靠吹出一般处理不干净，油污杂质在生产中带到催化剂上会毒害催化剂，带入产品会影响产品质量。当杂物太多时还会造成管道、阀门、仪表的堵塞，因而必须清除。一般可用干净清水冲洗，水冲洗应连续进行，流速应不小于 1.5m/s ，以出口水色和透明度与入口处目测一致为合格。若油污严重，则要先用稀碱液（2%以下）清洗，
然后再用干净水冲洗干净。
6.6保温、油漆
6.6.1对于需要保温的设备、管道等必须进行保温。
详见《设备管道保温一览表》
6.6.2防腐：本装置设备、管道表面采用油漆防腐。
保温设备和管道涂两道防锈漆作为防锈层。不保温设备和管道涂两道防锈漆后再刷两道面漆。不锈钢设备不涂漆。
6.6.3涂色与注字
设备、管道防腐面漆的颜色可根据情况确定。本装置按习惯规定静止设备用银白色面漆，机泵类用浅绿色面漆。冷却水、消防水管道用绿色面漆，工艺物料管道用红色面漆，仪表空气用深蓝色面漆。
在设备保温和涂色后，应在醒目处注明名称及其位号，重要物料管道还应标示物料流向。
6.7冷态联动试车
冷态联动试车的目的是在于考察运转设备及仪表自动控制能力。冷态试车中气态物料为空气代替，液态物料以水代替。先分工序联动试车，最后进行全工段冷态联动试车。可按下列步骤进行。
6.7.1开启所有仪表、调节装置及传动设备并通电；
6.7.2启动各输液泵、调节流量向有关设备内送水；
6.7.3按正常操作要求，调节各控制点，并按时做好记录，使操作人员熟悉操作，并作预想事故处理。
6.8吹干
上述各项工作完成后，开车前的工作已基本完成。打开设备管道的排污阀，将水排净。因为反应系统、还原系统及导热油系统不允许存水，故必须吹干。6.9导热油锅炉开车
上述工作完成后，导热油锅炉工段必须在装催化剂前预开车试运转一次，详细操作按导热油锅炉使用说明进行，测定导热油流量等，保证正常开车时的供热量。
7.0操作程序
7.1开车前的准备工作
7.1.1一般准备和检查
1、检查水、电、汽、软水、仪表空气、氮气、氢气、燃料气等的供应情况，并与有关部门联系，落实供应数量和质量要求。
2、关闭所有排液阀、排污阀、放空阀、进料阀、取样阀。开启冷却水、仪表空气等进工段总阀。
3、通知导热油锅炉房准备开车，并联系确定开车的具体时间和质量数量要求（压力、温度、流量等）。
4、通知分析室准备生产控制分析工作。
5、检查动力设备的完好情况，检查所有仪表电源、气源、信号是否正常。
6、落实产品用户。因转化催化剂不希望中途频繁停车，如用户没落实不要急于开车。
7、检查消防和安全设施是否齐备完好。
8、操作人员、分析人员、管理和维修人员经技术培训，并考核合格方能上岗。
7.2开车操作程序
投料开车程序应在催化剂还原结束后进行，无时间间隔。催化剂还原将在7.4中专门叙述。开车时序一般为：水洗塔开车、汽化塔开车、转化炉开车、系统升压。还原结束后，关闭还原系统阀V1058、V1069、V1046，开启转化炉后直到V104后放空管线间所有阀门，关闭R101前阀V1051，准备系统开车。
7.2.1准备
1、检查工具和防护用品是否齐备完好。
2、检查动力设备是否正常，对润滑点按规定加油，并盘车数圈。
3、检查各测量、控制仪表是否失灵，准确完好，并打开仪表电源、气源开关。
4、通知甲醇库和脱盐水站向本装置送原料。使甲醇中间罐V101和脱盐水中间罐V105的液位达～90%，停止送料。
5、催化剂还原系统所有阀门、仪表维持原开车状态不变（具体状态参看7.4催化剂的使用和保护）。
6、通知导热油炉工序，做好开车准备。
7、确定开车投料量，明确投料量与各参数间关系。
7.2.2水洗塔开车
1、开脱盐水中间罐V105出料阀、P102A/B进口阀、旁路阀，启动P102A/B
泵，使泵运转正常。
2、开泵P102A/B出口阀，关P102A/B旁路阀。
3、当水洗塔T102塔釜出现液位后，开T102塔釜排液调节阀旁路阀V1080，向循环液贮罐V103送脱盐水，然后开调节阀前后阀V1081V、1082，关V1080，用LV-102阀控制T102液位LIC102在30～40%。
7.2.3汽化塔开车
1、开甲醇中间罐V101出口阀、FIC102前后阀、FV-101前后阀，开循环液贮槽V103出口阀，使水甲醇混合，开泵P102A/B进口阀、旁路阀，启动P102A/B 泵，调节流量使FIC102正常。
2、开P102A/B出口阀，关P102A/B旁路阀，调节进料泵刻度向系统送水甲醇。在A102取样点取样分析，通过FV-101调节原料甲醇的流量，使水甲醇配比达到要求值。
3、当汽化塔T101塔釜液位达10%时，开启汽化塔顶放空阀，缓慢开启T101塔釜导热油进口阀V1039、关部分短路阀V1038，调节进汽化塔导热油量。当塔顶排放气量稳定时，关部分汽化塔顶放空阀，开启过热器E101底部排污阀V1048、V1049，无液珠排除时关闭排污阀V1048、V1049，即可转入转化炉开车。
7.2.4转化炉开车
1、开转化炉R101进口阀V1051，全部关闭汽化塔顶放空阀，即向转化炉R101送水甲醇原料气。
2、使导热油炉温度稳定至230℃，检查装置设备、管线、阀门、仪表等运转是否正常，并观察各工艺参数间关系，若无异常现象便可进行系统升压。
7.2.5系统升压
1、开系统压力调节阀PV-101及其前后阀，关闭旁路阀。缓慢关小PV-102阀，使系统升压，直至达1.30MPa。
注意：必须保证原料气体适量通过催化剂床层，所以系统调压阀不能处于全关状态。
2、调节系统压力调节阀PV-101开度，使系统压力、转化气量稳定。
3、检查原料液进料量及其水甲醇配比，使达要求值；检查转化气量，通过LV-101阀调节进T101下部的导热油流量，控制好T101塔釜液位在15～30%。
4、调节FV-101使甲醇量稳定并达要求值，调节P102的刻度使V103液位LIA103稳定。
此时已完成系统投料开车工作。观察全系统运行情况，若无异常现象便可进
行下述操作使系统转入正常工作。
7.2.6系统稳定
1、检查冷却器E103冷却水量，使进入水洗塔T102的转化气温度≤40℃。
2、检查缓冲罐出口转化气组成，调整水甲醇配比，控制转化气出口气中一氧化碳、甲醇、水等组分达要求值。
装置输送转化气。
3、全系统操作稳定后，即可向后工段PSA-H
2
7.3正常操作
全系统开车完成后，即可逐步转入正常操作。
7.3.1正常操作状态的建立和维持
1、根据原料液进料量、转化气流量、水甲醇配比、汽化塔液位、导热油温度、转化气组成、循环液组成及各控制点参数对各控制点参数进行适当调整，使系统操作处于正常范围内。
2、根据所需转化气量及水甲醇配比确定甲醇流量，将FV-101投入自动调节。
3、根据所需原料的流量，调节P-101的刻度。
4、根据所需水洗塔的液位，调节P-102的流量，使V103的液位稳定。
5、根据循环液流量，将LV-102投入自动调节。
6、调节冷却器E103进水阀，使转化气出E103的温度在40℃以下。
7、当系统转化气流量稳定后，将系统压力PV-101投入自动调节。
8、根据所需转化气量及组成，适当调整进系统导热油温度。
9、由汽化塔下部排液阀连续排出少量废水，排出量控制在15.0～20.0Kg/h。
全系统已处于正常稳定运转。
系统处于正常操作时，按时记录各操作参数并巡回检查各控制点、设备、仪表、阀门等是否处于正常状态，发现异常现象，应立即查明原因，及时处理，排除故障，维持系统正常操作状态。
7.3.2正常停车操作
1、停止导热油炉加热，维持导热油循环，待反应温度将至200℃以下后，导热油炉房停止向造气装置送导热油，即开启导热油装置内部短路阀。导热油炉停车按导热油炉停车要求进行。
2、在导热油炉降温的同时，手动调节系统压力调节阀PV-101，使系统缓慢将压至0.4MPa（或切开气体缓冲罐V104，转化气可备用转化炉置换，开启水洗塔T102顶放空阀降压）。
3、关闭进转化炉阀门V1051，缓慢开启汽化塔顶放空阀V1044，汽化塔前系统降压常压。
4、汽化塔系统降压的同时，停P101A/B，停止向系统进料。
5、转化炉后系统继续降压，待降压至0.2MPa时，关闭PV-101阀的前后阀、旁路阀。
6、停P102A/B，停止向T102送脱盐水。关闭T102塔釜排液阀。
7、分别用氮气或气体缓冲罐V104转化气对转化炉R101前后分段置换，考虑到降温对系统压力的影响，最后系统分段用氮气或氢气保压至0.2MPa。
导热油按要求将至一定温度后，停导热油循环泵。若长期停车，则用加压氮气将导热油从系统压回导热油贮罐。
8、对催化剂实行保护操作或钝化处理（具体操作见7.4催化剂的使用和保护）。
7.3.3紧急停车操作
1、凡遇下列情况之一应采取紧急停车操作:
（1）停电
（2）停冷却水
（3）设备、管道爆炸断裂、起火
（4）设备、管道或法兰严重漏气、漏液无法处理
（5）重要控制仪表失灵
2、操作步骤
（1）紧急通知导热油装置停止加热，打开导热油装置内部短路阀，停止向造气装置送导热油。
（2）关闭转化炉前阀V1051，切开汽化塔系统与反应系统。转化炉后系统适当泄压。汽化系统可维持压力稳定。
（3）停原料进料泵P101A/B。
（4）停脱盐水进料泵P102A/B。
（5）对催化剂实行特殊保护操作（具体操作见7.4催化剂的使用和保护）。
（6）查明事故原因后再做进一步处理。
7.4催化剂的使用和保护
7.4.1转化炉的清洗和准备
1、将转化炉上、下人孔拆下，先检查转化炉质量是否符合要求，再将转化
炉内上下封头、列管内、板管和花板上的铁锈杂物全部清除干净，必要时可进行酸洗、水洗，再擦净、吹干备用，要求无铁锈、无杂物。
2、下封头花板上按要求规格放2层12目丝网，往花板上堆满已经洗净吹干的Φ10～12mm的氧化铝瓷球，将瓷球上表面推平，要求瓷球上表面与转化炉下花板面保持有10～15mm高的空间。
3、重新装好下封头和上封头人孔，通气对转化炉再次进行试漏查漏，当确认下封头人孔法兰不漏气后，方可泄压排气，准备装填催化剂。
7.4.2催化剂的装卸
1、准备
（1）检查检修工具及防护用品是否齐全完好。
（2）准备好装催化剂专用的量杯、漏斗、标尺等专用工具。
（3）对催化剂开通进行质量检查，用6～10目的钢网筛将催化剂中的碎粉筛除备用。在运输或库存中不当受到污染或被水浸泡变质的催化剂一般不能使用。只有确认催化剂质量符合要求时，才能装入转化炉内。
2、装催化剂
（1）卸下转化炉上封头人孔，再次检查转化炉内是否干净，若不符合要求，要重新清扫干净。逐根检查反应管，看有无堵塞等异常现象。
（2）逐根定体积装填催化剂，并作记号，以免漏装或重装。
（3）装填时不能急于求成，以免出现架桥现象，当出现架桥时应做好标记，及时处理。
（4）定量装填完后，再逐根检查有无漏装，当确认无漏装并已处理了架桥现象。如需要，再补充加装一遍保证每根管内催化剂量基本相等。
（5）当全部装填完毕后，装好转化炉上封头人孔及管线。
注：催化剂装填结束后，按要求对转化炉进行气密性试验，确保转化炉封头人孔法兰无泄漏；卸下转化炉下部过滤器，将丝网上杂物清扫干净，装好过滤器；对转化炉已拆卸过的设备和管线等有关部位进行试漏查漏，必要时需再次测试泄漏率达合格。
3、卸催化剂
因各种原因需卸出催化剂，当需卸出已还原过的或使用过的催化剂时，拆卸前必须对催化剂进行钝化处理操作（具体操作见催化剂使用说明书）。
（1）打开转化炉上封头人口
（2）打开转化炉下封头人孔，将氧化铝瓷球卸出。
（3）催化剂会随瓷球的卸出慢慢暴露，将催化剂移出，再逐个将反应管中的催化剂卸出。
（4）将催化剂和氧化铝瓷球分别收集好，并将转化炉内清洗干净。7.4.3还原系统的置换
因本装置所用原料甲醇和产品氢气均为易燃易爆品，故正式投料开车前必须用氮气置换系统至O
2
＜0.5%以下。而催化剂还原过程用氢气作还原气，为避免系
统中氧存在使反复进行还原-氧化过程，所以还原系统必须置换至O
2
≤0.5%，还原用氮气中氧含量必须低于0.1%。
系统置换可分二步进行。置换前先按置换气流方向逐个开启有关阀门。
1、还原、水洗的置换
氮气由氮气进口V1032阀加入，按下列流向置换系统：→C101→E102→T101→E101→R101→E102→E103→T102→V104，从V104罐后的系统放空管放空。
2、汽化系统及部分管段置换
（1）汽化塔T101系统置换：通过开启T101塔釜排污阀V1040、V1041排
气，从塔釜取气样O
2
≤0.5%时，关闭T101塔釜排污阀V1040、V1041。
开启泵P101A/B出口排气阀，置换PL103管道。
（2） NH103管道的置换：在系统置换合格后，关闭R101出口阀V1057，开
启V1051阀，在A103取样口取样，O
2
≤0.5%后系统置换合格。
（3）气囊的置换：将V102气囊内的气体排净，再用适量氮气置换2～3次，便可将气囊接入系统。
7.4.4催化剂的还原和钝化操作
1、准备
（1）检查还原系统所有设备、阀门、仪表是否处正常状态，关闭所有阀门，开启仪表，处待用状态。
（2）准备好还原用氮气、氢气，并经质检符合要求。
（3）通知导热油装置、分析室准备开车，通知送冷却水。
2、催化剂还原操作
催化剂使用前需进行还原。由于本催化剂的主要成分为CuO-ZnO-Al
2O
3
,而对
转化反应起主要作用的为活性单质铜，还原过程用氢气作还原气，用氮气作载气。还原反应为强放热反应，所以氢氮气配比及还原气空速必须符合要求。
还原反应方程式为：
CuO + H
2—→ Cu + H
2
O
催化剂含约5%物理水，还原过程会生成少量水，须经冷凝后排出。本工艺罗茨风机为还原气循环提供动力。
还原操作如下：
（1）开启还原系统阀门，催化剂还原循环气流向如下：NH102→E102→E101→R101→E102→E103→NH101。打开V1034、V1035阀，使气囊
V102充氮气至容积的80%。
（2）启动罗茨风机，使系统还原气循环。
（3）开E103冷却水进出口阀。
（4）开转化炉R101导热油进口阀；开T101塔釜导热油进口阀V1039，关短路阀V1038。启动导热油循环泵，使导热油系统循环。
（5）检查还原系统、导热油系统运转是否正常。如无异常，则通知导热油系统按催化剂还原程序升温。
（6）导热油温度升至160℃时，开V1038，关闭T101塔釜导热油进口阀V1039。
（7）还原具体操作按催化剂使用说明书进行。
（8）还原过程中定期在T102釜底排污阀处排放冷凝水。定期向系统补充氮气和氢气。
（9）当催化剂还原结束后，按下列步骤正常停车：
a、关外接氢、氮气进口阀。
b、停罗茨风机。
c、关还原气系统阀V1058、V1069、V1046。
此时便可转入转化炉投料开车操作。
（10）当催化剂还原时，若发生意外事故时需紧急停车。其操作如下：
a、停供氢气。
b、停导热油加热，维持导热油循环。
c、查明原因后再做进一步处理。如属临时性故障，排出后可恢复还
原操作；如需长期停车，则视情况用氮气保护或钝化操作。
3、催化剂钝化操作
凡是还原过（包括未还原完全）的催化剂要卸出前，都必须钝化，若生产
要长期停车，为了保护催化剂，也必须作钝化处理。未钝化前反应器必须保持正压，禁止空气进入。
钝化系统与还原系统相同，阀门开或关相同。钝化过程与还原过程同为强放热反应，必须注意氮、氧气配比及系统循环气量。钝化过程温度低于60℃，不需外界供热。
钝化具体操作按催化剂使用说明书进行。
7.4.5催化剂的保护
1、在任何情况下，催化剂层温度禁止超过300℃。
2、还原后的催化剂绝对禁止与氧气或空气接触。
3、催化剂使用中应尽量避免中途停车。每停一次车，尽管采取了钝化或氮气保护操作，还是会影响催化剂使用寿命。
4、催化剂的升温和降温都必须缓慢进行，禁止急速升温和降温。
5、在满足生产能力、产率的前提下，催化剂应在低温下操作，有利于延长催化剂使用寿命。
6、绝对禁止含硫、磷、卤素元素等有毒物质混入系统，以免造成催化剂中毒。
7、对装置使用的原料甲醇、脱盐水、氮气、氢气等必须符合要求，严格规范检测程序。
8、如发现有异常特别是反应系统异常，应立即停车分析检查，排除后再开车。
7.4.6特殊保护操作
一般在紧急停车时使用特殊保护措施，若是短时间内正常停车也可采用特殊保护，若长期停车则亦可采用钝化操作来保护催化剂。
1、转化炉现场应随时备有纯氮2～3瓶。并备有氮气压力调节器，并用管线与转化炉进口专用保护氮气进口阀接好。
2、当要采用特殊保护时，先将系统降压至0.2MPa（导热油温度在200℃以下）时，关闭R101进出口阀，开氮气进口阀V1032、V1053A/B，开氮气压力调节器，控制出口压力0.2～0.3MPa，开R101出口管线上排气阀V1056，用～20m3氮气置换反应器，然后关闭V1056阀，封闭反应器。
3、然后系统自然降温、并逐步调节氮气调压阀，维持氮气调节阀出口压力为0.05～0.3MPa（确保转化炉内为正压），直到转化炉特殊保护结束。
特别注意:在整个特殊保护过程中，一定要保证转化炉内压力不能出现负压。8.0环保和安全要点
8.1本工艺采用内部自循环工艺流程，除停车和检修外，正常开车时基本上没有
、甲醇等释放气排出，其量三废污染物排出，仅在循环液贮槽V103有少量含CO
2
为
因气量小，基本上无毒，可直接排入大气。
8.2汽化塔T101塔底不定期排出少量含甲醇废水，其含量在0.5%以下及微量酸、碱等杂物，99.5%为水，因量小，平均15.0～20.0Kg/h，稀释后可直接排入下水。
8.3安全防护
本工段主要物料为甲醇和氢，属易燃易爆有毒物品，故装置设备管道严禁跑、冒、滴、漏，车间内部要通风良好。
甲醇对人体视神经伤害特别大，严重时会失明，故操作和检修中必须戴好规定防护用品，严防甲醇溅入眼睛内。
本装置严禁烟火，动火必须有动火证。
9.0分析规程
本装置以甲醇和脱盐水为原料，在催化剂作用下，进行甲醇转化制得转化气，经变压吸附分离制得纯氢。
本规程包括催化剂还原分析、原料液分析、甲醇转化过程的控制分析以及产品氢中杂质分析。
分析要求：
正常开车时，每八小时至少对原料液浓度、循环液浓度、转化气组份分析一次，并将分析结果交给工艺人员，确保装置正常运行。
在催化剂还原期间，每半小时分析一次还原气组份，并将分析结果交给工艺人员。
9.1开车前的准备工作
9.1.1仪器调试
按仪器使用说明书对仪器各项指标进行调试，检查仪器是否正常。
9.1.2色谱柱的处理
将两条内径3毫米，长2米的色谱柱分别用10%NaOH及10%HCl溶液清洗，再用水清洗，最后用无水乙醇清洗，并用真空泵抽干、备用。
9.2催化剂还原过程的分析
按工艺要求，催化剂还原过程使用的氢气、氮气混合气，氢的含量从0.5%逐渐增至10%，最后达到转化炉进出口氢含量相等，还原结束，此过程约56小时。
对氢气、氮气混合气的要求：要求使用的氢气和氮气中的氧含量＜0.2%，因此首先要对所用的氢气和氮气分别测定其氧含量及工艺系统置换过程中的测定。
9.3原料分析
工艺要求进入汽化器的甲醇、水溶液中，甲醇的含量为48-52%.
10.0安全规程
10.1前言
本生产装置是采用上海华西设计院设计的甲醇蒸汽转化制氢工艺。
PSA变压吸附部分
3．5 PSA单元操作
3．5．1任务和目的
从中变气第三分液罐出来的气体含有近6%的甲烷，3%一氧化碳和18%的二氧化碳，其中甲烷和一氧化碳都含有很高的热值，而且一氧化碳和二氧化碳是后续用氢装置的毒物，PSA单元的目的就是把这些毒物除去，得到99%以上的高纯氢，而甲烷和一氧化碳则作为PSA尾气排入到燃料气中烧掉，使得其中的热焓得以回收。
3．5．2工艺原理及方法
（1）工艺原理
变压吸附技术是以吸附剂（多孔固体物质）内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组份、不易吸附低沸点组份和高压下吸附量增加（吸附组份）、减压下吸附量减小（解吸组份）的特性。将原料气在高的压力下通过吸附剂床层，相对于氢的高沸点杂质组份被选择性吸附，低沸点组份的氢不易吸附而通过吸附剂床层，达到氢和杂质组份的分离。然后在减压下解吸被吸附的杂质组份使吸附剂获得再生，以利于下一次再次进行吸附分离杂质。这种压力下吸附杂质提纯氢气、减压下解吸杂质使吸附剂再生的循环便
The prerequisite for vigorously developing our productivity is that we must be responsible for the safety of our company and our own lives. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 氢气安全操作规程(通用版)
氢气安全操作规程(通用版)导语：建立和健全我们的现代企业制度，是指引我们生产劳动的方向。而大力发展我们生产力的前提，是我们必须对我们企业和我们自己的生命安全负责。可用于实体印刷或电子存档（使用前请详细阅读条款）。 氢气是易燃易爆气体，氢气混合或氢气与空气混合到一定比例，形成爆炸气体，遇到微火源（含静电和撞击打火），就会引起严重的爆炸。确保制氢、用氢安全是头等大事，特制定本安全制度，必须严格遵守。 １、制氢、用氢人员，必须强化安全意识，牢固树立安全第一思想，认真执行各项规章制度，切实做好安全工作。 ２、电解水制氢操作人员必须经过严格训练，应真正了解掌握电解水制氢设备原理、结构、性能和操作方法经考核合格方可上岗。 ３、任何人员不得携带火种进入制氢室。制氢和充灌气人员工作时，不可穿戴易产生静电的化纤服装（如尼龙、睛纶、丙纶……等）及带钉的鞋作业，以免产生静电和撞击起火。 ４、制氢人员必须严格按电解水制氢规程制氢，开机后不得远离制氢室，应注意巡视制氢设备工作情况，做到严密监视和控制各运行参数，如有异常立即处理，不允许带故障运行。
制氢装置加氢脱毒部分工艺管理和操作规程 1.1 加氢脱毒部分的任务及主要工艺指标 1.1.1 加氢脱毒部分的任务 脱硫部分的任务是为轻烃水蒸汽转化制氢提供合格的原料（硫含量＜ 0.5PPm 、烯烃<1%）以防止转化催化剂硫中毒。其中加氢部分是在催化剂和氢气存在的条件下，将原料中 的有机硫，有机氯等转化为无机硫（H2S）和无机氯（ HCl ），无机氯被脱氯剂吸收除掉，而 硫化氢则被氧化锌吸收，使得脱硫气含硫＜0.5PPm。 1.1.2 加氢脱毒部分的主要工艺指标 (1) 轻石脑油 干点＜ 160℃ 含硫量≤ 50PPm (2) 干气 干气含硫量≤ 50PPm (3) 加热炉 F2001 出口温度340～380℃ 加热炉炉膛温度≯ 800℃ 入口压力 3.8MPa (4) 加氢反应器 R2001 入口温度340～380℃ 出口温度≯ 400℃ 入口压力 3.38MPa(abs) 出口压力 3.35MPa(abs) 空速1～ 6h-1 氢油比（体）80 ～ 100 加氢反应器床层最高温度≯400℃ (5)氧化锌脱硫反应器 R2002A.B 入口温度 350～370℃ 出口温度 360℃ 入口压力 3.35MPa(abs) 出口压力 3.32MPa(abs) 脱硫气含硫量≤ 0.5PPm 1.2 R2001反应温度的控制 反应温度是调节脱硫气含硫量的主要手段，钴－钼催化剂进行加氢脱硫时，操作温度通常控制在330～400℃范围内。当温度低于320℃时，加氢脱硫效果明显下降。温度高于420℃以上，催化剂表面聚合和结碳现象严重。一般来说，对于 T205 加氢催化剂，当温度高于 250℃ 时，就具有加氢脱硫活性了。因此，操作人员在正常操作时，必须调节TC7101 以控制好加氢反应器 R2001 入口温度。即通过调节加热炉F2001 的燃料气流量来控制加氢反应器R2001入口温度。反应温度主要参考原料性质的变化，空速的大小，氢油比的高低以及催化剂活性 情况来进行控制。 非正常操作因素： 影响因素 1、加热炉出口温度上升 2、原料含烯烃、CO、 CO2、 O2等杂质含量超标控制操作 1、降低加热炉出口温度 2、降低处理量，查明原料杂质来源，并切出超
一、目的： 保证制氢运行工作正常、安全、有序；使制氢运行人员的各项操作有章可循，为制氢运行人员提供操作的指导规范；保障机组的稳定运行。 二、范围： 适用于6号机组制氢站运行人员。 三、职责 规范作业，杜绝违章操作，保障生产安全稳定运行。 四、内容： 4、1、制氢设备生产工艺流程。 4、1．1、氢气系统 电解槽氢分离器氢洗涤器氢气冷却器氢气捕滴器氢气气水分离器氢气动薄膜调节阀干燥器 储氢罐氢母管发电机 4、1．2、氧气系统 电解槽氧分离器氧洗涤器氧气冷却器氧气捕滴器氧气器水分离器氧气动薄膜调节阀排空 4．2、主要设备参数和有关技术标准
4．3 4．3．1、必须按厂家规定进行水压试验，要求严密不漏。4．3．2、电解槽正、负极、电解隔间电压对地绝缘良好。4．3．3、检查应备有足够合格的电解液。 电解液的配制。 30℃时,10%NaOH、15%KOH溶液比重分别为1.1043、1.180。30℃时,26%NaOH、30%KOH溶液比重分别为1.28、1.281。 待碱液配好后加入2% 0V 2 O 5 添加剂。 4．3．4、分析仪器及其所用的溶液已准备好。 4．3．5、检查应有足够的氮气。 4．3．6、检查安全工具应齐全。 4．3．7、联系热工检查有关表计应完好。 4．3．8、联系电气电工检查电气设备，并向硅整流送电。 4．3．9、检查电解槽及氢系统应用水冲洗。 4．3．9．1、启动配碱泵将原料水打进制氢系统，启动碱液循环泵，清洗电解槽，清洗1小时，停泵、打开槽底排污阀排污。 4．3．9．2、重复上述操作3~4次，直到排液清洁为止。 4、4、气密检验 4．4．1、按6．6．3．9．1操作将原料水打入制氢机，至分离器液位计中部。4．4．2、关闭制氢机所有外连阀门，打开系统中（包括制氢、干燥系统）所有阀门，通过充氮阀向制氢机充氮，使压力缓慢升至3.2MPa，关充氮阀，用肥皂水检查各气路连接部位和阀门是否漏气，并观察液路有无漏液，确认不漏后，保压12小时，泄漏率以平均每小时小于0.5%为合格。 4、5、按工艺要求的碱量进行配碱，缓慢加入KOH（化学纯）待完全溶解后，加入碱液 重量的2%0V 2O 5 添加剂（按工艺要求添加），则电解液配好。 4．6、对微氧仪、露点仪进行调校。 6．7、检查各极框之间，正负极输电铜排间有无短路或有无金属导体，或有无电解液泄漏现象，民现后必须排除。 4．8、仔细检查整流变压器各个接点、可控硅整流柜各回路及正极输电铜排对地的绝缘性，严防短路。 4．9、用15%KOH溶液试车24小时（开停车操作同正常操作规程），然后将其排污。4．10、检查制氢装置的冷却水阀门处于开启状态。 4．11、干燥装置开车前准备 4．11．1、控制柜通电，检查装置是否处于正常状态。 4、11、2、设定干燥器、加热器上下部温度，各为400~450℃和300~350℃。4．11．3、系统进行氮气置换。 4．12、气动部分 4．12．1、接通气源后，分别检查气体过滤减压器的输出是否为0.14MPa，然后用肥皂水检查气动管路及仪表接头是否漏气（每三个月定期检查一次）。
生产能力为2800 m3/h 甲醇制氢生产装置设计
前言 氢气是一种重要的工业用品，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也有着不同的要求。近年来随着中国改革开放的进程，随着大量高精产品的投产，对高纯氢气的需求量正在逐渐扩大。 烃类水蒸气转化制氢气是目前世界上应用最普遍的制氢方法，是由巴登苯胺公司发明并加以利用，英国ICI公司首先实现工业化。这种制氢方法工作压力为2.0-4.0MPa,原料适用范围为天然气至干点小于215.6℃的石脑油。近年来，由于转化制氢炉型的不断改进。转化气提纯工艺的不断更新，烃类水蒸气转化制氢工艺成为目前生产氢气最经济可靠的途径。 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。它具有以下的特点： 1、与大规模天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢比较，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，运输储存方便。而且由于所用的原料甲醇纯度高，不需要在净化处理，反应条件温和，流程简单，故易于操作。 4、可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。
前言 ----------------------------------------------- 2 目录 ----------------------------------------------- 3 摘要 ----------------------------------------------- 3 设计任务书 ----------------------------------------- 4 第一章工艺设计 ------------------------------------------ 5 1.1.甲醇制氢物料衡算 -------------------------------------- 1.2.热量恒算 ---------------------------------------------- 第二章设备设计计算和选型：塔、换热设备、反应器 ----- 8 2.1.解析塔的选择 ------------------------------------------ 2.2.换热设备的计算与选型 ---------------------------------- 2.3.反应器的设计与选型 ------------------------------------ 第三章机器选型------------------------------------------ 13 3.1.计量泵的选择 ------------------------------------------ 15 3.2.离心泵的选型 第四章设备布置图设计---------------------------------- 15 4.1.管子选型 ---------------------------------------------- 17 4.2.主要管道工艺参数汇总一览表 ---------------------------- 8 4.3.各部件的选择及管道图 ---------------------------------- 第五章管道布置设计 ------------------------------- 16 5.1.选择一个单参数自动控制方案 ---------------------------- 21 5.2.换热器温度控制系统及方块图 课设总结 ------------------------------------------- 28
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。
制氢装置转化工艺管理和操作规程 1.1 转化部分的任务及主要工艺指标 1.1.1 转化部分的任务及主要工艺指标 转化部分的任务是将合格的脱硫气在催化剂存在条件下与水蒸汽发生复杂的强吸热氢解反应，生成含H2、CO、CO2和未反应的水蒸汽、CH4的转化气。 1.1.2 转化部分的主要工艺指标 入口温度480～520℃ 出口温度≯820℃ 炉膛最高温度≯1020℃ 炉膛温差≯100℃ 入口压力 3.1MPa 出口压力 1.85MPa 炉管压差≯0.38MPa 碳空速1000h-1 水碳比 3.3～5.0 转化气中CH4≯10% 1.2 转化入口温度与转化率操作 转化温度是烃类－水蒸汽转化法制H2的重要影响因素。提高温度，甲烷转化率提高，转化气CH4含量降低。但考虑到设备的承受能力，转化炉的炉膛温度最高不能超过1020℃。 转化炉温度根据转化炉对流段入口温度TI7208的变化情况进行控制。对流段入口温度信号通过切换开关，同时进入TCA7201A及TCA7201B，使燃料系统在不同的情况下，可采用不同的控制回路。 （1）开停工期间 装置开停工时转化炉使用高压瓦斯（副燃料）燃料，采用燃料气流量FC7201与转化炉对流段入口温度TCA7201A的串级控制回路控制转化炉炉温。 （2）变换气作燃料 当装置生产出变换气后，根据需要可投用变换气。变换气通过PC7501控制阀后压力为0.05MPa，送入燃料气混合器MI2001，然后进入转化炉作为燃料使用，其燃料热值不够部分由副燃料提供。 （3）PSA脱附气作燃料 PSA运行以后，转化炉燃料投用脱附气作主燃料，脱附气流量可通过FC7503投自动进行控制，其燃料热值不够部分可通过FC7502补充高压瓦斯来提供。转化炉出口温度采用瓦斯流量FC7502与转化炉对流段入口温度TCA7201B的串级控制。 以上转化炉温度的主副燃料气两种不同控制回路之间的切换，可将一个控制回路由串级控制切换至副表单控，再切换至另一个控制回路的副表单控，然后由另一个控制回路的副表单控切换至串级控制。 在正常生产过程，认真检查转化炉的运行情况，仔细调节火嘴，防止火焰大小不一造成偏烧。尤其火苗不能扑烧炉管，务必使炉膛各点温度均匀，炉管颜色一致，发现问题及时正确处理、汇报。 在正常生产中，为了避免对流段末端发生硫酸露点腐蚀，转化炉的排烟温度不能小于150℃。另外，还要加强转化炉负压操作，防止回火。 转化炉温度控制主要手段： （1）提降整个炉膛温度，即改变瓦斯流量由FC7502完成。
制氢站 1 水电解制氢装置用途------------------------------------------------ 2 2 水电解制氢装置工作原理-------------------------------------------- 2 2.1 水电解制氢原理---------------------------------------------- 2 2.2 氢气干燥工作原理-------------------------------------------- 2 3 FDQG10/3.2-IV 型水电解制氢干燥装置系统详述： ----------------------- 2 3.1 氢气制备及干燥系统------------------------------------------ 2 3.2 除盐水冷却系统---------------------------------------------- 3 3.3 气体分配系统------------------------------------------------ 3 3.4 储气系统---------------------------------------------------- 4 3.5 仪表气系统-------------------------------------------------- 4 3.6 制氢干燥部分主要设备的功能简述-------------------------------- 4 4 制氢干燥系统工作流程---------------------------------------------- 5 4.1 制氢干燥设备作业简介---------------------------------------- 5 4.2 制氢干燥设备加水、补碱简介------------------------------------ 6 4.3 配碱：------------------------------------------------------ 6 4.5 碱液从系统回收至碱箱----------------------------------------- 7 4.6 制氢干燥过程------------------------------------------------ 7 4.7 N 2 置换流程------------------------------------------------ 10 5 FDQG10/3.2-IV 型循环水电解制氢及干燥操作规程 --------------------- 10 5.1 工艺部分开车前准备----------------------------------------- 10 5.2 气动部分开车前的准备---------------------------------------- 12 5.3 开车顺序--------------------------------------------------- 12 5.4 正常操作及维护--------------------------------------------- 14 5.5 正常情况下停车--------------------------------------------- 15 5.6 非正常情况下停车------------------------------------------- 15 6 水电解制氢干燥装置常见故障及排除方法------------------------------ 16 6.1 水电解制氢装置常见故障排除方法------------------------------ 16 6.2 氢气干燥装置常见故障排除方法-------------------------------- 19 7 自控仪表的检修--------------------------------------------------- 20 8 水电解制氢装置安全注意事项--------------------------------------- 20附表一------------------------------------------------------------- 22
甲醇制氢开工方案 开工前准备工作 1、所有消缺项目全部完成，各部门验收合格 2、现场卫生已清理彻底 3、开工物资具备条件 4、各设备备用正常 5、公用工程系统能正常投用 6、电器、仪表正常，联锁校验完成 7、调度中心、设备中心、储运、化验室、保运队伍等单位联系畅通。 8、开工方案审批、技术交底完成 一装置的吹扫及冲洗 1.1 吹扫及冲洗的目的 1.1.1 通过吹扫及冲洗，清除施工过程中进入设备、管道中的焊渣、泥沙等杂物， 以及管道内的油污和铁锈。 1.1.2 对设备和管道中的每对法兰和静密封点进行初步的试漏、试压。 1.1.3 贯通流程，熟悉基本操作，暴露有关问题。 1.2 吹扫介质 1.2.1 对装置的甲醇裂解、PSA、导热油炉管线、辅助管道等系统的主要工艺管道及设备，用氮气进行吹扫。 1.2.2对循环水管道、脱盐水管道、净化压缩空气管道以及非净化压缩空气管道，用各自本身的介质进行冲洗。
1.3 吹扫及冲洗的原则和注意事项 1.3.1 吹扫前要掌握每一条管道的吹扫流程、吹扫介质和注意事项，清楚吹扫介质的给入点和临时给入点、每条管道的排放点和临时排放点。对排污点，要做好遮挡工作，防止将污物吹入设备或后续管道。 1.3.2 引蒸汽吹扫时，要注意防止水击、防止发生烫伤等人身事故。 1.3.3 吹扫的顺序一般是先主管、后支管，分段进行。吹扫前应把调节阀、孔板、流量计拆除，若调节阀没有付线，应装上短节，以利后续管道的吹扫。 1.3.4 各吸附塔应和管路系统一同吹扫，为保证吹扫时不损伤程控阀密封面，PSA部分应采用爆破式吹扫，即在各总管端头加石棉垫，然后向塔内充压缩气直到压缩气体将石棉板冲破为止。应特别注意：吹扫时应把程控阀门取下来，再进行吹扫,以免损伤密封面。 1.3.5 吹扫及冲洗应分段进行。遇到阀门时应在阀门前拆开法兰，并在拆开法兰处插入铁片，以便排出污物。吹扫干净后，再把上法兰，并开大阀门进行后续管道的吹扫。管道上的单向阀如与吹扫、冲洗的流向不符,则要转向。吹扫、冲洗干净后再装好。沿线的各排凝点或放空点也要逐个打开，排出污物，直至把全部管道吹扫干净为止。1.3.6 在吹扫冲洗的过程中，要注意吹扫、冲洗有关跨线和小管道，以保证装置吹扫、冲洗不留死角。 1.3.7 吹扫冲洗过程中应反复憋压几次，但压力不能超过该设备管道的操作压力。在憋压过程中，应检查各静密封点的泄漏情况。如发现泄漏应做好标记和记录，待卸压后处理。
制氢装置开工操作规程 制氢装置开工步骤可分为：装置气密、脱硫系统升温干燥硫化、低变干燥还原、中低压汽包建立液位、转化中变系统升温干燥、蒸汽并网，转化炉配汽配氢还原、脱硫系统切入转化、中变大循环系统、进干气进油、投用PSA系统、向外供氢等步骤。 1 催化剂装填 1.1 反应器固定床催化剂装填 1.1.1 准备工作与条件 （1）相关的系统隔离，防止可燃气体、惰性气体进入反应器 （2）反应器采样分析合格达到进人条件。 （3）反应器及内构件检验合格。 （4）反应器内杂物清理干净。 （5）搭好催化剂、瓷球防雨棚。 （6）按照催化剂的搬运要求将催化剂、瓷球搬运至现场进行合理堆放。 （8）对催化剂的数量及型号进行确认，将相同型号，相同生产批号的催化剂放在一起，并按照装剂的先后顺序摆放好，最好用警示牌加以区分。 （9）装催化剂所用的器具已齐备。 1.1.2 装填技术要求 （1）必须严格按催化剂装填图的要求装填瓷球（柱）和催化剂。 （2）定期测量催化剂料面的高度，核算所装催化剂的数量和装填密度，尽可能使催化剂装填密度接近设计值。 （3）催化剂装填过程中，尽可能相同水平面的密度均匀，防止出现局部过松。 （4）催化剂的自由下落高度小于1.5米以免撞碎催化剂。 （5）在催化剂上站立或行走也会损坏催化剂，要求脚下拥有大的胶合板“雪橇”或在0.3m2的支撑板上工作，尽量减少直接在催化剂上行走。 （6）每层催化剂的料面要水平。 1.1.3 装填注意事项 （1）催化剂搬至现场堆放后，应作好防雨措施。 （2）催化剂装进料斗时要检查，严禁杂物进入反应器。 （3）催化剂装填过程中，车间的质量监督人员若发现操作过程中存在影响装填质量的问题，停止装填操作，待问题处理完毕后方能继续装填。 （4）催化剂搬运过程中，应小心轻放，不能滚动。 （5）在天气潮湿的情况下，只有在装填催化剂时才将催化剂开封，并在装填催化剂的平台上架设帆布棚。 （6）在催化剂装填过程中，对催化剂的型号进行确认，检查催化剂的质量，防止结块的或粉碎的催化剂装进反应器。 （7）在装催化剂期间装剂人员必须做好防尘措施。 （8）准确记录装入每一层催化剂的类型、体积和重量。 （9）装填期间，遇到任何与装填图要求不符的情况要及时通知工程技术人员以决定下一步的装填方法。 （10）在催化剂装填时，所有带入反应器内的工具应在出反应器时核对检查，防止将工
制氢站安全操作规 程 1
制氢站安全操作规程 一、液氨制氢炉操作 1．检查气、电、水各系统是否符合要求。如有问题, 应先排除故障后, 才能进行下步工作。 2．进行触媒活化: 通电使设备升温至650℃, 然后打开放空阀, 并立即打开氨阀, 通入氨气, 此时氢阀关闭, 气体不经过净化系统。等到嗅出氨的刺激性味道不大时, 活化就可停止。 3．接通水源打开氢阀, 关闭放空阀, 可正常送气。 4．停车, 切断电源。先关氨气阀, 再关氢气阀, 最后切断水源。 5．操作过程中, 注意防爆防火。操作者严禁吸烟, 设备周围不准进行明火作业或有可能产生火花的作业。工作人员不得穿有带钉子的鞋。如果需要在氢炉附近动火, 必须事先测定该场所空气中的含氢量不得大于3％, 并经过安技部门同意后才可进行。 6．经常检查设备密封性, 自动温度控制是否灵敏可靠。 7．触媒需更换时的现象: (1)氨分解率降低, 气体刺激性增加; (2)分解氨的火焰颜色由深橘红变黄色; (3)系统阻力的增加, 从压力表读数可判断。
8．更换触煤程序: (1)松开与分解炉并联的各气体进出口、接头, 取出热电偶; (2)把整个设备向一侧倾斜; (3)抽出炉底的挡板, 并取出炉底的石棉板然后把分解炉由下部抽出; (4)将分解炉倒置, 使法兰朝上, 松开紧固螺钉, 移开法兰; (5)把炉内触媒倒出来, 并清洁炉体; (6)装入新鲜触媒约10千克。粘度为7～9毫米的3千克, 9～13毫米的7千克, 分层装入, 并用氨进行检漏试验; (7)将分解炉装入设备并检查设备密封性。 二、电解槽 1．电解槽新装后, 应检查装配质量, 绝缘情况, 电气系统管道等气液系统是否正确。 2．配制电解液要用导管将苛性钠注入气液分离塔, 流至电解槽体, 注意液面至标线内。 3．测量电解槽槽体电解液浓度合格后开车。 4．电解槽最好长期处于低挡使用, 例如, 其中电流、电压及槽温不得超过规定。 5．每班当班人员, 每小时做一次爆鸣试验。 6．调整气液分离器的压力与温度。如发现贮气框压力过大, 氢气管道堵塞, 抽出封瓶中的水。如发现硫酸干燥瓶失效应立即更换。 7．电解槽每年大修一次, 每半年小修一次, 每三个月清洗一次。过滤器每月清洗。每周检测一次电源是否合符规定。必要时作全面检测。如有异常,
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。
制氢站系统 第一章系统描述及装置介绍 1、制氢站概述 制氢站设备由制氢系统、氢压机系统、储氢系统组成，其中制氢系统是HMXT 发生器，采用将直流电通入强碱溶液中电解水，产生氢气及氧气。产生的氢气经氢压机加压后通入储氢系统备用。 2、设备规范 3、工艺流程 3．1、电解液子系统 3．2、给水子系统 3．3、气体控制和调节子系统 碱液回流 碱液回流 3．4、氢气干燥子系统 HMXT干燥器系统包含一对内部装好的调节氢的干燥器。两干燥器经12小时吸附和解吸周期后自动切换。吸附6小时后，在线干燥器切换到离线开始其6小时的再生过程。该干燥器卸压，干燥器内的电阻加热器加热分子筛小球以释放
出吸附的水汽。少量的吹扫产品气用以经排气管驱赶水汽。吹扫气流是由位于干燥器之间的孔板（OR1）来控制的。在解吸后，断开加热元件，在返回到在线之前要让干燥器冷下来。 3．5、冷却水子系统 第二章制氢设备的启停及运行维护 1、制氢设备的初次启动 为了确保发生器初次起动或之后长期停车后的安全运行，应做以下检查试验,以证实经运输或长期停车期后系统是否保持完整。初次起动前需完成的程序列表如下： 1．1、系统压力试验 系统试压是一个诊断性程序，它用于开车前检查系统的完整性。估计气体在操作系统中泄漏的程度和位置可通过简单地断电，观察压力表来判断和用液漏检测器或肥皂水来确定漏点位置。下列的程序需要带压的惰性气源，如氮气。 试压程序如下： 1按电解液排污程序排尽电解液。 2断开发生器背面闷头接口上的氢和氧的排空管线。 3用一个T形接头连同一来源的惰性气到发生器背面的氧和氢的闷头接口上。 4用一个3/16吋（5㎜）的六角板手插到DPR1的顶部，逆时针方向转动打开此阀，当阀杆从最低位上升0。25吋时，此阀开启了。 5 DPR2重复步续4。 6慢慢地输入氮气直到氧压和氢压表两者上升10 Psig。 7关上氮输入阀关闭此系统。
甲醇制氢工艺简介 １前言 氢气在工业上有着广泛的用途。近年来,由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品与农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展,对纯氢需求量急速增加。 对没有方便氢源的地区,如果采用传统的以石油类、天然气或煤为原料造气来分离制氢需庞大投资,“相当于半个合成氨”,只适用于大规模用户。对中小用户电解水可方便制得氢气,但能耗很大,每立方米氢气耗电达～6度,且氢纯度不理想,杂质多,同时规模也受到限制,因此近年来许多原用电解水制氢的厂家纷纷进行技术改造,改用甲醇蒸汽转化制氢新的工艺路线。 西南化工研究设计院研究开发的甲醇蒸汽转化配变压吸附分离制氢技术为中小用户提供了一条经济实用的新工艺路线。第一套600Nm3/h制氢装置于1993年7月在广州金珠江化学有限公司首先投产开车,在得到纯度99、99%氢气同时还得到食品级二氧化碳,该技术属国内首创,取得良好的经济效益。此项目于93年获得化工部优秀设计二等奖、94年获广东省科技进步二等奖。 ２工艺原理及其特点 本工艺以来源方便的甲醇与脱盐水为原料,在220～280℃下,专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢与二氧化碳转化气,其原理如下: 主反应: CH3OH＝CO＋2H2 +90、7 KJ/mol CO＋H2O＝CO2＋H2 -41、2 KJ/mol 总反应: CH3OH＋H2O＝CO2＋3H2 +49、5 KJ/mol 副反应: 2CH3OH＝CH3OCH3＋H2O -24、9 KJ/mol CO＋3H2＝CH4＋H2O -+206、3KJ/mol 上述反应生成的转化气经冷却、冷凝后其组成为 H2 73～74％ CO2 23～24、5％ CO ～1、0％ CH3OH 300ppm H2O 饱与 该转化气很容易用变压吸附等技术分离提取纯氢。 广州金珠江化学有限公司600Nm3/h制氢装置自93年7月投产后,因后续用户双氧水的扩产,于97年4月扩产1000Nm3/h制氢装置投产,后又扩产至1800Nm3/h,于2000年3月投产。本工艺制氢技术给金珠江化学有限公司带来良好的经济效益。 目前国内应用此技术的企业已近百家,通过几年来的运转证明,本工艺技术成熟、操作方便,运转稳定、无污染。 本工艺技术有下列特点: 1、甲醇蒸汽在专用催化剂上裂解与转化一步完成。 2、采用加压操作,产生的转化气不需要进一步加压,即可直接送入变压吸附分离装置,降低了能耗。 3、与电解法相比,电耗下降90%以上,生产成本可下降40～50%,且氢气纯度高。与煤造气相比则显本工艺装置简单,操作方便稳定。煤造气虽然原料费用稍低,但流程长投资大,且污染大,杂质多,需脱硫净化等,对中小规模装置不适用。 4、专用催化剂具有活性高、选择性好、使用温度低,寿命长等特点。 5、采用导热油作为循环供热载体,满足了工艺要求,且投资少,能耗低,降低了操作费用。 ３工艺过程
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、
制氢站设备运行操作规程 1总则 1.1制氢岗位的任务和要求 1.1.1制备纯度、露点合格，数量充足的氢气，为发电机安全经济运行提供条件; 1.1.2熟练地掌握制氢系统设备构造和微机操作技术，正确分析设备异常及故障，并能及时排除; 1.1.3配合做好氢冷发电机气体置换及化验工作，监控发电机氢气露点，督促有关单位保证其经常合格; 1.1.4氢系统及氢区动火时做好微氢测量工作; 1.1.5及时、认真、清楚地填写报表及日志。 1.2系统概况 制氢站选用河北电力设备厂DQ—10/3.2型中压水电解制氢装置两套，供二期4×210MW及三期2×300MW氢冷发电机用。电解过程是在碱性溶液中通以直流电使水电解为氢气和氧气。主要反应为： 水的解离：2H2O→2H++2OH- 阳极：4OH--4e→2H2O+O2↑ 阴极：4H++4e→2H2↑ 设备主要包括整流柜、电解槽、氢分离洗涤器、氧分离器、捕滴器、氢气干燥装置、储氢罐、碱液循环泵、柱塞补水泵、闭式除盐水冷却装置、压缩空气罐等。每套电解制氢装置由微机自动化控制，即人工开机、自动停机及压力、差压、温度的自动调节，同时能够根据氢母管压力自动补氢、氢气干燥装置能够自动切换，事故报警齐全且智能处理。 1.3设备规范 1.3.1 系统参数 制氢装置型号DQ—10/3.2 数量两套 氢气产量10Nm3/h(20℃，0.1013MPa)
氧气产量5Nm3/h 氢、氧分离器液位差≤5mm 氢气纯度≥99.8% 氧气纯度≥99.2% 氢气湿度≤4g/ Nm3/H2 系统工作压力≤3.14Mpa（可在0.8~3.14Mpa之间压力下运行）1.3.2 电解槽 型号DQ-10-DC-00 数量2台 电解小室62个 分电流370A 电解槽额定电压62-72V 电解槽直流电耗 4.8KWh/Nm3 H2 电解槽总电流734A 电解槽工作温度≤90℃ 电解槽工作压力 3.2MPa 电解液26%NaOH或30%KOH 氢气产量10Nm3/h 氧气产量5Nm3/h 设备重量1700Kg 1.3.3 氢分离器 数量2台 容积0.06m3 设计压力 3.34Mpa
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。
制氢装置安全措施及常见事故案例 一、预防措施 1．安全技术措施 （1）减少潜在危险因素 在新工艺、新产品的开发时，尽量避免使用具体危险性的物质、工艺和设备，即尽可能用不燃和难燃的物质代替可燃物质，用无毒和低毒物质代替有毒物质，这样火灾、爆炸、中毒事故将因失去基础而不会发生。这种减少潜在危险因素的方法是预防事故的最根本措施。 （2）降低潜在危险因素的数值 潜在危险因素往往达到一定的程度或强度才能施害。通过一些方法降低它的数值，使之处在安全范围内就能防止事故发生。如作业环境中存在有毒气体，可安装通风设施，降低有毒气体的浓度，使之达到容许值以下，就不会影响人身安全和健康。 （3）联锁 当设备或装置出现危险情况时，以某种方法强制一些元件相互作用，以保证安全操作。例如，当检测仪表显示出工艺参数达到危险值时，与之相连的控制元件就会自动关闭或调节系统，使之处于正常状态或安全停车。目前由于化工、石油化工生产工艺越来越复杂，联锁的应用也越来越多，这是一种很重要的安全防护装置，可有效的防止人的误操作。 （4）隔离操作或远距离操作 由事故致因理论得知，伤亡事故的发生必须是人与施害物相互接触，如果将两者隔离开来或保持一定距离，就会避免人身事故的发生或减弱对人体的危害。例如，对放射性、辐射和噪音等的防护，可以通过提高自动化生产程度，设置隔离屏障，防止人员接触危险有害因素都属于这方面的措施。 （5）设置薄弱环节 在设备或装置上安装薄弱元件，当危险因素达到危险值之前这个地方预先破坏，将能量释放，防止重大破坏事故的发生。例如，在压力容器上安装安全阀或爆破膜，在电气设备上安装保险丝等。 （6）坚固或加强 有时为了提高设备的安全程度，可增加安全系数，加大安全裕度，提高结构的强度，防止因结构破坏而导致事故发生。 （7）封闭 封闭就是将危险物质和危险能量局限在一定范围之内，防止能量逆流，可有效的预防事