炼厂干气制氢工艺流程介绍

制氢装置工艺流程制氢装置是一种用于生产氢气的设备，通常用于工业生产中。

氢气是一种重要的工业原料，广泛应用于化工、石油、冶金等行业。

制氢装置的工艺流程通常包括原料准备、氢气生产、氢气纯化和氢气储存等步骤。

下面将详细介绍制氢装置的工艺流程。

1. 原料准备制氢装置的原料通常是水或天然气。

如果使用水作为原料，首先需要将水进行预处理，去除其中的杂质和溶解气体。

如果使用天然气作为原料，首先需要将天然气进行脱硫和脱水处理，以确保原料气体的纯度和稳定性。

2. 氢气生产氢气生产通常采用蒸汽重整、部分氧化、水煤气变换等工艺。

其中，蒸汽重整是最常用的生产氢气的方法。

在蒸汽重整工艺中，将预处理后的原料与蒸汽混合，然后通过催化剂在高温高压下进行反应，生成氢气和二氧化碳。

这是一种高效的氢气生产方法，能够获得高纯度的氢气。

3. 氢气纯化生产出的氢气中通常还会含有少量的杂质气体，如二氧化碳、一氧化碳等。

为了提高氢气的纯度，需要对氢气进行纯化处理。

氢气纯化通常采用吸附剂吸附、膜分离、压力摩擦等方法，将杂质气体从氢气中分离出来，从而获得高纯度的氢气。

4. 氢气储存生产出的高纯度氢气需要进行储存，以备后续使用。

氢气储存通常采用压缩氢气储罐或液态氢储罐。

压缩氢气储罐适用于小规模的氢气储存，液态氢储罐适用于大规模的氢气储存。

在储存过程中，需要注意氢气的安全性和稳定性，避免发生泄漏和爆炸等意外情况。

以上就是制氢装置的工艺流程。

通过原料准备、氢气生产、氢气纯化和氢气储存等步骤，可以高效地生产出高纯度的氢气，满足工业生产中对氢气的需求。

制氢装置的工艺流程在实际应用中需要严格控制各个环节的操作参数，确保氢气的质量和生产效率。

同时，也需要重视氢气的安全性，采取有效的安全措施，确保生产过程中不发生意外事故。

制氢装置的工艺流程在工业生产中发挥着重要作用，为各行业提供了稳定可靠的氢气供应。

10000Nm3/h制氢装置一、概述********有限公司焦化装置配套建设60万吨/年加氢装置，因此需要配套建设制氢装置以供给加氢装置工业新氢。

（一）装置组成本装置由造气和中变气PSA两个单元组成。

投资约4654万元。

（二）装置规模根据全厂总流程安排，新建制氢装置的公称规模为10000Nm3/h工业氢。

装置年操作时数8000小时。

（三）工艺技术路线造气单元的工艺技术方案采用轻烃蒸汽转化技术；中变气PSA单元工艺方案采用变压吸附（PSA）净化技术。

造气单元主要包括：原料气压缩、脱硫、蒸汽转化和一氧化碳变换等。

（四）主要设备概况见表4-3-1。

表4-3-1主要设备概况表注:以上台数不含压缩机组配套设备。

（五）占地面积装置占地4620m2。

（六）装置定员本装置按四班三倒，共计16人，其中班长4人，操作人员12人。

二、原料及产品性质（一）原料性质焦化干气的规格进装置温度：40℃进装置压力：0.6MPa(G)。

表4-3-2原料性质表（二）产品方案产品-工业氢规格出装置温度：40℃出装置压力：2.0MPa(G)表4-3-3产品组成表三、装置物料平衡表4-3-3物料平衡表四、工艺技术方案（一）工艺方案选择以轻烃为原料制取工业氢，国内外均认为蒸汽转化法为最佳方案。

大型合成氨厂以及炼油厂的制氢装置，其造气工艺大多为水蒸气转化法。

该工艺技术具有投资省、能耗低、操作可靠性、灵活性高等优点，经过多年的生产实践，目前已积累了许多成功的工程设计及操作经验。

因此制氢装置造气单元拟采用蒸汽转化技术。

国内外蒸汽转化制氢装置的净化工艺主要可分为两种流程，即化学净化法（常规净化法）和变压吸附净化法（PSA净化法）。

两种流程在国内均已有成功的操作经验，两种净化方法的选择主要取决于原料和燃料价格及技术经济比较结果。

由于造气单元采用价格较低而且产氢量高的焦化干气为原料，因此采用PSA净化法的氢气成本要比采用化学净化法的氢气成本低。

而且采用PSA净化法制氢装置还具有流程简单，便于生产管理，产品氢纯度高（PSA净化法生产的工业氢纯度大于99.99%）等特点，有利于减少加氢装置的投资和消耗。

第一章概述1.1主题内容本规程介绍了焦化干气(轻油)制氢装置的工艺原理、工艺流程、化工原材料及耗量指标、装置开停工操作法、岗位操作法、主要仪表及性能、事故及处理、安全环保规程等。

1.2适用范围本规程适用于焦化干气(轻油)制氢装置操作及相关管理依据。

1.3引用标准Q/JSH G1102.01-2003《工艺技术操作规程管理标准》1.4工艺原理概述焦化脱后干气经碱、水洗使气体中硫含量≤300 ug/g后与氢气（开工时用系统氢气，开工正常后用自产氢气）混合（混合比例为干气中氢浓度不低于10%），经干气压缩机升压至2.7Mpa(g)，经开工加热炉加热至180～280℃（视反-101床层温升情况而定）进入绝热加氢反应器（催化剂：JT-4/JT-1G）进行烯烃饱和和有机硫转化，将原料气中烯烃含量降至1.0%（V）以下，进入ZnO反应器（脱硫剂：T-305；脱氯剂JX-5A）进行脱硫脱氯，将原料气中硫含量、氯含量均降至0.5 ug/g以下。

脱硫脱氯后的原料气与水蒸气按水碳比（mol/mol）不低于5：1进行混合，将原料预热至500℃后进入转化工序。

原料气与水蒸气混合物在转化催化剂（Z417/418，T:800℃，P:2.0MPa）的作用下发生转化反应，生成H2、CO、CO２及部分残余CH4的转化气，经中压蒸汽发生器换热产生2.5MPa水蒸汽,温度降至360℃后进入中温变换工序。

转化气中的CO在中变催化剂（催化剂B110-2，T≯440℃，P:1.8MPa）的作用下与水蒸汽发生变换反应生成H2、CO2，将中变气中的CO降至3.0%（V）以下，再在低变催化剂（催化剂B202, T≯230℃，P:1.6MPa）的作用下发生同上反应，将低变气中的CO降至0.3%（V）以内，低变气经过一系列的换热分水后进入脱碳工序。

在脱碳塔内，低变气先与再生度较差的脱碳半贫液逆向接触，脱去大部分CO2，然后再与再生度较好的贫液接触将CO2含量降至1.0%（V）以下进入甲烷化工序。

石油焦制氢的工艺流程
1.原料准备：石油焦作为原料需要进行破碎、筛分等处理，以确保其粒径符合反应器要求。

2. 焦炉干燥：将石油焦送入炉内，在高温下进行干燥处理，以去除水分和其他杂质。

3. 焦炉加热：将干燥后的石油焦送入焦炉内，加热至高温，使其产生热解反应，产生大量的氢气。

4. 氢气分离：将产生的氢气经过分离处理，使其纯度达到要求，用于后续的应用。

5. 余热回收：在石油焦制氢过程中，产生了大量的余热，可以通过余热回收装置进行回收利用，提高能源利用效率。

总体来说，石油焦制氢的工艺流程比较简单，但是需要严格控制各个环节的参数，以保证氢气的质量和产量。

同时，还需要考虑能源的利用效率和环保问题，采取合理的措施进行能源回收和污染治理。

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干气制氢1.工艺原理以催化干气为原料（轻石脑油为临时备用原料），采用加氢技术将原料中的烯烃饱和为烷烃，并将有机硫、有机氯等杂质转化为无机硫、无机氯，再通过脱氯、脱硫反应器脱除HCl和H2S，使精制后的气体硫含量小于0.5ppm，氯含量小于1ppm，烯烃含量小于0.1%(v)。

精制后的原料采用水蒸汽转化工艺将烃类转化为H2、CO、CO2，转化气中的CO采用中温变换，使其反应生成H2和CO2，变换气中的残余CO、CO2和CH4等杂质，采用变压吸附(PSA)的净化技术进行清除，从而得到纯度为99.9%(v)、CO＋CO2＜20ppm的产品氢气1.1干气（轻烃）蒸汽转化法制氢过程分为原料的净化，烃蒸汽转化，CO中温变换等工艺。

1.1.1原料净化时原料气在一定的温度、氢气压力和空速条件下，借助加氢催化剂作用，把原料气中硫化物、氯化物脱出，使原料气含硫流量降至0.2ppm，含氯量降直1ppm，以保护好后续催化剂的正常运行。

1.1.2当烃类蒸汽转化的精制原料气在一定压力、温度、空速、水碳比和催化剂作用下，烃和蒸汽进行反应，转化成气体氢和一氧化碳，同时伴生CO2和少量的残余CH4。

1.1.3转化气进行中温变换在一定的温、压力、空速、水气比和催化剂作用下，将CO与水反应生成氢气和CO2。

2.制氢的化学反应机理2.1原料烃中的硫化物以多种形态存在，一般分为无机硫化物和有机硫化物，有机硫化物不能在氧化锌脱硫剂上直接反应被脱除，必须经加氢生成无机硫化物方可被氧化锌脱硫及吸附脱除，有机硫化物在原料中一般由硫醇、硫醚、二硫化物和环状硫化物等，原料气中的硫化物绝大部分是有机硫化物。

加氢过程同样是有机氯转变为无机氯，采用高活性的金属氧化物为活性组分，脱氯剂与氯化氢反应，被固定载体上，达到脱出氯化物目的。

硫醇加氢：R-SH+H2=RH+H2S硫醚加氢：R-S-R’+H2=RH+R’H+H2S噻吩加氢：C4H4S+4H4=C4H10+H2S二硫化碳加氢：CS2+H2=CH4+H2S氧化锌脱硫：H2S+ZnS+H2O2.2烃类的蒸汽转化是将烃类与蒸汽转化为H2和CO少量残余CH4CH4+H2O=CO+H2CO+H2O=CO2+H22.3 CO中温变换是将转化气中的CO与水蒸气继续反应生成CO2和氢气。

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）。

氢气作为石化工业一种改善产品质量的重要原料，随着石化工业“环境友好”战略的实施及市场对油品质量要求的不断提高加氢工业得到越来越广泛的应用，氢气需求量随之增加。

目前，各种矿物质制氢是主要的制氢方法，包括以煤、石油和天然气为原料的制氢技术。

国内外制氢装置大多采用烃类水蒸气重整工艺，所用原料大多为天然气、石脑油等。

近年来，由于对轻油需求增加，石脑油等轻油价格上涨幅度很高，以石脑油为原料的制氢装置成本增高。

因此，用廉价的炼厂排气部分或全部取代石脑油以制取氢气，既可降低制氢成本，也是合理利用炼厂气行之有效的途径之一。

1炼厂气制氢方法炼厂气的主要来源有：常减压装置的不凝气、催化裂化装置干气、重整装置干气、以及焦化干气。

由于炼厂气来源复杂，成分也各不相同。

对于氢气含量较高的炼厂排气，如加氢脱烷基废气、催化重整废气、加氢脱硫废气、催化裂化废气和加氢处理废气等（上述气体组成见表１），可以采用冷冻法、膜分离法、变压吸附工艺将其中的氢气直接分离回收。

有些炼厂气还可以直接用作制氢装置的原料，但并非所有的炼厂气都可直接用于制氢装置作原料。

这是因为，某些烯烃含量高的炼厂气，如果不除去烯烃或不饱和成烷烃，必然使转化催化剂严重结碳。

如果直接通过加氢反应器将烯烃转化为烷烃，则又会由于剧烈的反应热使加氢反应器严重超温，使制氢装置无法生产。

因此加氢裂化干气由于没有烯烃是理想的制氢原料，焦化干气在经过脱硫和加氢饱和处理后也可作制氢原料。

而对于催化、重催干气由于烯烃含量高，而且含氧，做制氢原料难度极大。

2.1直接回收法氢气含量相对较高的炼油厂废气有：加氢脱烷基废气、催化重整废气、加氢脱硫废气、催化裂化废气和加氢处理废气，这些废气的组成见表1\[1]。

适用直接回收法的炼厂气含氢量典型的为50～90%，极少数低至10%。

通常采用以下三种工艺来回收炼厂气中的氢气：变压吸附法（PSA）：变压吸附工艺（PSA）是一种不需要热量就可脱出产品中化合物的方法。

炼厂干气作为制氢原料的技术探讨与工业应用彭成华（北京海顺德钛催化剂有限公司北京100176）摘要：对炼厂干气作为制氢装置原料的可行性进行了分析，针对焦化干气和催化干气作为制氢原料中存在有机硫和烯烃等问题提出了不同加氢处理工艺以及与此相配套的低温性能良好的加氢催化剂。

工业运转数据表明，北京海顺德钛催化剂有限公司研发的新一代加氢催化剂T205A-1/T205，具有初活性温度低、烯烃饱和性能好、抗结炭性能好等优点，可以很好的处理焦化干气和/或催化干气，使之满足水蒸气转化催化剂对原料的要求。

关键词：制氢原料炼厂干气加氢精制工业应用1.前言随着世界石油资源重质化、劣质化趋势的加剧以及各项环保法规的日益严格，加氢技术在原油二次加工过程中的应用日益广泛，相应的氢气需求也迅速增加。

而在加氢装置的加工成本中，氢气成本约占50%，因此降低加氢成本，提供更多廉价的氢气已经成为发展加氢技术，提高炼油企业综合经济效益的关键。

目前，蒸汽转化制氢工艺由于其技术可靠、流程简单、投资低廉、操作简便，而在制氢装置中占主导地位。

对此工艺来讲，原料消耗在制氢成本中占有很大比例，因此如何选用合适的原料以降低氢气生产成本，成了制氢装置首要考虑的问题。

本文探讨了炼油企业中常常作为燃料用的低廉的炼厂干气作为制氢原料的可行性，并列举了相应的工业运转实例。

2.炼厂干气作为制氢原料的技术探讨2.1炼厂干气性质比较与分析炼厂干气是指原油加工过程中副产的各种尾气，包括催化裂化干气、焦化干气、催化重整气、热裂解气、高压加氢裂化尾气等。

各种炼厂干气的组成变化较大，表1列出了炼厂干气的典型性质。

从表1数据可以看出，加氢裂化干气、加氢精制干气和重整干气基本不含有机硫和烯烃，经过湿法脱硫后硫化氢的含量一般也小于20μg·g-1，是制氢的良好原料。

焦化干气和催化裂化干气中烯烃和有机硫的含量较高，必须经过加氢处理，降低烯烃和硫含量，才能作为制氢装置的原料。