甲醇制氢装置工艺流程

（４）２００５年１２月１９日，转化炉转化管进出口压差达到０．４ＭＰａ，是正常生产操作时的２倍，造成阻力太大，系统停产。分析原因是由于锅炉给水泵出口管回路上阀门异常，导致废热锅炉内液位过高、二次仪表显示失灵，而操作工又判断失误，导致带水蒸气进入转化催化剂床层，而此时的转化催化剂床层温度在６３０～７８０℃之间，低温水汽和高温催化剂接触，发生剧烈的热传递，使相当数量的上层转化催化剂崩裂粉碎，系统阻力上升。天然气制氢技术在氯碱行业尚属新型技术，需要不断地学习和熟悉。（５）自２００５年１１月１８日制氢装置开车成功至今，生产工艺设备运行良好，各项工艺控制、经济运行指标和Ｈ２纯度持续稳定。具体数据见表１。

收稿日期：２００７－０８－０６表１天然气制氢装置运行情况指标名称数值指标名称数值出转化炉的转化气温度／℃７５０￣８３０工艺原料天然气流量／（ｍ３・ｈ－１）＜２３０辐射段下部烟气温度／℃￣１１００原料天然气消耗／（ｍ３・ｍ－３）０．５入界区天然气压力／ＭＰａ１．８～２．４Ｈ２体积分数／％≥９９．９下部炉膛负压／Ｐａ－４９～－５９Ｈ２输出压力／ＭＰａ≥０．６水汽比３．５∶１．０Ｈ２输出温度／℃≤４０１引进甲醇制氢工序的意义中泰化学股份有限公司新成立的华泰重化工工业园第一期为１０万ｔ烧碱，１２万ｔ聚氯乙烯项目，此项目采用电解盐水生产烧碱，并副产氢气和氯气。利用副产的氢气和氯气合成氯化氢，与乙炔合成转化为氯乙烯，经聚合、干燥，生产出聚氯乙烯成品。合成氯化氢后，多余的氯气必须要液化制成液氯或制成氯产品才能平衡。液化氯气因其生产和贮运的不安全性，不应做为最佳的选择，制成氯产品来平衡氯气为最优方案。在１２万ｔ烧碱、１２万ｔ聚氯乙烯装置中需５４０ｍ３／ｈ的氢气，才能平衡多余的氯气。为此，引进６００ｍ３／ｈ的甲醇制氢工序合成的氯化氢可增产聚氯乙烯８６２４．２ｔ／ｄ。甲醇制氢装置的应用高树斌，唐湘军，朱政，苏力探（新疆中泰化学股份有限公司，新疆乌鲁木齐８３０００９）摘要：为了平衡烧碱生产过程富余的氯气，引进了甲醇制氢装置。运行情况表明，该装置通过造气、提纯等过程提供了合格的氢气，增加了ＰＶＣ产量，提高了经济效益。关键词：制氢；烧碱；ＰＶＣ；造气；变压吸附中图分类号：ＴＱ１１６．２＋５文献标识码：Ｂ文章编号：１００９－１７８５（２００７）０９－００４２－０３

liyuanhuiddd@

设计类型：过程装备与控制工程专业课程设计

设计题目：生产能力为700 m³/h 甲醇制氢生产装置设计

设计人：

指导教师：

班级：

学号：

设计完成时间：2003年1月10日星期五

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。

目录

前言. 2

目录. 3

摘要. 3

设计任务书. 4

第一章工艺设计. 5

第二章设备设计计算和选型——换热设备. 8

第三章机器选型. 13

第四章 设备布置图设计. 15

第五章管道布置设计. 16

第六章 自动控制方案设计. 21

第七章工程项目的经济评价. 24

结束语：. 28

致谢：. 29

参考文献：. 30

甲醇裂解装置操作

规程

目 录

1.原料及转化的规格2. 工艺2.1.反应原理2.2.工艺过程及化学反应原理2.3化学反应原理2．4.工艺流程叙述3.主要控制指标3.1.原料汽化过热3.2.转化反应3.3.转化气指标4．操作程序4.1 开车前的准备工作4.2 汽化过热器开车4.3 .转化器开车的条件：5．开车5．1初次开车前的准备工作6．停车和停车后再启动6．1正常停车6．2紧急停车6．3临时停车6．4长期停车6．5停车后再启动7．安全技术7．1．氢气的性质7．2．装置的安全设施7．3．氢气系统运行安全要点7．4．消防7.5生产基本注意事项正 文

1.原料及转化的规格

1.1原料规格甲醇：符合GB338—2004标准一等品要求。严禁含乙醇、氯离子、硫离子、烃类。脱盐水：C1﹣≤3ppm，电导率≤20u s／cm，90℃以下稳定，对碳钢、不锈钢无腐蚀。1.2转化气规格组成：H2 73~74.5％ CO2 23~24.5％ CO ≤1.0％ CH3OH ≤200ppm H2O 饱和 压力： 1.4~1.6Mpa－G

温度： ≤40℃

2. 工艺

2.1.反应原理

甲醇和水按一定配比经加压、汽化过热，其混合蒸汽在催化剂作用下发生催化裂解和转化反应。 CH3OH -----------CO+2H2－90.7 kJ／mo1 CO＋H2O----------CO2＋H2＋41.2 KJ／mol CH3OH＋H2O＝CO2＋3H2－49.5KJ／mol

2.2.工艺过程及化学反应原理

2.2.1工艺过程甲醇催化转化制气工艺过程包括：原料汽化、催化转化反应、转化气冷却冷凝以及洗涤净化等。2.2.2原料汽化原料汽化是指，将甲醇和脱盐水按规定比例混合，用泵加送入系统进行预热、汽化过热至转化温度的过程。完成此过程需：原料液罐（F102）、甲醇高位槽（F101）、原料液计量泵（J101A、B）、换热器（C102）、汽化过热器（C101）等设备及其配套仪表和阀门。该工序目的是为催化转化反应提供的原料配比、温度、压力等条件。2.2.3.催化转化反应在规定温度和压力下，原料混合气在转化器（D101）中，同时完成催化裂解和催化转化两个反应，得到主要含有氢气和二氧化碳的转化气。2.2.4.转化气冷却冷凝将转化器下部出来的高温转化气经冷却、冷凝降到常温。完成该过程的设备有：换热器（C102）、冷凝器（C103）两台设备及其配套仪表和阀门。该工序目的是降低转化气温度，将未反应的甲醇、水冷凝下来。2.2.5转化气气液分离经冷却冷凝后的低温转化气，再经气液分离及冷干后分离出液体。完成该过程的设备有：气液分离罐（F103）、冷干机（L101）等设备及其配套仪表和阀门。该工序目的是将转化气中未反应完的甲醇和水分离后送PSA工段。回收的水溶液 循环使用。

1 1800Nm3/h甲醇制氢装置设计依据

甲醇蒸汽转化制氢和二氧化碳技术

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、林业品和农业品加氢、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 ２ 工艺原理及其特点

本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料，在220～280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气，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％