甲醇制氢装置带控制点工艺流程图

400Nm3/h甲醇制氢操作规程目录目录 (I)操作规程 (1)一岗位管辖及任务 (1)1.1岗位管辖围 (1)1.2岗位任务： (1)二、工艺说明及流程示意图： (1)2.1工艺说明 (1)2.2流程示意图 (4)三岗位工艺指标： (5)3.1温度指标： (5)3.2流量指标： (5)3.3压力指标:MPa (5)3.4液位: (6)3.5分析指标 (6)四：装置启动初次开车及停车后的再启动 (6)4.1管道的试漏、保压 (6)4.2催化剂的装填 (6)4.3设备、仪表的调校 (9)4.6投料启动 (10)4.7停车后再启动 (10)4.8催化剂的卸出 (12)五正常停车步骤和紧急停车： (12)5.1正常停车 (12)5.2紧急停车 (14)5.3临时停车 (14)六常见故障及处理方法： (14)6.1外界供给条件失常 (14)6.2操作失调 (15)6.3 PLC故障 (16)5.4操作注意事项 (17)七巡回检查制度： (17)八岗位责任制： (17)九设备维护保养制度： (18)十设备润滑管理制度： (19)十一安全注意事项： (19)操作规程一岗位管辖及任务1.1岗位管辖围界区所有管道、设备、阀门、电气及仪表等均属于岗位管辖围。

1.2岗位任务：利用甲醇和水的重整反应制氢，重整气组成为氢气约75%，二氧化碳约25%，还有微量的甲烷，二乙醚的等杂质，之后在通过变压吸附分离提氢，改变变压吸附（PSA）操作条件可生产不同纯度的氢气，氢气纯度最好可达99.999%以上。

二、工艺说明及流程示意图：2.1工艺说明2.1.1重整工段甲醇进入界区后直接进入混配罐中，通过液位控制甲醇进料量，无离子水进入界区后直接进入混配罐中，通过控制液位控制无离子水进料量，两台混配罐一台陪料，一台使用。

混配罐甲醇、水混合液体能维持一个班八小时的工作用量。

混配罐中的混合液经计量泵输送到换热器中。

本工艺现场配备三台计量泵，其中一台输送混合液体，一台给水洗塔输送无离子水，另一台备用，三台泵型号、结构完全相同，开二备一。

甲醇工艺流程本装置是以焦炉气为原料，低压合成甲醇的工业装置。

主工艺路线包括焦炉气气柜、焦炉气粗脱硫、焦炉气精脱硫、纯氧转化、压缩、甲醇合成、甲醇精馏、甲醇罐区等。

工艺流程简述如下：1、气柜、焦炉气压缩首先来自焦化系统压力～7kPa的焦炉气进入脱油脱萘器，除去焦炉气中含的焦油和萘等后送入气柜缓冲后，压力～0.7kPa、温度40℃，进入焦炉气压缩机，经四级压缩压力升至2.3MPa送至精脱硫系统。

2、精脱硫、转化经综合加热炉加热至250℃进入一级加氢预转化器（一开一备）、一级加氢转化器，气体中97％的有机硫在此转化成无机硫，不饱和烃加氢成为饱和烃。

进入中温氧化锌脱硫槽（两开一备），脱去绝大部分的无机硫。

再经二级加氢转化器将残余的有机硫进行转化，最后经过中温氧化锌脱硫槽（两台）把关，使气体中的总硫达到0.1ppm以下。

出氧化锌脱硫槽的气体压力约为 2.3Mpa，温度约为380℃送往转化。

与转化余热锅炉出来的部分饱和蒸汽混合，进入综合加热炉的蒸焦预热段和蒸焦加热段加热至～650℃，然后进入纯氧转化炉上部。

来自空分的氧气温度约为100℃，压力为2.5mpa与余热锅炉过热后420℃蒸汽混合，再进入蒸氧加热段加热～300℃，最后经纯氧转化炉上部中心管烧嘴进入纯氧转化炉内与蒸焦混合气发生燃烧反应，约1400℃的高温气体进入催化剂床层进行烃类的催化蒸汽转化反应，生成主要含CO、CO2、H2的转化气。

纯氧转化炉出来的转化气温度～980℃，经转化余热锅炉产生3.9MPa中压蒸汽回收主要热量，降温至~360℃进入中压锅炉给水加热器回收热量。

然后送至甲醇精馏工序作为甲醇精馏的热源，进一步回收热量后转化气温度降至～120℃，再由脱盐水加热器回收其低位热能，最后由空冷器冷却到40℃以下，经气液分离器进一步分离冷凝液后经常温氧化锌脱硫槽脱除气体中残余的硫，为甲醇合成作最后把关。

出脱硫槽的转化气温度40℃，压力约 2.0Mpa的转化气送往合成气压缩工段。

机械与动力工程学院过程装备与控制工程专业课程设计设计题目：生产能力为800N m³/h甲醇制氢生产装置设计设计人：指导教师：班级：组号：第一组设计时间： 2012年12月24日至2013年1月18日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。

目录前言 (2)设计任务书 (4)第一章甲醇制氢工艺设计 (5)1.1甲醇制氢工艺流程 (5)1.2物料衡算 (5)1.3热量衡算 (6)第二章反应器设计计算 (9)2.1工艺计算 (9)2.2结构设计 (12)2.3.SW6校核 (16)第三章管道设计 (35)3.1管子选型 (35)3.2阀门选型 (39)3.3管道法兰选型 (40)3.4仪表选型 (41)第四章泵的选型 (44)4.1计量泵的选择 (44)4.2离心泵的选型 (45)第五章反应器控制方案设计 (47)5.1被控参数选择 (47)5.2控制参数选择 (47)5.3过程检测仪表的选用 (48)5.4温度控制系统流程图及其控制系统方框图 (48)5.5调节器参数整定 (49)5.6如何实现控制过程的具体说明 (49)第六章技术经济评价 (49)6.1甲醇制氢装置的投资估算 (49)6.2总成本费用估算与分析 (51)6.3财务评价 (52)参考文献： (54)设计任务书一、题目：生产能力为800N m³/h甲醇制氢生产装置。

甲醇制氢工艺流程
甲醇制氢是一种常用的工艺流程，可以用于产生高纯度的氢气。

以下是甲醇制氢的工艺流程：
首先，将甲醇通过加热和蒸发进入甲醇重整器。

甲醇重整器内有一种催化剂，在高温和高压下，催化剂会将甲醇分解为一氧化碳和氢气。

一氧化碳是氢气的主要副产品之一。

然后，将甲醇重整器中产生的氢气和一氧化碳通过热交换器进行冷却，并进一步净化除去残留的杂质。

在热交换器中，氢气和一氧化碳被冷却，以便后续的处理步骤。

冷却后的气体被送入甲醇蒸汽转化器。

在甲醇蒸汽转化器中，一氧化碳在高温和高压下与水蒸汽进行反应，生成二氧化碳和更多的氢气。

该反应通常是一个均衡反应，需要通过适当的温度和压力来促进产氢反应。

从该步骤产生的气体已经相当纯净，但仍然含有少量的二氧化碳。

接下来，通过热交换器进一步冷却气体，并使用压力可变吸附剂装置（PSA）进行气体分离。

在PSA装置中，氢气和二氧
化碳根据其不同的物理特性进行分离。

氢气被收集，而二氧化碳则被释放。

这使得氢气的纯度接近于100% 。

最后，为了进一步提高氢气的纯度，将氢气通过异常压力降下的吸附剂进行处理。

吸附剂可以吸附其他杂质，如水蒸汽和低碳烃。

这样，从该步骤产生的氢气达到工业纯度，可以用于各种应用，如燃料电池和化学工业。

综上所述，甲醇制氢工艺流程主要包括甲醇重整、氢气和一氧化碳冷却、甲醇蒸汽转化、气体分离和吸附剂处理。

这种工艺流程具有高效、可靠的特点，能够产生高纯度的氢气，满足不同应用的需求。

甲醇合成装置工艺流程及关键控制点分析简介一、装置简介：甲醇合成装置是以煤基合成气为原料，生产满足要求的MTO级甲醇产品和氢气产品。

(1)装置能力：a)MTO级甲醇日产量：5500t，小时产量：229.167t（以100%CH3OH 计）。

b)日输出氢气量：15456 Nm3，小时输出量644Nm3，(以99.5% H2计)。

（2）年操作小时：8000小时。

（3）专利技术来源:装置引进英国DPT（Davy Process Technology）公司的工艺包和JMC（Johnson Matthey Catalyst）催化剂。

(4)装置主要由以下几个工艺单元组成：压缩工序、合成工序、精馏工序、氢回收工序、蒸汽冷凝液回收工序、甲醇裂解制氢二、工艺流程简述2.1压缩工序压缩工序合成气压缩机和循环气压缩机。

来自界区（低温甲醇洗）的煤基合成气～30℃、～5.2MPaG，与膜分离来的富氢气混合后，依次进入合成气分离器、合成气压缩机，并在合成气压缩机中增压到～7.8MPaG。

增压后的合成气进入合成气净化预热器，用蒸汽加热并喷入锅炉给水以水解其中的COS，然后进入合成气净化槽，脱除残留的对合成催化剂有毒害的微量组份。

合成气净化槽中装填有净化催化剂。

2.2 合成工序甲醇合成回路由两个串联在一起的蒸汽上升式反应塔组成。

这种串联方式比传统流程在催化剂与设备投资上要更为经济。

甲醇合成塔为径向流反应器，气体通过装填在壳侧的催化剂，发生甲醇合成反应。

反应器内温度由管内上升的蒸汽控制。

副产蒸汽过热后送出界区。

来自合成气压缩机的净化后的合成气分为两股，其中大部分合成气和循环气混合，经过合成回路1号中间换热器加热后，进入1号甲醇合成塔进行甲醇合成反应。

甲醇合成反应在～280℃、～7.46MPaG下，在催化剂的作用下进行，该反应为放热反应。

主要的两个反应如下：CO + 2H2→ CH3OH + QCO2 + 3H2 → CH3OH + H2O + Q反应热副产～2.1MPaG的中压饱和蒸汽，经1号甲醇合成汽包分离后，进入装置内蒸汽总管。

生产能力为2800 m3/h 甲醇制氢生产装置设计、八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 C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--------------------------- 51.1.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--------- 82.1.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--------------------------- 133.1.计量泵的选择--------------------------------- 153.2.离心泵的选型第四章设备布置图设计------------------------ 154.1.管子选型------------------------------------ 174.2.主要管道工艺参数汇总一览表-------------------------- 84.3.各部件的选择及管道图-----------------------------第五章管道布置设计------------------------- 165.1.选择一个单参数自动控制方案-------------------------- 215.2.换热器温度控制系统及方块图课设总结------------------------------- 28摘要本次课程设计是设计生产能力为2800m3/h 甲醇制氢生产装置。

甲醇制氢水系统工艺纯水制水系统工艺流程框架图如下：配备反渗透化学清洗装置 清洗箱 清洗泵清洗精密过滤器 清洗入口制水系统运行参数 1. 产水量制水系统设计总产水量为 500l/h@25℃ 2、水质：制水系统设计电导率：≤10µs/cm@25℃ 制水系统设备 1、原水水箱用于进水缓冲，储存原水，为后续设备用水提供稳定、充足的水源（工程经验证明：在不配备原水水箱下，原水供水管网的供水压力和流量在用水高峰期时波动较原水 原水水箱 原水水泵多介质过滤器活性炭过滤器软化过滤器 保安过滤器一级高压泵一级反渗透中间水箱PH 调节二级高压泵二级反渗透RO 水箱输送泵大，会影响后续设备运行的稳定性）。

水箱上配备液位控制器，通过水箱液位的高低控制进水电磁（动）阀和原水泵的起停，如：当水箱水位较低时进水电磁（动）阀打开自动补水；水箱处于高水位时进水电磁（动）阀自动停止补水；当水箱水位较低时原水泵自动停止工作。

2、原水泵从原水水箱中抽水，用于提升原水供水压力，满足后续处理设备正常运行需要的压力和流量。

原水泵受原水水箱上的液位连锁控制，当原水水箱处于低水位时，原水泵停止输送，避免原水泵在无水状态下工作而损坏。

水泵过流部件材质为SS304，使用电源等级为3×380V AC50Hz。

3、多介质过滤器多介质过滤器设计 1 台，作为预处理的一部分，安装位置位于反渗透装置进水前。

过滤器罐体材质选用玻璃钢制造。

过滤器内装垫层卵石、石英砂、无烟煤等材料。

当水从上流经滤层时，水中部分的固体悬浮物质、胶体等进入上层滤料形成的微小眼孔，受到吸附和机械阻留的作用被滤料的表面层所截留。

同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥作用，就好像在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。

这种过滤作用不仅滤层表面有，而当水进入中间滤层也有这种截留作用，称为渗透过滤作用。

此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些弯弯曲曲的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，将水中的细小颗粒杂质截留下来，从而使水得到进一步的澄清和净化，为后续设备的运行提供了良好的进水条件。

甲醇裂解制氢含甲醇蒸汽转化和变压吸附制氢两部分甲醇、脱盐水混合后经加热汽化、过热后进入转化炉，甲醇、水蒸气在催化剂的作用下，在转化炉中完成甲醇裂解、一氧化碳变换二氧化碳二步化学反应，反应产物经换热、冷却、冷凝和水洗分离，得到含氢73％、含二氧化碳25％的转化气，甲醇单程转化率90％以上，未反应部分循环使用，转化气进入变压吸附，过程为吸附、逐级降压解吸、逐级升压、吸附，循环进行。

吸附塔数越多，氢气回收率越高。

本系统还需要一个导热油加热系统，可根据厂家不同采用不同的加热办法。

本系统为自动控制系统，在操作室内就可操作。

系统所用原料、消耗及动力、消耗情况：（以1000立方米氢气计）甲醇（0.56t）、脱盐水（0.32t）、柴油（加热导热油）（0.125t）、循环水（40t）、仪表空气（100立方米）、电（90kwh）、蒸汽（0.02t）、专用催化剂（0.2kg）、开车用氮气、开车用氢气。

主要设备有：汽化塔、过热器、转化炉、换热器、冷却器、水洗塔、循环液贮罐、甲醇中间罐、脱盐水中间罐、转化气缓冲罐、过滤器、吸附器、氢气缓冲罐、鼓风机、真空泵、进料泵、缓冲气囊、导热油加热炉。

一、氢气的物化性质••1.氢的存在••••氢是自然界分布最广的一种元素。

它在地球上主要以化合态存在于化合物中，如：水、石油、煤、天然气以及各种生物的组成中。

自然界中，水含有11%重量的氢，泥土中约含1.5%，100公里高空主要成分也是氢。

在地球表面大气中很低，约1PPM。

••2.氢气的物化性质••••1）物理参数：••••分子量：2.02；密度：0.08988克/升（0℃，1大气压）；熔点：-259.19℃；沸点：-252.71℃；比热容=14.30焦/度•克；溶解度（毫升/100毫升水）=2.15（0℃），1.95（10℃），1.85（20℃），1.75（25℃），1.70（30℃），1.64（40℃），1.61（50℃），1.60（60℃）；溶于乙醇：6.925毫升/100毫升。

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。

目录1．设计任务书 (3)2．甲醇制氢工艺设计 (4)2.1甲醇制氢工艺流程 (4)2.2物料衡算 (4)2.3热量衡算 (6)3．反应器设计 (9)3.1工艺计算 (9)3.2结构设计 (13)4．管道设计………………………………………....…5．自控设计………………………………………....…6．技术经济评价、环境评价………………………7．结束语………………………………………....……8．致谢………………………………………....………9．参考文献………………………………………....…附录：1.反应器装配图，零件图2.管道平面布置图3.设备平面布置图4.管道仪表流程图5.管道空视图6.单参数控制方案图1、设计任务书2、甲醇制氢工艺设计2.1甲醇制氢工艺流程甲醇制氢的物料流程如图1－2。