甲醇制氢装置
常
见
故
障
及
原
因
分
析
甲醇裂解部分
故障1：甲醇裂解部分起压慢或起不了压。
主要原因：
1 导热油温度低。
2 导热油循环量少。
3 催化剂严重架桥或反应器中有空管。
4 换热器严重泄漏。
5 催化剂失活。
6 进料量太少。
7 汽化器出口安全阀泄漏。
8 转化器进口旁路阀泄漏。
9 转化气放空阀泄漏。
10 与转化气放空阀并联的安全阀泄漏。
11 转化器或汽化器严重堵塞，使换热面积严重减少。12转化器或汽化器严重结垢，使传热效率严重降低。
13 原料液浓度低。
14 气体从循环罐泄漏。
15 冷却器严重泄漏。
故障2：汽化器液位高。
主要原因：
1 汽化器液位计上下阀门未打开。
2 汽化器液位计下阀门堵塞。
3 系统压力高。
4 汽化器换热面积小。
5 汽化器严重结垢传热效率严重降低。
6 导热油温低或循环量小。
7 导热油循环量小。
8 进料量大。
故障3：安全阀频繁动作。
主要原因：
1 安全阀整定压力偏低。
2 进料量时大时少。
3 导热油温度波动太大。
4 系统操作压力设定偏高。
故障4：安全阀泄漏。
主要原因：
1 安全阀动作后回座不到位。
2 安全阀阀芯被杂质卡住。
故障5：循环液罐液位失制。
主要原因：
1 调节阀前后及旁路阀开头状态不正确。
2 调节阀控制状态不正确。
3 调节阀零位不正确。
4 仪表信号问题(输入输出不正确或没有信号)。
5 调节阀无仪表空气。
6 调节阀阀芯被杂质卡住。
7 净化塔液位计上下阀门未打开。
8 净化塔液位计下阀门堵塞。
9 管道或阀门被冻结。
10 电脑程序问题。
故障6：转化气中CO偏高，如大于1%或更高。
主要原因：
1 原料液浓度高(>64%)。
2 导热油温度过高。
3 分析问题。
故障7：转化气中水份过高。
主要原因：
1 循环冷却进水温度过高。
2 循环冷却水量过小或没有循环冷却水。
3 冷却器结垢，换热效率低。
4 设备换热面积低。
5 气液分离罐液位控制出问题使气液分离罐中液体过多。故障8：循环液罐中杂质增加，水质变差。
主要原因：
1 原料水质量有问题。
2 原料甲醇质量有问题。
3 冷却器泄漏，循环冷却水漏进了系统。
故障9：循环液带油。
主要原因：
1 汽化器漏油。
2 转化器漏油。
3 若是新装置可能是设备未清洗干净或未进行脱脂处理。故障10：冷凝液甲醇浓度高。
主要原因：
1 导热油温度低。
2 催化剂失活。
3 原料水和甲醇质量问题。
4 转化器设备问题，如反应管过大，高径比不适合或管外结垢等。
5 原料浓度过高。
6 进料量大，严重超负荷运行。
7催化剂严重架桥或反应器中有空管。
8 分析问题。
故障11：反应器进出口压差增加。
主要原因：
1 催化剂升降温过快。
2 催化剂升降压过快。
3 催化剂泡液。
4 停车后未置换反应器。
5 超负荷运行。
故障12：转化气中甲烷增加。
主要原因：
1 导热油温度高。
2 从原料或设备中带进了铁，钴，镍或二氧化硅。
故障13：汽化器出口安全阀动作。
主要原因：
1 进料量突然增大。
2 仪表空气停止。
3 导热油温度突然升高。
4 变压吸附总进料阀未开。
5 变压吸附停后，甲裂部分未停。
故障14：导热进口温度高，出口温度低。
主要原因：
1 温度指示不准。
2 循环量少，循环系统问题。
3 循环系统阀门开度不够。
4循环系统管路或设备有堵塞现象。
故障15：催化剂还原过程收水少。
主要原因：
1 冷却器前的管路或设备有较大漏点。
2 管路和设备积水。
3 气袋积水。
4 水随还原尾气放空带走。
故障16：催化剂还原过程收水多。
主要原因：
1 冷凝器泄漏。
2 系统原有的水未排尽。
故障17：催化剂还原过程末期，进出口氢浓度相等，但还能收水。
主要原因：
冷凝器泄漏。
故障18：催化剂还原过程中罗茨风机频繁停止。
主要原因：
1 出口管径小。
2 风机旁路阀开度不够。
3 循环系统有阀门开度不够。
4 电路问题。
故障18：罗茨风机漏气或漏油。
主要原因：
1 风机油封老化。
故障19：卸催化剂时出现燃烧。
主要原因：
1 催化剂钝化不完全。
2 卸催化剂时系统温度过高。
3 脚手架为可燃材料。
故障20：导热油煮油时高位有油喷射。
主要原因：
1 升温过快。
2 导热中水份和低沸点组份多。
故障21：新旧催化剂混装后产不了气或产气量太小。
主要原因：
1 部分管子装旧催化剂，部分管子装新催化剂。且旧催化剂所占比例不小(>20%)。
2 新催化剂装上面，旧催化剂新下面。
3 旧催化剂粉化多，强度严重不够。
变压吸附部分
故障1：变压吸附压力上不去或产气量低。
主要原因：
1 系统总压力调节阀关不死。
2 与调节阀并联的阀门及产品气放空阀漏。
3 吸附时间过短。
4 同“甲醇裂解部分起压慢或起不了压”。
5 流量计不准。
6 氢气缓冲罐底部阀门关不死。
故障2：逆放气放不走。
主要原因：
1 逆放总阀未打开。
2 逆放管结冻。
3 逆放程控阀未打开。
4 放空总管上的阻火器结冻。
故障3：CO，CO2同时超标。
主要原因：
1 吸附时间过长。
2 投料量加大后未缩短吸附时间。
3 吸附压力过低。
4 顺放开度过大或过小。
故障3：CO超标，CO2正常。
主要原因：
1 吸附时间过长。
2 投料量加大后未缩短吸附时间。
3 吸附压力过低。
4 顺放开度过大或过小。
5 原料浓度过大(>64%)。
故障4：从一个吸附塔截换到另一个吸附塔时系统压力下掉。主要原因：
1 系统压力调节阀关不死。
2 终充阀开度过大或过小。
3 有程控阀关不死。
故障6：逆放气体为黑色。
主要原因：
吸附塔粉状活性炭被随气体流出。
故障7：放空管手孔处发现活性炭和氧化铝球。
主要原因：
吸附底部筛网破坏，活性炭和氧化铝球被逆放气带出。
故障8：顺放压差过大或过小。
主要原因：
顺放阀开度过大或过小。
故障9：终充不到位。
主要原因：
终充开度偏小。
故障10：程控阀动作有问题。
主要原因：
1 无仪表空气。
2 阀芯有杂质。
3 阀杆偏心。
4 气缸钢头偏心。
5 相应电磁阀线圈断。
6 快排阀故障（如堵塞漏气）。
7 二位三通或二位五通故障（如堵塞漏气）。
8 中间继电器故障。
9 相应保险丝断。
10 DI模块故障。
11 DO模块故障。
12 程序问题。
故障11：调节阀故障。
主要原因：
1 取样信号问题。
2 输出信号问题。
3 AI模块问题。
4 AO模块问题。
5 现场阀门定位器故障。
6 无仪表空气。
7 阀芯有杂质。
8 阀杆偏心。
10 程序问题。
故障12：远传温度指示不准。
主要原因：
1 现场仪表自身故障。
2 现场仪表接线问题（如接错或虚接）。
3 温度计套管内有水。
4 AI模块问题。
5 程序问题。
氢气广泛用于钢铁、冶金、化工、医药、轻工、建材、电子等多种工业部门。由于原料来源的不同、氢气纯度要求不同，制氢装置的投资规模及氢气生产成本相差很大。工业上制氢常用煤焦造气法、烃类蒸汽转化法、电解水法等。在没有富氢原料气的场合下，甲醇裂解制氢是最佳的技术选择，它具有投资低、无污染、成本低的优点。是中小型规模制氢的最佳方法，具有较强的市场竞争能力。本公司开发的甲醇水蒸汽转化-PSA 制氢技术先进，质量稳定可靠，生产成本低，氢气纯度:≥99.9%～99.999%。 一、甲醇转化-PSA制氢技术工艺流程 甲醇水蒸汽转化-PSA制氢是甲醇水蒸汽在TCJ-1催化剂床层转化成主要含二氧化碳和氢气的转化气，转化气再经变压吸附技术提纯得到纯度为99～99.999%的产品氢气的工艺技术。反应式如下：CH3OH → CO+2H2－90.7 KJ/mol (1 CO+H2O → CO2+H2＋41.2 KJ/mol (2 总反应式为：CH3OH+ H2O → CO2+3H2－49.5 KJ/mol : 工艺流程图如下 甲醇转化-PSA制氢工艺流程图 工艺流程简述：水甲醇经预热、汽化、过热、在专用催化剂上转化反应并冷却吸收等过程后，得到的含～24%CO2和～75%的H2的转化气，送入变压吸附装置提纯，分离得到纯度为99.9～99.999%的H2。 二、公司的工艺技术特点： 该生产工艺是由本公司的多名研究人员最早开发并率先实现工业化，经多年的生产实践和改进，工艺技术已得到完善，本工艺技术有如下特点： 1.甲醇水蒸汽在专用催化剂直接转化生成CO2和H2；利用转化反应自身加压特点直接送入变压吸附分离装置，节约因压缩而消耗的电能； 2.专用催化剂具有活性高、选择性好、寿命长等特点； 3.反应温度低，能量损失小；工艺过程充分考虑系统能量的回收利用，整体运转能耗费用低； 4.产品H2纯度高，可根据下游用户需要调整产品H2（99.0～99.999%）纯度；% L 5.专用吸附剂性能优良。在强度、寿命、动态吸附量、分离效率等各方面性能达到国内先进水平； 6.专用程序控制阀采用防冲刷、阀杆密封自补偿型的气动专用程序控制阀，具有密封性好、外泄漏量极小、使用寿命长等特点； 7.装置采用微机控制，具有自动化程度高、技术先进、运行可靠、操作方便等特点。 8.采用导热油循环供热，既满足了工艺要求，且投资少，能耗低，降低了操作费用。 9.装副产尾气可回收CO2，用作食品添加剂、烟丝膨化剂、焊接保护气等。 三、TCJ-1催化剂的性能特点： TCJ-1催化剂是一种以铜为主的复合氧化物组成的新型催化剂，催化剂活性高，甲醇单程转化率在＞90%，催化剂选择性好，转化气中一氧化碳含量低；催化剂性能稳定；催化剂使用寿命二年以上。 1
制氢技术综述&制氢技术路线选择 一、工业制氢技术综述 1.工业制氢方案 工业制氢方案很多，主要有以下几类： （1）化石燃料制氢：天然气制氢、煤炭制氢等。 （2）富氢气体制氢：合成氨生产尾气制氢、炼油厂回收富氢气体制氢、氯碱厂回收副产氢制氢、焦炉煤气中氢的回收利用等。 （3）甲醇制氢：甲醇分解制氢、甲醇水蒸汽重整制氢、甲醇部分氧化制氢、甲醇转化制氢。 （4）水解制氢：电解水、碱性电解、聚合电解质薄膜电解、高温电解、光电 解、生物光解、热化学水解。 （5）生物质制氢。 （6）生物制氢。 2.工业制氢方案对比选择 （1）煤炭制氢制取过程比天然气制氢复杂，得到的氢气成本也高。 （2）由于生物制氢、生物质制氢和富氢气体制氢等方法制取的氢气杂质含量高、纯度较低，不能达到GT等技术提供商的氢气纯度要求。 （3）国内多晶硅绝大多数都采用的是水电解制氢，只有中能用的是天然气制氢，而国外应用的更多是甲醇制氢，因此，我们重点选择以下三类方案进行对比： （A）天然气制氢 （B）甲醇制氢 （C）水电解制氢 3. 天然气制氢
（1）天然气部分氧化制氢因需要大量纯氧增加了昂贵的空分装置投资和制氧成本。 （2）天然气自热重整制氢由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行，因此反应器仍需耐高温的不修锈钢管做反应器，这就使得天然气自热重整反应过程具有装置投资高，生产能力低的特点。 （3）天然气绝热转化制氢大部分原料反应本质为部分氧化反应。 （4）天然气高温裂解制氢其关键问题是，所产生的碳能够具有特定的重要
用途和广阔的市场前景。否则，若大量氢所副产的碳不能得到很好应用，必将限制其规模的扩大。 （5）天然气水蒸汽重整制氢，该工艺连续运行, 设备紧凑, 单系列能力较大, 原料费用较低。 因此选用天然气水蒸汽重整制氢进行方案对比。 4.甲醇制氢 （1）甲醇分解制氢，该反应是合成气制甲醇的逆反应，在低温时会产生少量的二甲醚。 （2）甲醇水蒸汽重整制氢，是甲醇制氢法中氢含量最高的反应。这种装置已经广泛使用于航空航天、精细化工、制药、小型石化、特种玻璃、特种钢铁等
过程装备与控制工程专业课程设计 设计计算说明书 设计题目：生产能力为2600N m3/h 甲醇制氢生产装置设计 设计人： JOY 学号： 1201160315 班级：过装XXXX 组号：第四组 指导教师： XXXXXXXXXX 设计时间： 2019年12月18日至2019年1月 9 日 南京工业大学机械与动力工程学院
目录 前言 (1) 第一章摘要 (2) 第二章设计任务书 (3) 2.1设计参数 (3) 2.2计算内容 (3) 2.3图纸清单 (3) 第三章甲醇制氢工艺设计 (4) 3.1 甲醇制氢工艺流程 (4) 3.1 物料衡算 (4) 3.1.1 依据 (4) 3.1.2 投料计算量 (4) 3.1.3 原料液储罐（V0101） (4) 3.1.4 原料液储罐（E0101）、汽化塔（T0101）、过热器（E0103） (5) 3.1.5 转化器（R0101） (5) 3.1.6 吸收塔和解析塔 (5) 3.1.7 PSA系统 (5) 3.1.8 各节点的物料量 (5) 3.2 热量衡算 (7) 3.2.1 气化塔顶温度确定 (7) 3.2.2 转化器（R0101） (7) 3.2.3 过热器（E0102） (7) 3.2.4 汽化塔（T0101） (8) 3.2.5 预热器（E0101） (8) 3.2.6 冷凝器（E0103） (9) 第四章冷凝器设计 (9) 4．1 换热器段工艺计算 (9) 4．1．1，原始数据 (10) 4．1．2，定性温度与物性参数 (10) 4．1．3,物料与热量衡算 (10) 4．1．4，有效平均温差 (11) 4．1．5，初算传热面积 (11) 4．1．6,换热器结构设计 (11) 4．1．7，管程传热与压降 (12) 4．1．8、壳程传热与压降 (13) 4．1．9，总传热系数 (14) 4．1．10传热面积与壁温核算 (14) 第五章详细结构设计与强度设计 (15) 5.1确定所有零部件的尺寸和材料，并对换热设备所有受压元件进行强度计算 (15) 5.2 结构设计 (16) 5.2.1筒体 (16) 5.2.2封头 (17) 5.2.3管程接管补强计算（按照GB150-1998 等面积补强法） (18) 5.2.4壳程接管补强计算（按照GB150-1998 等面积补强法） (19)
甲醇裂解制氢工艺技术改进分析 摘要：近几年，化工工艺技术流程受到了社会各界的广泛关注，其中，甲醇裂 解制备氢气的工艺体系具有一定的市场推广机制，需要相关人员结合工艺技术对 其进行改进分析和综合处理，从而实现经济效益和社会效益的双赢。本文简要分 析了甲醇裂解制氢工艺技术的原理、流程，并结合技术要点集中阐释了具体改进 方案，仅供参考。 关键词：甲醇裂解；制氢；工艺技术；改进 在甲醇裂解制氢工艺技术应用的过程中，要结合实际需求进行统筹分析和监督，优化管理流程的基础上，保证规模化管理体系的实际价值，利用相应的处理 技术和机制就能弥补氢气的输出量不足问题。 一、甲醇裂解制氢工艺技术原理 在甲醇裂解制氢工艺技术应用的过程中，要先对甲醇和水进行加热处理，当 甲醇和水在受热环境下就会出现气化现象，将其直接导入甲醇裂解反应器中，就 能得到氢气，具体化学反应方程式是： 结合具体反应过程不难发现，第一个反应是吸热状态，第二个反应是放热状态，但是，放出的热量明显要小于吸收的热量，这就证明甲醇裂解制氢过程本身 属于吸热过程。在实际操作过程中，需要对甲醇+水的汽化器、甲醇裂解反应器 两者进行加热处理，加热装置就是最基本的煤炉[1]。并且，在加热过程中，要利 用导热油等热媒进行循环处理，温度则要控制在280摄氏度到330摄氏度之间。 除此之外，在甲醇裂解制氢反应中可适当添加催化剂，一般会利用铜系催化剂，其不仅具有活性较高的特性，且能有效完善化学反应性能管理。但是需要注 意的是，铜系催化剂本身抗毒能力较差，若是长期处于高温环境中则会出现活性 降低的隐患。 二、甲醇裂解制氢工艺技术流程 在甲醇裂解制氢工艺技术运行过程中，主要是利用贮槽进行甲醇原料的提供，利用水洗塔提供水，在两者进行混合后放置在预热器中进行集中预热处理。另外，要在汽化器中实现气化分析和控制，此时，气态甲醇和水蒸气会同时进入到反应 器中，催化剂作用能为裂解反应和变换反应提供保障。 相较于天然气制备氢气或者是水煤气制备氢气，甲醇裂解制氢工艺技术在实 际应用过程中的成本控制效果更好，且能减少能源的消耗。最重要的是，甲醇裂 解制氢工艺技术的原料具有一定的优势，主要使用的是甲醇，本身就是较为稳定 的液体，无论是存储环节还是运输环节都较为完整。加之甲醇的纯度较高，在实 际应用过程中并不需要净化处理，仅仅只是维护其操作工序的流程，甲醇裂解制 氢工艺技术能将制氢成本控制在70%以上[2]。 在甲醇裂解制氢工艺技术流程结束后，就要对其进行水洗处理，保证冷却后 能直接进入水洗塔，从而完善具体操作，尤其是气相水洗塔中能完成离子去泵加 压处理工作，并且完善洗涤过程，有效提升裂解气残余甲醇处理和管控效率，一 定程度上减少其对环境产生污染，合理性维护工艺流程的基本水平，也为管控效 果的系统化升级奠定基础。 三、甲醇裂解制氢工艺技术改进方案 在甲醇裂解制氢工艺技术应用的过程中，甲醇原料成本成为了制约具体技术 发展的难题，因此，技术人员要对具体流程进行集中优化改进，从根本上提高甲
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
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。
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
过程装备与控制工程专业综合课程设计指导书及任务书 南京工业大学过程装备与控制工程系
过程装备与控制工程专业 综合课程设计指导书 1. 专业综合课程设计的目的 专业综合课程设计在专业教学计划中占有很重要的地位,在设计过程中将综合应用所学的专业知识和专业基础知识,同时获得一次工程设计实践的实际训练。课程设计涉及的知识领域包括化工计算、化工原理、过程设备设计、过程流体机械、过程装备控制技术及应用、过程装备成套技术等课程，本课程设计是以甲醇制氢生产装置为模拟设计对象，进行过程装备成套设计的全面训练。 在课程设计中每个同学都要经过工艺设计计算，典型设备的工艺计算和结构设计、管道设计，单参数、单回路的自动控制设计、机器选型和技术经济评价等各个设计环节的基本训练。 2.专业综合课程设计的任务 2.1 题目：生产能力为××× Nm3/h甲醇制氢生产装置设计 为确保每位同学得到独立思考和独立解决实际问题能力的训练，原则上不允许有两个完全相同的设计。所以，各组生产能力不同，同组的同学设计不同的设备。 2.2设计内容 （1）工艺计算，主要的物料衡算和能量衡算，绘出物流图。 （2）生产装置工艺设计，按各人的工艺参数进行工艺设计，绘出管道仪表流程图，管道号中的公称直径要使用计算得出的尺寸。 （3）设备设计，分组进行。各组中，每人在换热器、汽化塔、过热器、转化器、冷凝器、吸收塔中任选1种各不相同的设备。各人独立完成设备设计。 （4）机器选型，装置中所用到的机器都要合理选定型号，并记录必要的技术参数和主要装配、安装尺寸。 （5）设备布置设计，设备尺寸按实际设计计算结果绘图（包括相同设计能力同小组其他同学的设计参数）。某些在课程设计中无人设计的设备参数自行类比确定。说明书中注明采用 某某同学的计算结果或假设数据。 （6）管道布置设计，绘出管道布置图，为使大家了解分区的方法及表示方法，一律分区画图，一般可用平面布置图表示，必要时也可配合使用立面图。 （7）绘制管道空视图，每人分工绘制2根管道空视图，其中至少有1根管道包含阀门等多种管、附件。 （8）设计一个单参数的自动控制方案。各人自由选择温度、压力、流量、液位中的一个参数进行设计。 （9）对该装置进行技术经济评价。 （10）整理设计计算说明书。 3.要求 (1)课程设计是一次综合应用所学知识的实际训练环节，每一步都要独立完成。 (2)鉴于装置设计涉及的面很广。设计内容有的相互有关联，要相互配合好，及时交流相关情况。这样可以获得某些参加大型设计工作的体验。 (3)本指南由于篇幅限制，列出的参考资料都是节录，有的可能不能完全解决设计中所需的各种资料，到时可根据指南提供文献的索引去查找。 (4)设计参考资料仅供参考，不能照抄，各个环节可比照本指南介绍的方法进行，但要理解。 (5)设计计算说明书是一个重要的设计文件，要认真整理编写，不得草率从事。内容格式和要
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。
说起氢气，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。 利用天然气制氢，存在成本低，规模效应显著等优点，研究和开发更为先 进的天然气制氢新工艺技术是解决廉价氢源的重要保证。天然气作为优质、洁 净的工业能源,在我国能源发展过程中具有重要的战略意义。因为天然气不仅是人们日常生活的重要燃料,同时也是众多化工次产品的基础性原料。很多厂家想要购买制氢设备，一定要选好厂家，因为涉及到安全和各种售后服务问题。 近年来，以风力和太阳能发电为主的新能源发展势头强劲，以化石能源 为主的能源开发利用方式面临挑战，一场历史性的能源变革正在全球范围内 孕育。与人类历史上的前两次能源变革不同，中国有能力成为这轮能源革命 的主要推动者。 人们希望找到将电能储存起来的办法，即在电力富余的时候将其存储， 在电力短缺的时候再释放出来，以满足供需之间实时平衡的需要。 甲醇是最佳的战略储能方式之一 首先，甲醇可以通过传统化石能源清洁化生产制得，也可以通过太阳能、风能等间歇式可再生能源转换获得，还可以利用农作物秸秆、动物粪便和有 机物发酵获得，是可再生以及重复利用，转换氢能的最佳媒介，也是实现国
家中长期储能的大宗化工原料。未来可以直接用空气中的二氧化碳或工厂排 放的二氧化碳生产甲醇。 其次，甲醇对石油的替代使用功能也是足够强大的。甲醇可以以不同成 分混入汽油使用，或者经过简单脱水反应生成二甲醚及甲醇与植物油进行酯 交换反应合成生物柴油，两者都是清洁的柴油代用燃料。所以甲醇基本上可 替代石油加工成为车、船、飞机的动力燃料的补充，而且成本更低。另外， 甲醇可以替代石油，加工成为多种石油化工产品，通过甲醇裂解工艺（MTO 工艺）可以生产混合低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯等），也可以通过MTP 工艺单独合成丙烯，而低碳烯烃是石油化工的龙头产品，甚至用于生产芳烃（苯、甲苯、二甲苯等）的MTA技术也在研发中，满足现有石油化工的需求。而且甲醇可以直接加工成多种产品，如可以直接作为燃料电池的燃料或 氢的中间储存燃料，它也是传统用来加工甲醛、醋酸、碳酸二甲酯、1,4-丁 二醇、乙炔二醇等大宗化学品的原料，是制造氯甲烷、有机硅产品的中间化 合物，作为溶剂、黏合剂等也有重要作用。 第三，从安全性考虑，甲醇从本质上将对人体是安全可控的。在毒理学中，半数致死量简称LD50,指引起一群实验对象50%个体死亡所需的剂量。LD50的数值越小，表示毒性越强。甲醇的LD50为5628mg/kg,汽油的 LD50为2500mg/kg,由此可见我们随处可见的汽油的毒性是甲醇的2倍以上。甲醇自然存在于人体，含量为0.6毫克/公斤体重，长期在200～ 250ppm甲醇含量的环境中工作无害，甲醇挥发性较低，仅是汽油的30%～60%。甲醇对人体主要的毒害在于误食饮用，对于视力损害严重。但比较容易控制，误饮中毒可以用碳酸氢钠、叶酸、酒精等降低它在体内代谢，所以人们普遍对甲醇为剧毒物质的印象是一种误导。甲醇在环境中也是安全的，甲醇造成火灾、爆炸的可能性远小于汽、柴油，其着火的极限浓度是汽 油的四倍；甲醇泄露的危害也比汽、柴油小，且易于稀释、扑救和降解，长 期储存不易变质。 第四，就环境保护而言，甲醇的环保效能较高。利用甲醇作为燃料的水 氢汽车，实现了零污染物排放，只排放纯净水和少量的二氧化碳，而二氧化 碳又是制甲醇的原料，真正实现了碳循环。
甲醇转化制氢和保护气技术 江一蛟陶鹏万 西南化工研究设计院, 成都 610225 1．前言 氢气在工业上具有广泛的用途。传统大规模制氢工艺都采用以天然气、 轻油、煤焦等为原料造气, 再用深冷式吸收吸附法分离提取纯氢气, 工艺复杂, 投资大, 能耗高, 只适用于大规模用户。中小用户采用电解水制氢, 其最大缺 点是电耗大, 且氢气纯度低, 杂质较多。近年来由于变压吸附技术的迅速发展, 从氨厂、炼厂或其它石油化工过程产生的含氢气体中回收氢气已成为氢气的重要来源, 但这要受到具体条件的限制。 近年来, 由于电子工业、玻璃工业、油脂加氢、林产品和农产品加工、精细化工、生物工程、气象等工业的迅速发展, 对纯氢的需求量急速增加。另外, 粉末冶金、机械和钢铁淬火、灯泡制造等工业对含氢保护气的需 求量在迅速增多。由于这些行业比较分散, 量多面广, 且单台用氢量不大 ( 20～1000 Nm3/h) , 迫切需要解决来源方便的中小型氢源。甲醇转化制氢和 保护气技术是一条可供选择的重要途径, 受到国内外的普遍关注, 这是因为甲 醇转化制氢有其独特的优点: 与以轻油煤焦等为原料的大规模制氢工艺相比, 工艺流程短, 设备简单, 故投资和能耗低, 同规模相比可节能50％; 与电解水 制氢相比, 甲醇转化制氢电耗可降低90％以上, 生产成本可降低 30～50％, 氢气质量远优于电解氢。而且, 甲醇转化造气具有很大的灵活性, 用纯甲醇分 解可制取组成为H 2 :CO=2:1 合成气, 不含任何有毒物, 适合精细化工和科研单 位之用。用甲醇和水一起反应转化, 可制取组成为H 2:CO 2 =3:1的转化气, 可用
甲醇裂解制氢工艺技术改进分析 环境保护法规日益严格、高标准清洁燃料的需求趋旺及原油的重質化和高含硫量均使油品加工过程中对氢气的需求增加。工业制氢的方法有多种，包括烃类水蒸气转化法、重油或煤气化法、甲醇裂解法、水电解法。随着工业天然气价格上涨和环保要求的提高（煤制氢项目受限制），甲醇裂解制氢得以迅速发展，弥补了氢气缺口。本文对甲醇裂解制氢工艺技术改进进行分析。 标签：甲醇裂解；制氢工艺；改进 1、引言 石油化工对氢气的需求是最大的，工业制氢的方法有很多，其中甲醇裂解制氢技术不断发展，其装置规模提升了近20倍。而在甲醇裂解制氢过程中，甲醇原料成本占制氢总成本的70%以上，如何降低甲醇裂解制氢中的甲醇原料消耗是关键，这就需要对甲醇裂解制氢工艺技术进行有效的改进。 2、工艺原理及特点 2.1工艺原理 甲醇和水经过预热、汽化后进入甲醇裂解反应器，在催化剂作用下，发生如下反应： CH3OH→CO+2H2-90.8kJ/mol CO+H2O→CO2+H2+43.5kJ/mol 整个反应过程是吸热的，因而反应器和汽化器所需的热量需由热媒炉提供。循环使用的热媒（导热油）温度为280～320℃。吸热的裂解反应和放热的变换反应同时进行，有效地利用了反应热并消除了放热反应可能带来的热点问题。 在甲醇裂解制氢中需要加入催化剂，铜系催化剂是当期使用最广泛也是研究最早的一种催化剂，它有着活性高、反应性能好的优点，但铜系催化剂也有着一定的缺点，其抗毒能力较差，在高温环境下可能会失去活性。就目前来看，我国内的工业甲醇裂解制氢工艺技术一般采用铜系催化剂。 2.2工艺流程 甲醇原料自贮槽来，与水洗塔底部来的水按一定比例混合。经过甲醇预热器、甲醇汽化器加热汽化。汽化后的甲醇、水蒸汽进入列管式反应器内，在催化剂的作用下分别进行下列裂解和变换反应。工艺水经水泵送至水洗塔顶部，对裂解气进行洗涤。塔顶气相经分液后进入变压吸附（PSA）提纯氢气，塔底液相返回与
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
利用天然气制氢，存在成本低，规模效应显著等优点，研究和开发更为先 进的天然气制氢新工艺技术是解决廉价氢源的重要保证。天然气作为优质、洁 净的工业能源,在我国能源发展过程中具有重要的战略意义。因为天然气不仅是人们日常生活的重要燃料,同时也是众多化工次产品的基础性原料。很多厂家想要购买制氢设备，一定要选好厂家，因为涉及到安全和各种售后服务问题。 近年来，以风力和太阳能发电为主的新能源发展势头强劲，以化石能源 为主的能源开发利用方式面临挑战，一场历史性的能源变革正在全球范围内 孕育。与人类历史上的前两次能源变革不同，中国有能力成为这轮能源革命 的主要推动者。 人们希望找到将电能储存起来的办法，即在电力富余的时候将其存储， 在电力短缺的时候再释放出来，以满足供需之间实时平衡的需要。 甲醇是最佳的战略储能方式之一 首先，甲醇可以通过传统化石能源清洁化生产制得，也可以通过太阳能、风能等间歇式可再生能源转换获得，还可以利用农作物秸秆、动物粪便和有 机物发酵获得，是可再生以及重复利用，转换氢能的最佳媒介，也是实现国 家中长期储能的大宗化工原料。未来可以直接用空气中的二氧化碳或工厂排 放的二氧化碳生产甲醇。
其次，甲醇对石油的替代使用功能也是足够强大的。甲醇可以以不同成 分混入汽油使用，或者经过简单脱水反应生成二甲醚及甲醇与植物油进行酯 交换反应合成生物柴油，两者都是清洁的柴油代用燃料。所以甲醇基本上可 替代石油加工成为车、船、飞机的动力燃料的补充，而且成本更低。另外， 甲醇可以替代石油，加工成为多种石油化工产品，通过甲醇裂解工艺（MTO 工艺）可以生产混合低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯等），也可以通过MTP 工艺单独合成丙烯，而低碳烯烃是石油化工的龙头产品，甚至用于生产芳烃（苯、甲苯、二甲苯等）的MTA技术也在研发中，满足现有石油化工的需求。而且甲醇可以直接加工成多种产品，如可以直接作为燃料电池的燃料或 氢的中间储存燃料，它也是传统用来加工甲醛、醋酸、碳酸二甲酯、1,4-丁 二醇、乙炔二醇等大宗化学品的原料，是制造氯甲烷、有机硅产品的中间化 合物，作为溶剂、黏合剂等也有重要作用。 第三，从安全性考虑，甲醇从本质上将对人体是安全可控的。在毒理学中，半数致死量简称LD50,指引起一群实验对象50%个体死亡所需的剂量。LD50的数值越小，表示毒性越强。甲醇的LD50为5628mg/kg,汽油的 LD50为2500mg/kg,由此可见我们随处可见的汽油的毒性是甲醇的2倍以上。甲醇自然存在于人体，含量为0.6毫克/公斤体重，长期在200～ 250ppm甲醇含量的环境中工作无害，甲醇挥发性较低，仅是汽油的30%～60%。甲醇对人体主要的毒害在于误食饮用，对于视力损害严重。但比较容易控制，误饮中毒可以用碳酸氢钠、叶酸、酒精等降低它在体内代谢，所以人们普遍对甲醇为剧毒物质的印象是一种误导。甲醇在环境中也是安全的，甲醇造成火灾、爆炸的可能性远小于汽、柴油，其着火的极限浓度是汽 油的四倍；甲醇泄露的危害也比汽、柴油小，且易于稀释、扑救和降解，长 期储存不易变质。 第四，就环境保护而言，甲醇的环保效能较高。利用甲醇作为燃料的水 氢汽车，实现了零污染物排放，只排放纯净水和少量的二氧化碳，而二氧化 碳又是制甲醇的原料，真正实现了碳循环。 当然，最为重要的还是甲醇作为功能资源储备的经济合理性。从经济、 节能、减排等几个角度综合考察，其效能都很高，只要国家政策鼓励，前景 十分乐观。 水氢技术带人类走入新时代
甲 醇 蒸 汽 转 化 制 氢 技 术 郝树仁 李言浩 程玉春 王志亮 ( 齐鲁石化公司研究院, 淄博, 255400) 摘要 介绍了甲醇蒸汽转化制氢技术的工艺及所采用的双功能催化剂 Q M H - 01 的特点。 该技术可广泛用于精 细化工等行业。 关键词 甲醇 制氢工艺 双功能催化剂 蒸汽转化 8k W ·h ?m 3 ·H 2 (标准) 〕等因素的影响, 其单位 氢 气 成 本 较 高。 据 笔 者 测 算, 一 套 规 模 为 1 000m 3 ?h (标准) 的甲醇蒸汽转化制氢装置的单 位氢气成本不高于 2 元?m 3 ·H 2 (标准) , 这比电 解水制氢要低得多。 (3) 由于所用的原料甲醇纯度高, 不需要再 进行净化处理, 反应条件温和, 流程简单, 故易 于 操作。 1 前 言 氢气是精细化工、冶金等行业的重要原料, 它 在电子、仪表、军事设施等方面也有重要的应用。 传 统的制氢方法一般是电解水, 但其规模较小 〔200m 3 ?h (标准) 以下〕。目前, 工业上大规模的 制氢方法有: 天然气转化制氢, 烃类 (轻油) 转 化制氢, 水煤气转化制氢等; 也有从炼油或其它 化工过程中产生的各种含氢气体中回收氢气, 但 这要受到具体条件的限制。 近年来, 甲醇蒸汽转 化制氢已经成为制取氢气的重要途径, 受到许多 国家的重视。 甲醇蒸汽转化制氢技术具有以下特 点: (1) 与大规模的天然气、 轻油等转化制氢或 水煤气制氢相比, 投资省、能耗低。众所周知, 由 于目前工业上所采用的大规模的制氢工艺, 须在 高温下 (约 800℃) 进行, 所采用的炉子等设备需 要特殊材质, 同时还要考虑转化用的蒸汽、 燃烧 空气预热、 氢气纯化所需的热源, 又必须考虑副 产蒸汽的回收利用等问题, 故如规模过小就不经 济。而甲醇蒸汽转化制氢由于反应温度低 (260～ 300℃) , 就不存在以上问题。同时由于温度低, 也 不需要考虑废热回收, 燃料消耗也低。 文献 〔1〕 认为, 与同等规模的天然气或轻油转化制氢装置 相比, 甲 醇 蒸 汽 转 化 制 氢 的 能 耗 仅 是 前 者 的 50% 。 (2) 与电解水制氢相比, 单位氢气成本较低。 (4) (5) 作方便, 甲醇原料易得, 运输、 贮存方便。 可以做成组装式或可移动式的装置, 操 搬运灵活。 齐鲁石化公司研究院, 继成功地开发了轻油 转化制氢等技术及催化剂后, 又成功地开发了甲 醇 蒸 汽 转 化 制 氢 技 术 及 双 功 能 催 化 剂 QM H - 3 01, 采用该技术建成的 1 000m ?h (标准) 的制氢 装置已于 1995 年 11 月投产, 至今运行良好。 下 面介绍这一技术及催化剂的特点。 2 工艺流程 该技术的工艺流程简图见图 1。 脱盐水及甲 醇按一定比例在进料罐中混合, 然后经进料泵加 压至约 210M P a 后进入换热器, 经与反应产物换 热后进入汽化器, 接着进入反应器。 在反应器中 收稿日期: 1997- 07- 30。 作者简介: 郝树仁, 男, 高级工程师, 副总工程师。1969 年 7 月毕业于山东大学化学系, 长期从事化肥和炼油行业所需的制 氢催化剂及工艺技术开发研究, 先后获得中石化总公司科技进步 一等奖 2 项, 国家科技进步三等奖 1 项。现任中石化制氢技术联 络站和中国石化情报学会大氮肥分会秘书长。 电解水制氢 〔规模一般小于 200m 3 ?h (标准) 〕是 比较成熟的制氢方法, 但由于它的电耗高〔约 5～
甲醇裂解制氢技术综述 【关键词】甲醇裂解制氢 【摘要】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。 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％ CO2 23～24.5％ CO ～1.0％ CH3OH 300ppm H2O 饱和
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岗位管辖范围 (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 (13) 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 (16) 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： (18) 十一安全注意事项： (19)
操作规程 一岗位管辖及任务 1.1岗位管辖范围 界区内所有管道、设备、阀门、电气及仪表等均属于岗位管辖范围。 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。混配罐内甲醇、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、水混合液体进入换热器与由反应器出来的重整气进行换热，换热后混合液温度由室温升至140℃，并呈现部分气化的气液胶着状态，然后接着进入气化过热器，被过热器下部管壳内高温导热油加热气化，气化后的甲醇、水混合蒸气通过气化过热器上部列管被管壳中的高温导热油进一步加热到240~300℃范围内，然后进入反应器中。进入反应器的甲醇、水混合蒸气由上而下通过催化剂床层，在催化剂的作用下发生甲醇、水蒸气重整反应，生成产物为二氧化碳和氢气—重整气。由反应器出来的重整气进入换热器中与原料甲醇、水液体进行换热，完成热量交换后，重整气的温度由240~300℃降为160℃左右，然后进入水冷却器进一步冷却至室温，经冷却