制氢操作规程资料（最全）.pdf

20000Nm3/h 焦化干气制氢装置操作规程第一章第一章装置概况装置概况第一节第一节装置简介装置简介1 1、概述：、概述：为了解决焦化油品加氢精制和柴油加氢精制的氢源问题，同时满足生产清洁燃料的需要，搞好全厂气体资源的综合利用，分公司建设一套 20000Nm3/h 焦化干气制氢装置该装置由中石化北京设计院设计，占地 5400m2，预计于 2002 年 10 月建成投产，装置的外操室与控制室等建筑与 50 万吨/年延迟焦化装置和 120 万吨/年柴油加氢精制装置集中布置，装置规模为 20000Nm3/h 纯氢，按年开工 8000 小时，相当于产纯氢 1.45 万吨/年装置采用烃类水蒸汽转化法造气和变压吸附氢气提纯的工艺，该工艺流程简单，成熟可靠，产品氢气纯度高装置由原料加氢脱硫、水蒸汽转化、中温变换、PSA 氢气提纯及余热回收系统五部分组成装置原料为净化焦化干气、重整稳定塔顶气及重整拔头油，产品为工业氢气，产量为 20000Nm3/h，主要提供给全厂 2.0MPa 氢气管网，装置副产品为变压吸附尾气，全部用作转化炉燃料装置的主要设备原料气压缩机为往复式两级压缩机，一开一备；转化炉炉型结构为垂直管排顶烧箱式炉， 设有127121250 的转化炉管 112 根， 分四排平行布置， 每排 28 根，转化炉燃烧器设有 40 台，与炉管平行布置，分 5 排，每排 8 台，该燃烧器操作弹性大，燃烧适应性强，可分别或混烧高压瓦斯、中变气、PSA 尾气，结构简单，便于维修，不易回火和堵塞，火焰稳定，刚直有力。

2 2、装置特点：、装置特点：(1)利用廉价的焦化干气作为主要的制氢原料，采用一次通过式绝热加氢脱硫工艺，流程简单可靠，公用工程消耗低，所得产品氢的成本低2)装置的原料范围具有较强的适应性，以焦化干气作为主原料同时考虑了以拔头油作为备用原料，保证了装置的稳定可靠性3)转化炉废热锅炉与转化气废热锅炉共用一台汽包，自然循环式流程，操作安全可靠并降低了能耗4)转化炉总集气管采用有内衬里的冷壁式，降低了集合管的材料等级，节省了投资；(5)采用 PSA 技术提纯氢气，使流程比常规法制氢简单，产品纯度高；(6)装置内所产酸性水在装置内的汽提塔汽提后回用作装置锅炉给水或做 120 万吨/年加氢装置注水，降低了能耗7)中变气的冷却采用将空冷与水冷合二为一的一体化流程，选用机械部鉴定通过的表面蒸发湿空冷以节省循环水量与占地第二节第二节原料及产品性质原料及产品性质120000Nm3/h 焦化干气制氢装置操作规程1 1、原料性质、原料性质：本装置的原料有焦化干气新建 120 万吨/年柴油加氢精制装置高、低分气和汽提塔顶气60 万吨/年柴油加氢精制装置高、低分气催化重整脱水塔顶气、催化重整稳定塔顶气，其中前四项原料气由于含较多的 H2S，故先进入焦化装置的气体脱硫部分，脱硫后干气再作为制氢装置的原料，而催化重整稳定塔顶气由于基本不含 H2S，可以直接作为制氢原料。

根据计算，以上原料气的量不能满足 20000Nm3/h 产氢的要求，故需要少量的重整拔头油作为补充原料；另外还考虑了全部使用重整拔头油作为备用原料的工况主要原料性质如下：焦化装置净化气组成H2O氢气氮气空气NH3甲烷乙烯乙烷丙稀丙烷组成氢气甲烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷C5V%0.682531.10250.69330.31490.000135.95473.200314.16563.06317.4625V%9.13.8520.5951.3626.60.96有时少量组成正丁烷异丁烷异丁烯C5+合计H2S（ppm）烯烃压力 MPa温度流量 kg/h组成空气H2SppmNH3压力 MPa流量 Nm3/hV%1.24760.57381.49120.0479100.00107.75%0.8454828V%2.79221.212.6催化重整稳定塔顶气重整拔头油组成烯烃丙烷异丁烷正丁烷C5m%1.902.305.4020.9469.47转化气组成2组成Scl芳烃 m%流量 kg/h压力 MPang/L987.30.00571.70.8020000Nm3/h 焦化干气制氢装置操作规程组成V%（湿）V%（干）H243.8872.08N20.140.23CO26.009.86CH43.004.92CO7.8612.91H2O39.020100100中变气组成组成V%（湿）H250N2014021CO212121809CH4300447CO174260H2O3300100100V%（干）7463中变气压力：2.2MPa； 温度：40；流量：29872.3Nm3/h(14622.5kg/h)。

生产负荷调整范围：30115PSA 尾气组成组成V%H224.26N20.62CO253.36CH413.01CO7.67H2O1.08100PSA 尾气压力：0.05MPa； 温度：40；气量：13270Kg/h2 2、产品性质：、产品性质：工业氢气温度 40压力 2.1MPa组成如下表组分V%3 3、物料平衡：、物料平衡：物料平衡(按开工 8000 小时/年)项目数量入方焦化净化干气重整稳定塔顶气拔头油水蒸气合计出方工业氢气尾气酸性水合计Kg/h482822.8571.72128626708.51814.81327011623.726708.5t/d115.8720.54713.721510.864641.00443.556318.48278.968641.004104t/a3.8620.0180.45717.02921.3661.45210.6169.29821.366备注自用回用H299.9CO+CO210ppmCH40.1O20.1H2S0.1ppm合计100第三节第三节工艺流程及主要操作条件工艺流程及主要操作条件320000Nm3/h 焦化干气制氢装置操作规程1 1、工艺流程说明：、工艺流程说明：自装置外来的 45，0.8MPa 的净化焦化干气及重整装置稳定塔顶气与循环氢气在装置内混合，进入原料气压缩机入口分液罐 D4101 分液后，通过原料气压缩机 K4101/1.2 升压至 3.2MPa 后，经原料预热炉F4101 升温到 220左右进入加氢反应器 R4101，在反应器中有机硫转化为 H2S，烯烃加氢饱和后，反应器出口温度达到370，经过脱硫反应器R4102/1.2 吸附其中的 HCl 及 H2S，使总硫小于0.5ppm，氯含量小于1ppm。

脱完氯硫的物料气与装置自产蒸汽混合(H2O/C=3.23.7)在转化炉F4102的原料预热段加热到480520进入转化炉管，原料气和蒸汽在管内催化剂作用下反应生成H2COCO2及部分甲烷，转化炉出口温度为 820850，压力为 2.7MPa，残余甲烷5.0%(干基)820850的转化气在转化气废热锅炉 ER4102 中发生 3.5MPa 中压蒸汽自身冷却到340左右进入中变反应器 R4103，转化气中的 CO 与水蒸气继续进行变换反应生成 H2和CO2，出口 CO 小于 3%(干基)，中变反应器出口的中变气经中变气蒸汽发生器 E4105 发生3.5MPa 中压蒸汽后，经过中变气/脱氧水换热器 E4101/1.2 换热后进入第一分液罐 D4103，分液后的中变气再与除盐水在中变气/除盐水换热器 E4102 换热，并在第二分液罐 D4104分液，最后被表面蒸发湿空冷 A4101 冷却至 40后进入中变气第三分液罐 D4105 分液，最终进入变压吸附单元中变气在 PSA 单元中经物理吸附，在吸附罐顶引出产品氢气送至 2.0MPa 氢气管网吸附剂再生阶段释放出来的低压气体经缓冲罐稳定压力和组成后连续供作转化炉燃料气。

由中变气分液罐分出的酸性冷凝水， 在装置内的酸性水汽提塔 C4101 汽提后送至加氢装置做注水；或与进装置的除盐水混合， 再与中变气在中变气/除盐水换热器 E4102 换热至100进入除氧器 D4107，104的除氧水经锅炉给水泵 P4103/1.2 升压后与中变气/除氧水换热器 E4101/1.2 换热到 220进入汽包发生 3.5MPa 蒸汽，大部分蒸汽与脱硫后原料气混合作为转化炉进料，剩余部分送至 3.5MPa 蒸汽管网2 2、主要工艺控制指标：、主要工艺控制指标：(1)加氢反应温度：220380反应压力3.04MPa气空速509h-1配氢量 H2/总烯烃2.02.5(V)(2)脱氯反应温度340360反应压力2.99MPa出口气中氯含量1ppm穿透氯容10kg/100kg 催化剂420000Nm3/h 焦化干气制氢装置操作规程(3)脱硫反应温度340360反应压力2.98MPa入口硫含量200ppm出口硫含量0.5ppm饱和硫容33kg/100kg 催化剂(4)转化反应温度入口480520出口830850反应压力入口2.9MPa出口2.60MPa水碳比3.23.7炭空速677h-1出口残余甲烷5.0%(干基)(5)中变反应温度入口340360出口400414反应压力 2.55MPa出口 CO 含量3%（干基）入口 H2O/CO 4.98干基空速： 1440h-1水汽/干气0.64(6)PSA氢气回收率89%出口氢气纯度99.9%尾气压力0.05MPa出口氢气压力 2.1MPa第四节第四节装置公用工程及辅助材料消耗装置公用工程及辅助材料消耗1 1、用水量：、用水量：序号1234使用地点或用途开停工用水开工冷却器工艺取样器凝结水泵新鲜水30*给水(t/h)生活循环水水15(150)4.8*1.25除盐水排水(t/h)循环热生产废水水*3015(150)4.8*0.8含油污水0.4备注20000Nm3/h 焦化干气制氢装置操作规程56789101112131415原料油泵锅炉给水泵原料压缩机排污降温池热工取样器除氧器水封地面冲洗水生活用水中变冷却器蒸汽系统PSA 液压泵合计4(10)22*6(30)1.2270(120)121.0102(291)1.0*1.01.635(40)25.2(41.6)0.8270(120)12100(290)5(30)0.51.0*5.5(31)0.422.0*2.8(4.8)注： *为间断用水，( )内为最大用水量。

2 2、用电量：、用电量：序号12345678910111213141516使用地点或用途原料气压缩机压缩机水站水泵水箱电加热器压缩机辅机辅助油泵注油器盘车电机油箱电加热器电机空间加热器锅炉给水泵磷酸加药装置凝结水泵原料油泵中变冷却器风机管道泵鼓风机引风机PSA 液压系统仪表用电PSA 仪表用电照明用电PSA 照明PSA 检修用电合计电压V60003803803803803803803803803803803803803803803803803803802202202206000380220设备台数台操作备用1111101111111112011111111116设备容量KW操作500752040.552.261.616092245377.5751107.5236504.520备用5007540.552.261.61600224507.5751107.50轴功率KW4246.4203.50.51.961.6117916.7121.927.765.6365856.5236504.520424416.456.020000Nm3/h 焦化干气制氢装置操作规程3 3、用汽量：、用汽量：序号12345序号1234序号123使用地点或用途蒸汽发生系统工艺用汽酸性水汽提塔除氧器伴热及吹扫合计使用地点或用途仪表用量PSA 用量催化剂钝化吹扫用量合计使用地点或用途催化剂还原及停工用PSA 开停工一次耗量合计使用地点或用途催化剂还原用蒸汽用量 t/h3.5MPa1.2MPa-33.821.30.50.80.5-12.51.8用量 Nm3/h313*4*4用量，Nm3/min备注备注备注开停工一次耗量9000Nm35000Nm314000Nm34 4、净化风用量：、净化风用量：5 5、氮气用量：、氮气用量：6。