天燃气制氢操作规程docx.docx

1、天燃气制氢操作规程docx天然气制氢第一章天然气制氢岗位基本任务以天燃气为原料的烃类和蒸汽转化，经脱硫、催化转化、中温变化，制得丰富含氢气的转化气，再送入变压吸附装置精制，最后制得纯度 99.9%的氢气送至盐酸。1. 1 工艺流程说明由界区来的天然气压力为1.82.4MPa,经过稳压阀调节到1.8Mpa,进入原料分离 器F0101后，经流量调节器调量后入蒸汽转化炉 B0101对流段的原料气预热盘管预热至400E左右，进入脱硫槽D0102,使原料气中的硫脱至0.2PPm以下，脱硫后的原料 气与工艺蒸汽按水碳比约为3.5进行自动比值调节后进入混合气预热盘管，进一步预 热到590E左右，经上集气总管

2、及上猪尾管，均匀地进入转化管中，在催化剂层 中，甲烷与水蒸汽反应生产 CO和H2。甲烷转化所需热量由底部烧咀燃烧燃料混合气 提供。转化气出转化炉的温度约 650-850C，残余甲烷含量约3.0%（干基），进入废 热锅炉C0101的管程，C0101产生2.4MPa （A）的饱和蒸汽。出废热锅炉的转化气温 度降至450C左右，再进入转化冷却器 C0102，进一步降至360E左右，进入中温变换 炉。转化气中含13.3%左右的CO,在催化剂的作用下与水蒸气反应生成 CO2和H2, 出中变炉的转化气再进入废热锅炉 C0101的管程换热后，再经锅炉给水预热器 C0103 和水冷器C0104被冷至W 40E

3、，进入变换气分离器F0102分离出工艺冷凝液，工艺气 体压力约为1.4MPa （G）。燃料天然气和变压吸附装置来的尾气分别进入转化炉的分离烧嘴燃烧，向转化炉 提供热量w 1100C。为回收烟气热量，在转化炉对流段内设有五组换热盘管：（由高温段至低温段） 蒸汽-A原料混合气预热器，B原料气预热器，C烟气废锅，D燃料气预热器， E尾气预热器压力约为1.4的转化工艺气进入变化气缓冲罐，再进入 PSA装置。采用5-1-3P， 即（5个吸附塔，1个塔吸附同时3次均降）。常温中压下吸附，常温常压下解吸的工 作方式。每个吸附塔在一次循环中均需经历；吸附 A，一一均降E1D -二均降E2D顺放PP,三均降E3

4、,逆放D,冲洗P,三均升E3R 二均升E2R 一 均升E1R 终升FR等十一个步骤。五个吸附塔在执行程序的设定时间相互错开， 构成一个闭路循环，以保证转化工艺气连续输入和产品气不断输出。1.2原料天然气组份表组份CO2CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14N2H2S含量（V%）0.0393.433.340.600.280.090.062.1730温度（C）25压力（Mpa）1.8 2.4PSA尾气组份表组份H2COCO2CH4N2含量（V%）36.668.2145.527.251.28压力（Mpa）0.0021.3天然气制氢岗位主要设备一览表序号名称规格型号材质数量1原料气分离器

5、D800X3000C.S 112燃料气缓冲罐D600X2700C.S13蒸汽分离器D600X2700C.S4脱硫槽D600X400015CrMoR15转化炉n=6 L 有效=10mC.S、S.S、高合金钢等各种材料16废热锅炉D425/800 為500低合金钢17转化气水冷器D273X2000低合金钢18排污罐D400X800C.S19中温变换炉D1000 X4000低合金钢10锅炉给水预热器D325X2500S.S111水冷器D500X4000S.S112变换气分离器D600 X3500S.S113锅炉给水罐D800 X1000C.S114烟囱 400 X?5000115锅炉给水泵DG 27

6、X0216锅炉循环水泵IRG40-25-185217引风机YB2-160M2-2 N15KW118磷酸盐加药装置1变压吸附主要设备序号名称型号规格材质数量1气液分离缓冲罐D7O0X 5400C.S12吸附塔D900X 8300C.S53产品气缓冲罐D1200X 6300C.S14逆放气缓冲罐D2200X 10800C.S114正常操作主要设计指标(1)温度仪表位号位置预期值T10102出原料气预热器的天然气温度409CT10103入混合气预热器的工艺混合气温度254CT10104工艺混合气入转化炉辐射段的温度592CT10105出转化炉的转化气温度750830CT10106辐射段下部烟气温度1

7、100CT10107辐射段上部烟气温度835CT10108对流段烟气温度602CT10109对流段烟气温度537CT10110对流段烟气温度254CT10111对流段烟气温度242CT10112对流段烟气温度209CT10113出废热锅炉转化气温度450CT10158入中变炉的转化气温度360CT10117中变气入锅炉给水预热器430CT10118中变气入锅炉给水预热器的温度255CT10119中变气出水冷器的温度40CT10156烟道气入引风机温度200C压力仪表位号位置预期值PICA0101入界区天然气压力1.82.4Mpa (G)PT0107a入转化炉辐射段混合气压力1.82.4Mpa

8、(G)PI0104下部炉膛负压-6 -5mmH2OPI0105上部炉膛负压-11 -8mmH2OPI0155入中变炉气体压力1.37 Mpa (G)PIC0103出废热锅炉蒸汽压力2.1 Mpa (G)PDT0107转化炉床层阻力降0.3Mpa(3)流量仪表位号位置预期值FT0104工艺蒸汽流量645kg/hFIC0101工乙天然气流量3220Nm /h入转化炉混合气流量1022Nm3/hFI0102入界区燃料天然气流量370Nm /h第二章 工艺基本原理说明2.1.1天然气脱硫在一定的温度、压力下，原料气通过氧化锰及氧化锌脱硫剂，将原料气中的有机硫、H2S脱至0.2PPm以下，以满足蒸汽转化

9、催化剂对硫的要求，其主要反应为：COS + MnO i MnS + CO2H2S + MnO MnS + H2OH2S + ZnO 一 ZnS + H2O2.1.2烃类的蒸汽转化烃类的蒸汽转化是以水蒸气为氧化剂，在镍催化剂的作用下将烃类物质转化，得到支取氢气的原料气。这一过程为吸热过程，转化所需热量由转化炉辐射段燃烧天 然气提供。在镍催化剂存在其主要反应如下：CH4 + H2O 斗 * CO + 3H2 - QCO + H2O * CQ + H2 + Q 2.1.3中温变换转化炉送来的原料气，含13.3%左右的CO,变换的作用是使CO在催化剂存在的 条件下，与水蒸汽反应而生成 CO2和H2。这

10、样，增加了需要的原料氢气。中温变换反应的反应方程式如下：CO + H2O p CQ + H2 + Q这是一个可逆的放热反应，降低温度和增加过量的水蒸汽，均有利于变换反应向右侧 进行，变换反应如果不借助于催化剂，其速度是非常慢的，催化剂能大大加速其反应 速度。第三章 原始开车准备工作3.1现场清理、检查首先要清理现场，清除一切与安装无关的东西，要保证进出口道路及安全通道的 畅通。要特别注意检查与安全有关的设施是否齐备完好，如消防栓、灭火器、安全 阀、阻火器、放空管、电气防爆设施等。3.2系统吹扫 吹扫的目的是吹出设备、管道的杂物，保证投产后的产品质量及不出现堵塞阀 门、管道和仪表事故。3.3 管

11、道、设备清洗 管道、设备、阀门等在制造过程中，表面积有不少油污、杂物，单靠吹除一般处 理不干净，一旦带到催化剂上会毒害催化剂，带入产品会影响其质量，当杂物太多时 还会造成管道、阀门、仪表的堵塞，因而必须要清洗。3.4气密性试验 气密性试验的目的是检查设备、阀门、管线、仪表、连接法兰、焊缝是否密封，有无泄漏。气密性试验采用压缩空气，试验压力一般采用最高操作压力的 1.15 倍。在 试验压力下，保压 10 分钟，再将压力降至设计压力，停压 30 分钟，以压力不下降、 无泄漏为合格。主要物料天然气、氢气为易燃易爆、有毒性物料，故在气密性试验中还需测定泄漏率。泄漏率试验压力为设计压力，时间为 24小时

12、，泄漏率以平均每小时w 0.5%为合格。3.4单机试车单机试车目的是考验主要设备性能及组装质量，应按设计要求、机泵使用说明书 等有关规定进行，包括如下几项主要内容：1锅炉给水循环泵J0103a/b的运转性能、输送量和压力；2锅炉给水泵J0102a/b的运转性能、输送气量和压力；3引风机 J0101 的运转性能、输送气量和压力；3.5仪表的检查和校验在系统进行化工试车之前，应由专业人员及操作工人配合对整个仪表系统进行全 面检查及调试，看是否符合工艺设计的要求。进行各仪表报警值的试验，看是否准确 可靠，同时查看报警指示灯和声响是否正确。3.6吹干上述工作完成之后，开车前的工作以基本完成。打开设备管

13、道的排污阀，将水排净。由于反应系统、还原活化系统不允许有水，故必须吹干。3.7烘炉砌有耐火材料衬里的炉子，在施工或大修后投入运行前都必须在常温养护之后进行烘炉工作以除去耐火材料或浇铸耐火材料中的水份(物理水和结晶水)。烘炉是在 人工控制条件下进行干燥，这样可以放置这些水份在高温下突然大量逸出，而造成耐 火材料的破裂，此举也增加了耐火材料的强度。因此，是一个重要的程序，必须精心 操作严格控制保证质量以利设备长期运转。3.7.1烘炉前的准备(1) 安装后的新耐火材料在环境温度下最好养护 72个小时以上才能开始烘炉。(2)彻底清理转化炉辐射段对流段、烟道耐火材料衬里是否完整，有无木材或其他 零星杂物遗留在炉内。要确保炉内清洁，炉膛检查完毕后封闭入孔。(3)烘炉期间测温用的热电偶的正确位置及可靠性，应当加以校核，如果正常的测温点的热电偶离开关键的耐火材料部位较远那就还要安装临时热电偶，转化炉 B0101烘炉时的温度是以烟道气入对流段温度(TI 0107)为准。(4)引风机试运转结束，连锁应调试合格。(5)燃料气管线吹扫结束并用氮气置换至 02 V 0.5%。(6)烘炉前完成所有相关主管线的吹扫，并对转化管、对流段盘管充氮气保护，以 免干烧。(7)检查燃料气和蒸汽阀门，管线和仪表并拆除盲板。(8)准备好点火枪、记录报表、安全防护用具，升温曲线，图表和方案。3.7.2转