以催化干氣的制氫工藝特點(diǎn)

1、1、以催化干氣為原料的制氫工藝流程特點(diǎn)：催化干氣的烯烴含量一般在1020%之間，以催化干氣為原料的制氫裝置工藝流程簡(jiǎn)圖為：氣體原料壓縮-原料預(yù)熱等（變）溫加氫|丄絕熱加氫卄脫氯、 脫硫一配蒸汽-蒸汽轉(zhuǎn)化I 一高（中）溫變換y熱回收ppsa-h氣體原料壓縮-原料預(yù)熱圖1、高烯烴含量烴類為原料的制氫工藝流程該工藝特點(diǎn)為：（1）與傳統(tǒng)烴類制氫原料不同，催化干氣烯烴含量太 高，不能直接用作制氫原料，須將其中的烯烴全部轉(zhuǎn)化為飽和烴。該 工藝增加等（變）溫加氫反應(yīng)器，以滿足高烯烴含量原料烯烴加氫飽 和的放熱要求。部分烯烴在等（變）溫加氫反應(yīng)器完成加氫飽和。（ 2）部分新鮮原料通過(guò)跨線與等（變）溫加氫反應(yīng)器

2、出口原料氣混 合，調(diào)配其中的烯烴含量，以滿足絕熱加氫反應(yīng)器床層溫度達(dá)到 350380匕的要求。（3）經(jīng)過(guò)加氫后的原料中的有機(jī)氯、有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為氯化氫和硫化氫， 在脫硫反應(yīng)器被脫氯劑、脫硫劑脫除。脫硫反應(yīng)器為兩反應(yīng)器串聯(lián)使 用，可在線切換和更換脫硫劑。（4）轉(zhuǎn)化部分采用原料適用性強(qiáng)的轉(zhuǎn)化催化劑，適應(yīng)不同烴類原料 的轉(zhuǎn)化要求。將各種烴類轉(zhuǎn)化為富氫氣體，轉(zhuǎn)化出口 CH含量一般小4于 6%（ v/v）。（5）轉(zhuǎn)化工藝氣經(jīng)高（中）溫變換，將在部分CO轉(zhuǎn)化為C02,同時(shí) 產(chǎn)生更多的氫。中變氣經(jīng)過(guò)多級(jí)熱回收及冷卻，降溫至40C以下，滿足PSA進(jìn)料要求。通過(guò)PSA制得純度99.5%以上的工業(yè)氫，解吸氣作為低熱值

3、燃料返回轉(zhuǎn)化爐作燃料。2 裝置開(kāi)工過(guò)程提要 烴類蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置的開(kāi)工過(guò)程，就是將各種催化劑活化的過(guò)程， 其中原料加氫催化劑需要預(yù)硫化處理，轉(zhuǎn)化及中變催化劑需要還原處 理。脫硫、脫氯劑要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母稍锩撍幚?。以下分別論述。21 加氫催化劑預(yù)硫化制氫原料加氫催化劑投入正常使用前，一般需要將氧化態(tài)的活性組分 先變成具有催化活性的金屬硫化態(tài)形態(tài)，稱為預(yù)硫化，本文不對(duì)加氫 催化劑的詳細(xì)預(yù)硫化過(guò)程進(jìn)行論述，各用戶可參考催化劑供應(yīng)商提供 的催化劑硫化方案，本文主要介紹硫化介質(zhì)及硫化過(guò)程的流程控制。 硫化介質(zhì)硫化介質(zhì)是指催化劑硫化所需的氣體氛圍，一般由N、H、HS組成。222工業(yè)上一般不直接采用 H S

4、作硫化介質(zhì)，而是采用液態(tài)的 CS 、 DMDS22(二甲基二硫)等作為硫化劑。這類硫化劑在氫存在條件下，在150 250C很容易生成HS。硫化劑可采用外購(gòu)方式獲得，貯存在專門(mén)的硫2使用液態(tài)硫化劑，離不開(kāi) H 。氫氣的來(lái)源有以下幾個(gè)，各廠可根據(jù)各2自情況決定（1）廠內(nèi)其他制氫裝置或產(chǎn)氫裝置。 這類氫氣來(lái)源最為方便，但大多數(shù)新建制氫裝置廠家不具備這樣 的條件。（2）本裝置開(kāi)工過(guò)程中用于轉(zhuǎn)化、中變催化劑還原的氨裂解氮?dú)?混合氣。（3）外購(gòu)鋼瓶氫。對(duì)于廠內(nèi)有氫氣來(lái)源的制氫裝置，直接引氫進(jìn)行加氫催化劑的預(yù)硫化 即可，此時(shí)的加氫催化劑采用單獨(dú)的預(yù)硫化流程（圖 2）。循環(huán)壓縮機(jī)L預(yù)熱爐（器）I十加氫反應(yīng)器一

5、冷卻、分離循環(huán)壓縮 機(jī)圖 2、原料加氫催化劑預(yù)硫化流程 使用外購(gòu)鋼瓶氫進(jìn)行預(yù)硫化的制氫裝置也采用上述硫化流程。氫氣一 般在循環(huán)壓縮機(jī)入口補(bǔ)給，硫化劑在預(yù)熱爐前注入。 對(duì)于使用裝置自產(chǎn)氨裂解氮?dú)浠旌蠚膺M(jìn)行硫化的情況，兩個(gè)循環(huán)同時(shí) 在運(yùn)轉(zhuǎn)。一個(gè)是上述加氫催化劑硫化循環(huán)，另外一個(gè)是轉(zhuǎn)化-中變氨 裂解還原循環(huán)。根據(jù)裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，不同的開(kāi)工方案要求，轉(zhuǎn)化- 中變循環(huán)又有幾種情況，在此不一一列舉，需根據(jù)具體情況確定。 不管采用何種方式，加氫催化劑硫化過(guò)程須注意以下幾點(diǎn)：（1）控制較低的硫化循環(huán)壓力。一般應(yīng)低于轉(zhuǎn)化系統(tǒng)壓力02MPa 以上。（ 2）預(yù)硫化過(guò)程中，硫化循環(huán)系統(tǒng)和其他系統(tǒng)用盲板隔開(kāi)。（3）如果

6、采用轉(zhuǎn)化系統(tǒng)氨裂解 N2-H2 氣硫化，轉(zhuǎn)化產(chǎn)氫經(jīng)開(kāi)工循環(huán) 線引至硫化循環(huán)壓縮機(jī)入口，給硫化循環(huán)連續(xù)或間歇式供氫。（紅字廠 家給）轉(zhuǎn)化系統(tǒng)升溫、還原升溫階段制氫裝置升溫初始階段，主要是各反應(yīng)器提溫及相關(guān)催化劑、凈化劑的脫水干燥過(guò)程，此時(shí)采用大循環(huán)升溫流程：圖3、開(kāi)工大循環(huán)升溫流程此時(shí)，循環(huán)升溫系統(tǒng)介質(zhì)為氮?dú)?。?dāng)加氫反應(yīng)器升溫到200C左右，應(yīng)從系統(tǒng)切除出來(lái)，建立單獨(dú)的硫 化循環(huán)（圖2）。（不需預(yù)硫化的裝置可以繼續(xù)升溫至350C，轉(zhuǎn)化配 氫還原前切出，保溫保壓） 此時(shí)建立如下圖 4 循環(huán)升溫流程進(jìn)行轉(zhuǎn)化、中變催化劑的還原： 循環(huán)壓縮機(jī)-轉(zhuǎn)化爐原料預(yù)熱段-蒸汽轉(zhuǎn)化爐 高（中）溫變換反應(yīng)器p熱回收L

7、循環(huán)壓縮機(jī)圖 4、轉(zhuǎn)化、中變催化劑的升溫還原循環(huán)（產(chǎn)氫供硫化）脫硫反應(yīng)器切出系統(tǒng)，保溫保壓。理想的狀態(tài)是脫硫反應(yīng)器升溫到 300 C以上。當(dāng)轉(zhuǎn)化、中變反應(yīng)器具備配蒸汽條件后，配汽繼續(xù)升溫。有氫源的裝置可配汽后立即引氫氣進(jìn)系統(tǒng)。需氨裂解產(chǎn)生氮?dú)錃膺€原的裝置，等轉(zhuǎn)化溫度達(dá)到要求時(shí)開(kāi)始投氨。注氨點(diǎn)位置一般在配汽點(diǎn)后。 對(duì)于采用氨裂解氣為還原介質(zhì)的制氫裝置，強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：(1)投氨時(shí)點(diǎn)：轉(zhuǎn)化爐出口溫度達(dá)到700C時(shí)，開(kāi)始投氨，此時(shí)轉(zhuǎn) 化爐入口溫度一般在450C以上,中變催化劑床層溫度在220250C 之間。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)壓力控制在 0.51.0MPa 為宜，以確保氨順利注入。如果氣溫較低，液氨氣化壓力低時(shí)，

8、可采用降低系統(tǒng)壓力或給 液氨罐伴熱的方法提高液氨的氣化壓力。剛開(kāi)始配氨時(shí)，要緩慢進(jìn)行。投氨閥開(kāi)度不可過(guò)大，以保證系 統(tǒng)氫濃度緩慢增大，避免中溫變換催化劑還原初期的劇烈溫升。中變催化劑還原初期溫升產(chǎn)生后，可穩(wěn)定注氨量，調(diào)整中變冷 換后放空法開(kāi)度保證循環(huán)系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。同時(shí)系統(tǒng)氫濃度逐步提高。( 6)如果要給加氫預(yù)硫化提供氫源，此時(shí)為雙循環(huán)流程。 對(duì)于沒(méi)有中變跨線的裝置，情況有所不同，一般要求在轉(zhuǎn)化、中 變催化劑還原結(jié)束后，再進(jìn)行加氫催化劑的硫化。裝置投料裝置投料條件的確定 加氫催化劑預(yù)硫化結(jié)束，系統(tǒng)置換合格。 轉(zhuǎn)化、中變催化劑還原結(jié)束，各工藝參數(shù)控制得當(dāng)脫硫反應(yīng)器溫度在250C以上。進(jìn)裝置原料脫硫

9、合格，并引至壓縮機(jī)入口閥前。系統(tǒng)大循環(huán)流程打通。裝置投料 打開(kāi)壓縮機(jī)前烴類原料閥，原料進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)壓力隨之逐步提 高。打開(kāi)并調(diào)節(jié)中變后、PSA前放空閥，控制系統(tǒng)壓力以0.51. OMPa/h 速度升高。裝置投料時(shí)應(yīng)注意并做到以下幾點(diǎn)：（1）原料閥開(kāi)啟要緩慢，當(dāng)原料流量計(jì)顯示流量后，及時(shí)校準(zhǔn)、確 認(rèn)。逐步增大進(jìn)料量至滿負(fù)荷的 15%30%。同時(shí)，開(kāi)工循環(huán)返回逐 步關(guān)閉并最終關(guān)閉，維持壓縮機(jī)入口壓力相對(duì)穩(wěn)定。（2）及時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)化爐燃燒量，盡量保持轉(zhuǎn)化爐溫度穩(wěn)定，保證轉(zhuǎn)化 爐出口溫度不低于700C。（3）當(dāng)系統(tǒng)壓力升至正常操作壓力，調(diào)整轉(zhuǎn)化爐入、出口溫度、水 碳比等工藝參數(shù)，轉(zhuǎn)化、中變氣組成分析合格后，投用 PSA。（4）PSA 產(chǎn)氫后，及時(shí)切斷中變后循環(huán)返回線，將自產(chǎn)氫氣通過(guò)壓 縮機(jī)入口配入