變換氣脫碳與提純工藝過程

1、關(guān)于變換氣脫碳與提純工藝過程現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁，共70頁2一、蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置工藝簡介一、蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置工藝簡介 1、工藝過程 輕烴水蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)是在轉(zhuǎn)化催化劑作用下，以脫硫后的天然氣、加氫干氣、拔頭油等烴類與水蒸汽反應(yīng)生成轉(zhuǎn)化氣，經(jīng)過變換工序、脫碳及PSA提純后，產(chǎn)出產(chǎn)品氫氣及副產(chǎn)品二氧化碳和燃料廢氫。提純工藝中普遍使用變壓吸附和碳酸鉀溶液吸收方法?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二頁，共70頁3一、蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置工藝簡介一、蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置工藝簡介2、苯菲爾脫碳提純、PSA原則工藝圖 優(yōu)點(diǎn)：氫損失小，得到副產(chǎn)品工業(yè)CO2，降低加工損失缺點(diǎn)：氫純度低，燃料消耗大，能耗高，氫氣壓力低脫碳中低變換轉(zhuǎn)化蒸氣燃料

2、氣甲烷化CO2產(chǎn)品輕烴脫硫氫氣現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三頁，共70頁4一、蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置工藝簡介一、蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置工藝簡介2、苯菲爾脫碳提純法及PSA原則工藝圖輕烴PSA中(低)變換轉(zhuǎn)化脫硫高純氫氣蒸氣優(yōu)點(diǎn)：氫純度、壓力高，燃料消耗小，能耗低。缺點(diǎn)：氫損失略大，無副產(chǎn)CO2?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁，共70頁5二、低變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程1、脫碳工藝原理低變氣一般含有20%以上的CO2及少量甲烷、CO，從變換氣中組成看到，CO2是變換氣中主要雜質(zhì)。苯菲爾溶液是以碳酸鉀為吸收劑，二乙醇胺為活化劑，五氧化二釩為緩蝕劑的混合溶液進(jìn)行吸收二氧化碳，被本菲爾溶液吸收后的低變氣叫粗氫。作為吸收劑，碳酸

3、鉀含量的高低，決定溶液的吸收效果。下面是碳酸鉀溶液對二氧化碳的吸收和解吸的反學(xué)方程式：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五頁，共70頁6二、低變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程1、脫碳工藝原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁，共70頁7二、低變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程2、脫碳工藝流程圖換 熱 器貧 液 泵貧 液 空 冷 器再生塔吸收塔變 換 氣二 氧 化 碳粗 氫半 貧 液無 鹽 水無 鹽 水半 貧 液富 液TICT現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第七頁，共70頁8二、低變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程3、苯菲爾法脫除二氧化碳操作條件現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁，共70頁9二、低變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程3、苯菲爾法脫除二

4、氧化碳操作條件現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁，共70頁10二、低變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程3、苯菲爾法脫除二氧化碳操作條件現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁，共70頁11二、低變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程3、苯菲爾法脫除二氧化碳操作條件現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十一頁，共70頁12二、低變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程3、苯菲爾法脫除二氧化碳操作條件現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十二頁，共70頁13二、低變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程3、苯菲爾法脫除二氧化碳操作條件現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁，共70頁14二、低變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程3、苯菲爾法脫除二氧化碳操作條件現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十四頁，共70頁15二、低

5、變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程3、苯菲爾法脫除二氧化碳操作條件現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十五頁，共70頁16二、低變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程3、苯菲爾法脫除二氧化碳操作條件現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十六頁，共70頁17二、低變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程3、苯菲爾法脫除二氧化碳操作條件現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十七頁，共70頁18二、低變氣脫碳工藝過程二、低變氣脫碳工藝過程3、苯菲爾法脫除二氧化碳操作條件現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十八頁，共70頁19三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程1、甲烷化工藝原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十九頁，共70頁20三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程1、甲烷化工藝原理甲烷化工藝原則流程圖現(xiàn)在

6、學(xué)習(xí)的是第二十頁，共70頁21三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程1、甲烷化工藝原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十一頁，共70頁22三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程2、操作條件對甲烷化反應(yīng)的影響 影響甲烷化反應(yīng)的操作條件如下：催化劑活性、反應(yīng)操作溫度、反應(yīng)壓力、反應(yīng)空速、反應(yīng)物濃度等方面。下面分別討論各工藝參數(shù)對甲烷化反應(yīng)的影響。 首先在這里值得再提的是，無論是CO或CO2的甲烷化反應(yīng)，都是體積縮小、強(qiáng)放熱的反應(yīng)，在這個認(rèn)識前提下，就很容易理解影響的原因了。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十二頁，共70頁23三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程2、操作條件對甲烷化反應(yīng)的影響2.1催化劑活性化工生產(chǎn)中使用催化劑是基于催

7、化劑的催化性和選擇性，有了這個性質(zhì)，我們才能在比較低溫度條件下獲得所希望的產(chǎn)品。甲烷化催化劑的活性好，可使甲烷化反應(yīng)速度快，CO和CO2去除徹底，一旦催化劑使用不當(dāng)，造成活性衰退，就很難保持裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)，使生產(chǎn)能力受到制約?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十三頁，共70頁24三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程2、操作條件對甲烷化反應(yīng)的影響2.2反應(yīng)溫度因甲烷化反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，溫度低有利于反應(yīng)徹底。但溫度過低，反應(yīng)活性分子數(shù)量減少，反應(yīng)速度會因此而減慢。裝置生產(chǎn)在負(fù)荷大的情況下是不能降低溫度操作的，這樣很容易出現(xiàn)反應(yīng)物穿透。如果溫度過高，化學(xué)平衡觀點(diǎn)認(rèn)為，不能把CO和CO2降到更低的水平。因此，實(shí)際生產(chǎn)中

8、，所控制的溫度，一定要兼顧到反應(yīng)速度和深度兩個方面。但當(dāng)甲烷化催化劑裝填量比實(shí)際需要量大很多時，我們是不可能發(fā)現(xiàn)以上規(guī)律的。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十四頁，共70頁25三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程2、操作條件對甲烷化反應(yīng)的影響2.3反應(yīng)壓力CO和CO2的甲烷化反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，壓力升高有利于反應(yīng)徹底。相反，降低反應(yīng)壓力，殘余的CO和CO2就會有所上升。實(shí)際生產(chǎn)中，甲烷化反應(yīng)器的壓力變化是非常小的，我們很難覺察出這些微小變化的。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十五頁，共70頁26三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程2、操作條件對甲烷化反應(yīng)的影響2.4反應(yīng)空速反應(yīng)空速，對反應(yīng)的深度影響較大。當(dāng)空速增大時，不但

9、單位時間內(nèi)流過催化劑床層的CO和CO2量增加，而且這些物質(zhì)在反應(yīng)床層內(nèi)反應(yīng)時間也短，很容易出現(xiàn)反應(yīng)物穿透，使產(chǎn)品質(zhì)量受影響。當(dāng)質(zhì)量不合格時，我們降低產(chǎn)量，實(shí)質(zhì)就是降低空速，這時不但CO和CO2量減少，還延長了它們的反應(yīng)時間，理所當(dāng)然，會有較大的好轉(zhuǎn)。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十六頁，共70頁27三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程2、操作條件對甲烷化反應(yīng)的影響2.5粗氫中CO雜質(zhì)量轉(zhuǎn)化氣中的CO，由于經(jīng)過中、低溫兩次變換后，在其粗氫中的殘量，巳不構(gòu)成對甲烷化反應(yīng)器超溫威脅。但由于CO的甲烷化反應(yīng)放熱量比CO2甲烷化的放熱量還大，在正常流通空速條件下，每增加1%的CO量，會使甲烷化反應(yīng)器床層溫度升高72。

10、所以在正常生產(chǎn)中，一定要象控制吸收塔那樣嚴(yán)格，控好變換反應(yīng)，監(jiān)控好CO殘量，才能保證甲烷化反應(yīng)器不發(fā)生超溫事故?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十七頁，共70頁28三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程2、操作條件對甲烷化反應(yīng)的影響2.6粗氫中CO2雜質(zhì)量CO2 含量是造成甲烷化反應(yīng)器超溫的最大潛在危害。因?yàn)檎Ｉa(chǎn)中，一旦吸收塔不正常，很容易使大量的CO2進(jìn)入到甲烷化反應(yīng)器內(nèi)，每增加1%的CO2，會造成反應(yīng)器床層溫度升高60，CO2的增加到20%的可能，這是生產(chǎn)中一個嚴(yán)重的危害因素?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十八頁，共70頁29三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑型號堆積外觀規(guī)格mm重度kg/L比表面積

11、m2/gJ101灰黑色圓柱體 54.5-5.5 0.9-1.2 -250 J103H黑色條狀物 65-8 0.8-0.9 130-170 J105灰黑色圓柱體 54.5-5.0 1.0-1.2 -250 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十九頁，共70頁30三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑型號化學(xué)組成，重量%主要生產(chǎn)單位NiAl2O3MgOJ10146.042.0南化催化劑廠，四川化工總廠J103H12余量遼河化肥廠催化劑分廠J10521.024.0-30.510.5-14.5南化催化劑廠，南化研究院現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十頁，共70頁313、甲烷化催化劑J103/J103H技術(shù)參數(shù)1 物理性質(zhì)

12、J103 J103H外觀： 黑灰色條狀物 黑色條狀物規(guī)格（mm）： 56510/3510 56510/3510堆密度(kg/l)： 0.850.95 0.750.9比表面（m2/g）： 120 120 磨 耗（%）： 10 102化學(xué)性質(zhì)總鎳含量(Ni%): 16 (其中還原 Ni%10) 20 (用于乙烯凈化工藝,其中還原Ni%14) 30 40 也可根據(jù)操作條件的不同做相應(yīng)的調(diào)整。鋁含量(Al2O3): 余量產(chǎn)品適用條件運(yùn)行溫度（）：250500空速（h-1）： 10000現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十一頁，共70頁32三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十二頁，共70

13、頁33三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑還原溫度， 304 329 354 379 405還原度，% 4.8 27.9 69.6 90.6 101.2現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十三頁，共70頁34三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十四頁，共70頁35三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十五頁，共70頁36三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十六頁，共70頁37三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十七頁，共70頁38三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷

14、化催化劑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十八頁，共70頁39三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十九頁，共70頁40三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十頁，共70頁41三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十一頁，共70頁42三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十二頁，共70頁43三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十三頁，共70頁44三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工藝過程3、甲烷化催化劑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十四頁，共70頁45三、甲烷化工藝過程三、甲烷化工

15、藝過程3、甲烷化催化劑現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十五頁，共70頁46一制氫低變氣分液流程一制氫低變氣分液流程現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十六頁，共70頁47一制氫脫碳流程一制氫脫碳流程現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十七頁，共70頁48一制氫脫碳流程一制氫脫碳流程現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十八頁，共70頁49一制氫甲烷化流程一制氫甲烷化流程現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十九頁，共70頁50四、低變氣脫碳操作四、低變氣脫碳操作現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十頁，共70頁51四、低變氣脫碳操作四、低變氣脫碳操作現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十一頁，共70頁52四、低變氣脫碳操作四、低變氣脫碳操作現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十二頁，共70頁53四、低變氣脫碳操作四、低變氣脫碳操作現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十三

16、頁，共70頁54四、低變氣脫碳操作四、低變氣脫碳操作現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十四頁，共70頁55四、低變氣脫碳操作四、低變氣脫碳操作現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十五頁，共70頁56四、低變氣脫碳操作四、低變氣脫碳操作現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十六頁，共70頁57四、低變氣脫碳操作四、低變氣脫碳操作現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十七頁，共70頁58四、低變氣脫碳操作四、低變氣脫碳操作現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十八頁，共70頁59四、低變氣脫碳操作四、低變氣脫碳操作現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十九頁，共70頁60五、甲烷化操作五、甲烷化操作1、甲烷化操作影響因素（1）溫度的影響甲烷化催化劑在200-500的溫度下都可以使用，為了保護(hù)設(shè)備實(shí)際在285-350的溫度

17、下使用。（2）催化劑活性的影響（3）反應(yīng)空速的影響（4）粗氫中CO和CO2含量的影響（5）脫碳負(fù)荷過大對甲烷化的影響（6）硫、砷毒物對甲烷化催化劑的影響現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六十頁，共70頁61五、甲烷化操作五、甲烷化操作1、甲烷化操作影響因素（7）羰基鎳的影響在溫度低于200，CO與晶體Ni反應(yīng)生成對人體和催化劑都有害的羰基鎳，羰基鎳有劇毒。其反應(yīng)式：Ni4CONi(CO)4 (氣體)如果開工我們用粗氫升溫，在200以下要快速升溫。當(dāng)停工時，甲烷化反應(yīng)器降低溫度在200以前要盡量把系統(tǒng)工藝氣中的CO脫出干凈。甲烷化反應(yīng)器溫度降到200以下時，要用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)器置換干凈。如果要卸劑或者檢查反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件，必須佩帶長管式防毒