某廠制氫裝置操作規(guī)程

1、第一章 制氫裝置概況 1 第一章 制氫裝置概況1 裝置設(shè)計(jì)、建造、首次開工概況1.1裝置設(shè)計(jì)概況1.1.1設(shè)計(jì)依據(jù)（1） 中石化（1997）建設(shè)字407號(hào)，關(guān)于茂名石化公司5萬(wàn)標(biāo)方米/ 時(shí)制氫裝置初步設(shè)計(jì)的批復(fù)。（2） 中石化(1997)建設(shè)字348號(hào)，關(guān)于茂名石化公司加工進(jìn)口含硫原油改擴(kuò)建工程總體設(shè)計(jì)批復(fù)。（3） 6×104m3/h 制氫裝置(施工圖設(shè)計(jì))工程設(shè)計(jì)合同,合同號(hào)(1997): 茂洛經(jīng)設(shè)字第10號(hào)。1.1.2設(shè)計(jì)原則（1） 制氫裝置的生產(chǎn)能力為6×104m3/h工業(yè)氫，為降低建設(shè)投資，節(jié)省占地面積，采用單系列工藝方案。采用洛陽(yáng)石化工程公司低能耗的輕烴水蒸汽轉(zhuǎn)化

2、技術(shù)以提高裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，降低氫氣生產(chǎn)成本及能耗。（2） 采用華西化工研究所的變壓吸附(PSA)技術(shù)，以提高凈化部分的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性，降低生產(chǎn)成本。（3） 嚴(yán)格遵守有關(guān)環(huán)保 安全及職業(yè)衛(wèi)生法規(guī)，力爭(zhēng)做到經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益的統(tǒng)一。（4） 根據(jù)初步設(shè)計(jì)審查會(huì)的要求，中變反應(yīng)后增設(shè)低溫變換系統(tǒng)。（5） 根據(jù)廠方要求，增加0.45MPa低壓蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。1.1.3裝置概況1.1.3.1概述 制氫裝置是茂名石化公司加工進(jìn)口含硫原油改擴(kuò)建工程的一部分。制氫裝置與渣油加氫脫硫裝置組成聯(lián)合裝置；與第四套常減壓蒸餾裝置、第三套重油催化裂化裝置和柴油加氫精制裝置共用一個(gè)中心控制室，與渣油加氫脫硫和柴油加氫精制共用一個(gè)變

3、配電間，分析化驗(yàn)由第三分析站完成，鍋爐水質(zhì)分析項(xiàng)目由動(dòng)力廠完成。1.1.3.2裝置組成 原料脫硫轉(zhuǎn)化變換PSA凈化工業(yè)氫1.1.3.3生產(chǎn)規(guī)模 制氫裝置設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為6×104m3/h工業(yè)氫，實(shí)際產(chǎn)氫要求: 6×104m3/h。年開工時(shí)數(shù)為8000小時(shí)。1.2裝置建造概況裝置占地面積10500平方米，總投資為2.8億元。裝置于1997年7月15日破土動(dòng)工，1999年9月30日工程實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)中交。1.3裝置首次開工概況裝置于1999年6月1日開始裝置管線水沖洗。8月8日17：18時(shí)，轉(zhuǎn)化爐開始氮?dú)庋h(huán)烘爐點(diǎn)火升溫，經(jīng)過11天的時(shí)間，先后完成了原料預(yù)熱爐、轉(zhuǎn)化爐烘爐及水汽系統(tǒng)煮

4、爐、熱氮試運(yùn)等過程，至19日，順利完成烘爐煮爐程序，然后，中壓汽包按煮爐曲線進(jìn)行要求由3.0MPa開始降壓，8月20日2：00時(shí)當(dāng)汽包壓力降至1.1MPa時(shí)，發(fā)現(xiàn)蒸汽過熱段有大量蒸汽泄漏并伴有堿液外流。經(jīng)熄火降溫后檢查，發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象：（1） 彎頭箱內(nèi)大部分彎頭和連接短管嚴(yán)重?cái)嗔眩芽p達(dá)100多處，均為穿透性裂縫。斷口多數(shù)為橫向斷口，外徑無(wú)變化。（2） 裂縫多在焊縫附近，而彎頭多在背彎位置。（3） 彎頭箱內(nèi)大部分直管和彎頭表面粘滿濃縮的煮爐堿液。（4） 中壓汽包內(nèi)旋風(fēng)分離器的氣罩有6個(gè)偏離，其中1個(gè)與主體已分離。（5） 爐內(nèi)翅片管未發(fā)現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。8月27日裝置撇開蒸汽過熱段，開始熱氮試運(yùn)，9月5

5、日轉(zhuǎn)化爐達(dá)到配汽條件，配入外來(lái)蒸汽，9月9日轉(zhuǎn)化爐熄火，裝置熱氮運(yùn)結(jié)束。9月18日裝置開始裝填催化劑，9月28日裝填結(jié)束。10月8日低變催化劑開始還原，10月11日還原結(jié)束。10月12日進(jìn)行加氫催化劑的預(yù)硫化。10月15日制氫裝置建立脫硫、轉(zhuǎn)化、中變大循環(huán)，進(jìn)行首次開汽。10月19日9：00時(shí)轉(zhuǎn)化爐達(dá)到配氫配汽條件，在進(jìn)行配氫配汽檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化爐下集合管外接管泄漏，裝置被迫停爐檢查。在324根外接管中，先后查出89根帶穿透和未穿透裂紋的接管。11月17日8：00時(shí)制氫裝置建立脫硫轉(zhuǎn)化大循環(huán)，轉(zhuǎn)化爐、加熱爐重新升溫，裝置重新開工，11月19日11：00時(shí)進(jìn)行配氫配汽，11月20日0：05時(shí)檢查

6、發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化爐下支尾管與加強(qiáng)接頭之間連接處漏氫并著火，裝置再次停爐檢查。接頭上側(cè)有3根開裂（1根裂于母材已穿透，2根裂于焊縫）；接頭下側(cè)有9根全部沿焊縫開裂；3根有25的氣孔。12月14日裝置重新開汽，于12月15日進(jìn)行配氫配汽，于12月16日20：30時(shí)生產(chǎn)出合格的氫氣。2 裝置改造內(nèi)容2.1裝置2001年大修改造內(nèi)容2.1.1 技措項(xiàng)目(1) 將高壓氮引至凈化風(fēng)入口分液罐入口(2) V2023壓控閥前增設(shè)消音器,引至界區(qū)平臺(tái)(3) 中低變反應(yīng)器充氮閥移至地面(4) R2002A、B入口增設(shè)高壓N2線(5) E2001管程出口增設(shè)大閥及盲板。(6) 增設(shè)一臺(tái)大流量的輕石油泵(7) 更換HS760

7、1、HS7602兩個(gè)快速排水閥(8) 并網(wǎng)氫氣增設(shè)流量孔板并引入DCS(9) 壓縮機(jī)入口系統(tǒng)氫氣流量引入DCS(10) V2007出口聯(lián)鎖閥KV7302增加手動(dòng)開關(guān)(11) 第一、五分水罐更換液控閥(12) P2003A/B大回流增加調(diào)節(jié)閥。(13) 利用柴油加氫新氫機(jī)，提高轉(zhuǎn)化系統(tǒng)循環(huán)量(14) R2001增加并聯(lián)安全閥(15) 壓縮機(jī)房增加加油機(jī)固定電源(16) FI7401擴(kuò)大量程(17) FI7403擴(kuò)大量程(18) FI7404擴(kuò)大量程2.1.2 基建填平補(bǔ)齊及設(shè)計(jì)回訪項(xiàng)目(1) 除氧器V2021出口管道200-DOW2012.2B(H40)增加一切斷閥，將P2006回流線改至V20

8、17。(2) P2001出口管線更改為DN80管線。(3) SC2001采樣線15-FG2013修改。(4) 低壓汽包（V2023）上的安全閥SV2010A/B出口管原固定支架更改。(5) 開工加熱器（E2011）管程材質(zhì)修改，E2011的管程，材質(zhì)改為15CrMo（R）。(6) 轉(zhuǎn)化爐（F2002）下集合管及其冷卻系統(tǒng)更換。(7) 在低壓蒸汽發(fā)生器E2010低變氣出入口管道增加一條跨線。(8) 原料氣壓縮機(jī)（C2001）入口分液罐增設(shè)液位自動(dòng)控制回路，并增設(shè)高低液位報(bào)警。(9) 更換PSA系統(tǒng)的全部旋塞閥。(10) 低變升溫?zé)崃骶€增設(shè)溫控閥。(11) C2001A、B“一回一”、“二回二”增

9、設(shè)自動(dòng)控制回路。2.1.3 大修零星工程項(xiàng)目（1） 更新加藥泵P2005（2） 轉(zhuǎn)化爐入口充N2線移至KV7204閥后。（3） 管P2020：中變氣自E2002至R2003下部管線材質(zhì)升級(jí)。（4） 管P2020/1：低變氣自R2004下部至E2010管線材質(zhì)升級(jí)。（5） 管P2021/1：低變氣自管P2020至管P2020/1材質(zhì)升級(jí)。（6） 雙聯(lián)冷卻器SC2005采樣槽排水引至地面。（7） 變換區(qū)1.0MPa蒸汽管線末端增設(shè)導(dǎo)淋。（8） E2005出口增加切斷閥。（9） 壓縮機(jī)聯(lián)箱與V2002入口增設(shè)跨線。（10） 低變?nèi)肟谏郎卦€修改。（11） 轉(zhuǎn)化開工線單向閥及截止閥移至地面。（12）

10、脫硫反應(yīng)器增加一個(gè)采樣器。（13） 增加南北制氫純氫線作開工用。（14） V2011頂部出口安閥前增加一個(gè)壓力表。（15） V2001進(jìn)口管線增設(shè)蒸汽吹掃線。（16） 壓縮機(jī)入口聯(lián)箱增設(shè)蒸汽吹掃線。（17） 火炬線北端增設(shè)一條DN20的蒸汽吹掃線。（18） 火炬線北端增設(shè)一條DN50的蒸汽吹掃線。（19） PSA區(qū)火炬線增設(shè)蒸汽吹掃線。（20） 脫附氣與瓦斯連通線上增加DN40吹掃線。（21） V2030增加DN20蒸汽吹掃線。（22） V2001增加DN50的無(wú)鹽水趕油線。（23） V2007出口低變升溫冷流線閥后增加壓力表。（24） P2002出口與P2006出口增設(shè)跨線，可將工藝?yán)淠?/p>

11、至渣油作注水用。（25） 南界區(qū)增加操作平臺(tái)。（26） 所有可燃?xì)怏w及石腦油線界區(qū)閥前增加導(dǎo)淋閥。（27） 氫氣至煤油加氫及潤(rùn)滑油加氫的管線焊接。（28） 低溫放空線及高溫放空線接頭改造。（29） 循環(huán)水進(jìn)出口總管增加壓力表。（30） 將E2012A/B的管束更換為不銹鋼材質(zhì)。（31） V2017及V2021安全閥增加手閥。（32） 過熱段出口安全閥SV2013增加手閥。（33） 增加氫氣至三催化色譜儀作載氣用。（34） 甲烷分析儀增加預(yù)處理器。（35） F2001及F2002氧化鋯改造。2.2裝置2003年大修改造內(nèi)容2.2.1技措項(xiàng)目情況（1） 增加一臺(tái)小流量石腦油泵P2001D（2） F

12、2001、F2002增加煙氣采樣管及配電（3） 低溫放空線增加流量計(jì)FIQ7408（4） 增加工業(yè)氫至溶劑油加氫管線2.2.2車間技術(shù)改造項(xiàng)目情況（1） P2002A/B增加跨線（2） 脫硫反應(yīng)器后增加一個(gè)總采樣器（3） 轉(zhuǎn)化爐進(jìn)出口管線增加現(xiàn)場(chǎng)壓力表（4） 瓦斯系統(tǒng)增加低壓氮?dú)饷苤脫Q線（5） 壓縮機(jī)入口充氮線改雙閥（6） 轉(zhuǎn)化開工線增加放火炬線（7） 工業(yè)氫并網(wǎng)線界區(qū)閥前增加現(xiàn)場(chǎng)壓力表（8） F2001瓦斯阻火器前增加現(xiàn)場(chǎng)壓力表2.2.3儀表改造項(xiàng)目情況（1） V2004/V2005/V2006液控調(diào)節(jié)閥更換（2） V2006/V2007/V2013A/V2021沉筒液位計(jì)改差壓液位計(jì)2.2

13、.4設(shè)備更新情況（1） 更新轉(zhuǎn)化爐空氣預(yù)熱器（2） 更新轉(zhuǎn)化爐四臺(tái)風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門2.3裝置2003年大修改造內(nèi)容低變催化劑還原流程改造：自C2001A/B出口至F2002管線上增加一管線至E2011殼程入口。煉廠氣膜分離技術(shù)改造項(xiàng)目：在干氣壓縮機(jī)出口增加膜分離裝置，膜分離裝置出來(lái)的氫氣送至1.2MPa氫氣管網(wǎng)；尾氣再作為制氫原料進(jìn)入原料預(yù)熱爐F2001；而膜分離裝置出來(lái)的凝液經(jīng)V2030界區(qū)外壓油線直接送至四蒸餾裝置回用。轉(zhuǎn)化開工系統(tǒng)壓力控制改造：在第五分水罐V2007至壓縮機(jī)C2001管線改為PV7310閥后至C2001入口，用于轉(zhuǎn)化系統(tǒng)循環(huán)時(shí)控制C2001入口壓力。燃料氣流控閥FV7502閥

14、后增加阻火器。將干氣壓縮機(jī)C2001A/B一、二級(jí)入口緩沖罐就地自動(dòng)排凝閥排放改為密閉式排放至火炬。更換轉(zhuǎn)化催化劑、低變催化劑和PSA部分分子篩。原料加熱爐對(duì)流管更換。PSA程控閥更換。PSA程序完善修改。3設(shè)計(jì)原料和產(chǎn)品性質(zhì)3.1 原料性質(zhì) 制氫裝置設(shè)計(jì)原料有加氫干氣、渣油加氫釋放氣、輕石腦油， 主要性質(zhì)如下：表一 加氫干氣、渣油加氫釋放氣的主要性質(zhì)名 稱凈化干氣，mol%脫硫凈化氣，mol%渣油加氫釋放氣，mol%H242.1616.0641.12CH47.1532.7528.22C2H612.2225.7315.04C3H819.8914.7311.06n-C415.507.804.02

15、n-C51.611.080.29n-C60.84H2O1.571.010.25硫含量ppm(w)202020合 計(jì)100100100溫 度，404040壓力MPa(abs)0.40.44.05表二 輕石腦油的主要性質(zhì)項(xiàng) 目組 成，mol%C3H80.59C4H101.53C4H101.81C5H1218.03C5H128.85C6H1412.292-甲基戊烷24.193-甲基戊烷12.57甲基環(huán)戊烷0.14硫含量50ppm合 計(jì)100溫 度40壓 力0.25密 度675.5kg/m3表三 循環(huán)氫的主要性質(zhì)項(xiàng) 目組 成，mol%H299.99CH40.01CO+CO220ppmH2O平衡合計(jì)10

16、0溫度40壓力4.0MPa3.2 產(chǎn)品規(guī)格表四 工業(yè)氫的主要規(guī)格項(xiàng) 目組 成，mol%H299.99CH40.01CO+CO220ppmH2O平衡合計(jì)100溫度40壓力2.45MPa表五 脫附氣的主要規(guī)格項(xiàng) 目組 成，mol%H220.91CH417.37CO1.19CO259.73H2O0.80合計(jì)100溫度40壓力0.03MPa表六 設(shè)計(jì)產(chǎn)品為氫氣和尾氣組成情況物流名稱混合氣全部回收原料氣產(chǎn)品氣尾氣H2 mol%62.6294.8433.92C1 mol%12.042.7120.36C2 mol%3.800.436.8C3 mol%8.470.4215.65C4 mol%9.220.162

17、6.52C5 mol%0.720.010.71N2 mol%2.841.21.36O2 mol%0.270.234.29H2S mol%0.010.010.31合計(jì) mol%1001001004設(shè)計(jì)物料平衡及公用消耗4.1 設(shè)計(jì)物料平衡表六 裝置的物料平衡項(xiàng) 目收率，（mol%）數(shù) 量/h104t/a原 料輕石腦油82936.63混合干氣93147.45工藝蒸汽7413959.31合 計(jì)9174673.39產(chǎn) 品工業(yè)氫53974.32脫附氣4504136.03冷凝水4130833.04合 計(jì)9174673.394.2 公用工程消耗表七 能耗計(jì)算匯總(計(jì)算方法按SYJ 1029-83規(guī)定)序號(hào)項(xiàng)

18、目消耗量燃料低熱值或能耗指標(biāo)總能耗, MJ/h103m3/h耗量小時(shí)耗量單位數(shù)量單位數(shù)量單位數(shù)量1脫硫凈化氣44.92696MJ/kg45121322凈化干氣37.42242MJ/kg451008903釋放氣72.94376MJ/kg451969204輕石腦油138.28293MJ/kg453731855燃料氣m3n75.2m3n4512MJ/m3n29.572806脫鹽水t1.3t75.6MJ/t96.372807循環(huán)水t2.4t141.3MJ/t4.195928電kw.h27.2kw.h1634.3MJ/kw.h12.562052793.5MPa蒸汽t0.48t-28.6MJ/t3684.

19、30-105371100.45MPa蒸汽t0.15t-9MJ/t2763.29-2487011凈化風(fēng)m3n9m3n540MJ/m3n1.6790212新鮮水t0.21t12.8MJ/t7.549713綜合能耗8245765裝置設(shè)計(jì)邊界條件及主要工藝指標(biāo)5.1裝置設(shè)計(jì)邊界條件(1)脫硫凈化氣壓力 0.5MPa溫度 40(2)凈化干氣壓力 0.5MPa溫度 40(3)釋放氣壓力 4.15MPa溫度 40(4)柴油加氫循環(huán)氫壓力 5.0MPa溫度 40(5)管網(wǎng)氫壓力 1.2MPa溫度 40(6)燃料氣（催化干氣）進(jìn)裝置溫度 40進(jìn)裝置壓力 0.3MPa低熱值 28784kJm3n組成 (mol)H

20、2 37.74CH4 23.92C2H6 10.94C3H8 1.45C4H10 0.29C5H12 0.06C2H4 13.89O2 0.52N2 8.83CO2 1.68H2O 0.68合計(jì) 100(7)循環(huán)水供水溫度 32供水壓力 0.45MPa(8)新鮮水供水溫度 32供水壓力 0.29MPa(9)無(wú)鹽水供水溫度 32供水壓力 0.25MPa(10)中壓蒸汽(3.5MPa蒸汽)壓力 3.5MPa溫度 420(11)低壓蒸汽(1.0MPa蒸汽)壓力 1.0MPa溫度 220(12)低低壓蒸汽(0.45MPa蒸汽)壓力 0.45MPa溫度 154(13)凈化風(fēng)壓力 0.5MPa溫度 40(

21、14)非凈化風(fēng)壓力 0.5MPa溫度 40(15)高壓氮?dú)鈮毫?5.0MPa溫度 40(16)低壓氮?dú)鈮毫?0.58MPa溫度 405.2主要工藝指標(biāo)(1)脫硫系統(tǒng)原料油緩沖罐液位于 % 4070加熱爐出口溫度 370±10加熱爐爐膛溫度 800加氫反應(yīng)器入口溫度 380加氫反應(yīng)器熱點(diǎn)溫度 390脫硫反應(yīng)器入口溫度 360±10系統(tǒng)壓力 MPa(abs) 3.10加氫催化劑裝填量 m3 15.7脫氯劑裝填量 m3 9.4脫硫劑裝填量 m3 18.8×2脫硫劑硫容 公斤硫公斤催化劑 0.25(2)轉(zhuǎn)化爐入口溫度 480520出口溫度 820爐膛熱點(diǎn)溫度 1020爐膛

22、溫差 100水碳比 molmol 3.5碳空速 h-1 1000轉(zhuǎn)化爐出口殘余甲烷含量 % 10催化劑裝填量 m3 35.8(3)中低變反應(yīng)器中變?nèi)肟跍囟?360±10中變床層熱點(diǎn)溫度 450低變?nèi)肟跍囟?205215低變床層熱點(diǎn)溫度 230中變出口CO含量 % 3低變出口CO含量 % 0.3中變催化劑裝填量 m3 41.5低變催化劑裝填量 m3 36.0中變空速（干） h-1 2000低變空速（干） h-1 2000(4)分水罐低變氣第一分水罐 % 4070低變氣第二分水罐 % 4070低變氣第三分水罐 % 4070低變氣第四分水罐 % 2040低變氣第五分水罐 % 830(5)汽

23、提塔凈化水液位 % 4070(6)PSA凈化部分入口溫度 3240入口壓力 MPa（abs） 2.40±0.2出口壓力 MPa（abs） 2.40±0.2(7)PSA單元序號(hào) 變壓吸附步驟 代號(hào) 壓力(MPa)1 吸附一 A1 2.452 吸附二 A2 2.453 吸附三 A3 2.454 吸附四 A4 2.455 一均降 E1 2.452.06 二均降 E2 2.01.57 三均降 E3 1.51.08 四均降 E4 1.00.529 順放一 PP1 0.520.4310 順放二 PP2 0.430.3411 順放三 PP3 0.340.2512 逆放 D 0.250.0

24、313 沖洗三 P3 0.0314 沖洗二 P2 0.0315 沖洗一 P1 0.0316 四均升 R4 0.030.5217 三均升 R3 0.521.018 二均升 R2 1.01.519 一均升 R1 1.52.020 產(chǎn)品升 FR 2.02.4(8)膜分離單元膜前壓力 2.93.2 -3.3MPa膜前溫度 65-85加熱溫差 25-40進(jìn)氣流量 0-12240m3/hH2S濃度 0.01% (mol)提純氫氣純度 94%提純氫氣壓力 1.0MPa（G）旋風(fēng)分離器液位LICSA-101 2040%6工藝流程說明6.1膜分離系統(tǒng)膜分離單元主要由原料氣預(yù)處理和膜分離兩部分組成。混合加氫干氣經(jīng)

25、干氣壓縮機(jī)升壓至3.4MPa，升溫至110，首先進(jìn)入冷卻器（E-102）冷卻至45左右，然后進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)，預(yù)處理系統(tǒng)由旋風(fēng)分離器（V-101）、前置過濾器(F-101AB)、精密過濾器(F-102AB)和加熱器（E-101）組成。預(yù)處理的目的是除去原料氣中可能含有的液態(tài)烴和水，以及固體顆粒，從而得到清潔的飽和氣體，為防止飽和氣體在膜表面凝結(jié)，在進(jìn)入膜分離器前，先進(jìn)入加熱器（E-101）加熱到80左右，使其遠(yuǎn)離露點(diǎn)。經(jīng)過預(yù)處理的氣體直接進(jìn)入膜分離器（M-101），膜分離器將氫氣與其他氣體分離，從而實(shí)現(xiàn)提純氫氣的目的。每個(gè)膜分離器外形類似一管殼式熱交換器，膜分離器殼內(nèi)由數(shù)千根中空纖維膜絲填充，類

26、似于管束。原料氣從上端側(cè)面進(jìn)入膜分離器。由于各種氣體組分在透過中空纖維膜時(shí)的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)不同，導(dǎo)致不同氣體在膜中的相對(duì)滲透速率不同，在原料氣的各組分中氫氣的相對(duì)滲透速率最快，從而可將氫氣分離提純。在原料氣沿膜分離器長(zhǎng)度方向流動(dòng)時(shí)，更多的氫氣進(jìn)入中空纖維。在中空纖維芯側(cè)得到94的富氫產(chǎn)品，稱為滲透氣，壓力為1.3 MPa（G），該氣體經(jīng)產(chǎn)品冷卻器（E-103）冷卻到40后進(jìn)入氫氣管網(wǎng)。沒有透過中空纖維膜的貧氫氣體在殼側(cè)富集，稱為尾氣，尾氣進(jìn)入制氫下工序。本單元設(shè)有聯(lián)鎖導(dǎo)流閥（HV-103）和聯(lián)鎖放空閥（HV-104），當(dāng)緊急停車時(shí)，膜前切斷閥（HV-101）關(guān)閉，保護(hù)膜分離器，同時(shí)HV-10

27、3和 HV-104自動(dòng)打開，保證原料氣通過HV-103直接進(jìn)入制氫裝置，確保制氫裝置連續(xù)生產(chǎn)；通過HV-104的分流，可以保證通過HV-103進(jìn)入制氫裝置的氣體流量不至于波動(dòng)過大，使制氫裝置平穩(wěn)運(yùn)行。6.2 脫硫系統(tǒng)本制氫裝置原料共有三種：輕石腦油、渣油加氫釋放氣、加氫干氣（渣油加氫干氣、柴油加氫脫硫凈化氣、加氫裂化干氣）。以石腦油為原料時(shí)，石腦油由系統(tǒng)管網(wǎng)進(jìn)入，先進(jìn)入原料緩沖罐（V2001），然后由石腦油泵（P2001A、P2001B、P2001C）抽出經(jīng)加壓至4.45Mpa后進(jìn)入原料預(yù)熱爐（F2001）。鈷鉬加氫脫硫所需的氫氣，由柴油加氫裝置來(lái)，但是一般采用南北制氫來(lái)的純氫氣或由PSA返回

28、的自產(chǎn)氫經(jīng)壓縮機(jī)加壓后在石腦油泵出口與石腦油混合，一起進(jìn)入原料預(yù)熱爐。以加氫干氣為原料時(shí)，加氫干氣首先進(jìn)入加氫干氣分液罐（V2002），經(jīng)分液后進(jìn)入加氫干氣壓縮機(jī)（C2001A、C2001B）加壓至3.8MPa，在石腦油泵出口與石腦油混合后一起進(jìn)入原料預(yù)熱爐。渣油加氫釋放氣（4.2MPa）直接由渣油加氫裝置送來(lái)，在石腦油泵出口與石腦油混合后，一起進(jìn)入原料預(yù)熱爐?；旌虾蟮脑希ㄓ?、氣）先進(jìn)入原料預(yù)熱爐（F2001），加熱至脫硫反應(yīng)所需溫度（330380）后（此時(shí)原料已全部汽化），進(jìn)入加氫反應(yīng)器（R2001），在此發(fā)生加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)，使有機(jī)硫化物和有機(jī)氯化物轉(zhuǎn)化為硫化氫和氯化氫。加氫反應(yīng)器下部裝有脫

29、氯劑，可將原料氣中的氯含量脫至0.2PPm以下。從加氫反應(yīng)器出來(lái)的原料氣進(jìn)入氧化鋅脫硫反應(yīng)器（R2002A、R2002B），兩個(gè)氧化鋅脫硫反應(yīng)器既能單獨(dú)使用，也能串在一起使用。在此反應(yīng)器里，氧化鋅與硫化氫發(fā)生反應(yīng)，生成硫化鋅，脫硫后，原料氣中的硫含量可降至0.5ppm以下。在原料預(yù)熱爐入口裝有N2管、1.0MPa蒸汽管及柴油加氫新氫機(jī)出口來(lái)的管線，在加氫反應(yīng)器入口裝有凈化風(fēng)管、N2管、1.0MPa蒸汽管及低變開工線，在脫硫反應(yīng)器入口裝有凈化風(fēng)管、高壓N2管、低壓N2管、1.0MPa蒸汽管，在脫硫系統(tǒng)出口有開工排放氣管線。這些管線都是開工或特殊需要時(shí)使用的。原料氣經(jīng)脫氯、脫硫處理后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)

30、。6.3 轉(zhuǎn)化部分脫硫后的原料氣在進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐（F2002）之前，按水碳比3.5與來(lái)自本裝置中壓汽包（V2015）的3.5MPa的中壓蒸汽混合，混合后經(jīng)轉(zhuǎn)化爐對(duì)流段的原料預(yù)熱段加熱至500，由轉(zhuǎn)化爐的上集合管進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐（F2002）。轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)裝有轉(zhuǎn)化催化劑，在催化劑的作用下，烴類與水蒸汽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，整個(gè)過程是強(qiáng)吸熱的。反應(yīng)生成物為H2、CO、CO2，以及殘余的甲烷及過剩的水蒸汽。轉(zhuǎn)化反應(yīng)所需的熱量由設(shè)置于爐子頂部的氣體燃料燒嘴提供。燃料氣由裝置燃料系統(tǒng)來(lái)，轉(zhuǎn)化爐爐溫與燃料氣串級(jí)調(diào)節(jié)，具體控制方法在自動(dòng)控制部分再具體說明。出轉(zhuǎn)化爐、溫度為820的高溫轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器（E2001）與來(lái)

31、自中壓汽包的汽包水、汽換熱，換熱后溫度降至360380，然后進(jìn)入中溫變換反應(yīng)部分。轉(zhuǎn)化爐入口裝有從壓縮機(jī)出口過來(lái)的開工線及柴油加氫新氫機(jī)出口來(lái)的管線。6.4中低溫變換部分從轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器出來(lái)的360380的轉(zhuǎn)化氣，進(jìn)入中溫變換反應(yīng)器（R2003），在催化劑的作用下，發(fā)生變換反應(yīng)，使變換氣中CO的含量降至5%，從中變反應(yīng)器出來(lái)的中變氣進(jìn)入鍋爐給水第二預(yù)熱器（E2002），再進(jìn)入低變反應(yīng)器（R2004）。從低溫變換反應(yīng)器出來(lái)的低變氣進(jìn)入低壓蒸汽發(fā)生器（E2010），與來(lái)自低壓汽包（V2023）的低壓汽包鍋爐水換熱，溫度降至168，接著進(jìn)入低變氣第一分水罐（V2003），經(jīng)分液后，從頂部出來(lái)的低變

32、氣、水蒸汽進(jìn)入鍋爐給水第一預(yù)熱器（2003），與來(lái)自中壓給水泵（P2003A、P2003B）的除氧水換熱，溫度降至148，然后進(jìn)入低變氣第二分水罐（V2004），分液后，從頂部出來(lái)的低變氣、水蒸汽分兩路分別進(jìn)入無(wú)鹽水預(yù)熱器（E2004）及除氧用蒸汽發(fā)生器（E2005）。在無(wú)鹽水預(yù)熱器，低變氣與來(lái)自無(wú)鹽水泵（P2004A、P2004B）或其跨線的無(wú)鹽水換熱 。在除氧用蒸汽發(fā)生器，低變氣與來(lái)自0.1MPa低壓汽包（V2022）底部的汽包水換熱，換熱后，從兩個(gè)換熱器出來(lái)的低變氣混合后進(jìn)入低變氣第三分水罐（V2005）。從其頂部出來(lái)的低變氣進(jìn)入低變氣空冷器（E2006）。從低變氣第一、二、三分水罐底部

33、出來(lái)的酸性水混合后進(jìn)入酸性水汽提塔（T2001）的中部。從低變空冷器出來(lái)的低變氣進(jìn)入低變氣第四分水罐（V2006），分液后，從其頂部出來(lái)的低變氣進(jìn)入低變氣冷卻器（E2007），與循環(huán)水換熱后進(jìn)入低變氣第五分水罐，從其頂部出來(lái)的40左右的低變氣進(jìn)入變壓吸附系統(tǒng)（PSA）。從低變氣第四、第五分水罐底部出來(lái)的酸性水混合后進(jìn)入酸性水汽提塔（T2001）的上部。在第五分水罐頂部引出來(lái)的管線上，分別裝有：低變升溫開工線、低變氣至加氫干氣壓縮機(jī)入口線、低變氣至燃料氣混合器管線、低變氣至柴油加氫新氫機(jī)入口管線，這些管線都是為開工或特殊情況下使用的。6.45PSA凈化部分 經(jīng)過冷卻分水后的低變氣，進(jìn)入裝有吸附劑

34、的吸收塔（A2001AJ）、通過吸附除去氫氣以外的其它雜質(zhì)（CH4、CO、CO2、H2O），使氣體得以凈化。吸附了雜質(zhì)的吸附床再生進(jìn)行均壓、順放、逆放、吹掃等過程，使吸附劑得以再生，再充壓吸附。上述過程是在一套程序控制指揮下，自動(dòng)地、周而復(fù)始地進(jìn)行。凈化后工業(yè)氫純度99.99%，以恒定流量送至渣油加氫氫裝置、系統(tǒng)氫氣管網(wǎng)、實(shí)華溶劑油廠、航煤加氫裝置等用氫地方。吸附劑再生時(shí)得到的尾氣，經(jīng)脫附氣緩沖罐（V2014）作為轉(zhuǎn)化爐作燃料氣。6.6 鍋爐給水及產(chǎn)汽部分(1)給水除氧部分自裝置總管來(lái)的無(wú)鹽水直接經(jīng)過無(wú)鹽水泵的跨線或首先進(jìn)入無(wú)鹽水罐（V2016），然后經(jīng)無(wú)鹽水泵（P2004A、P2004B）升

35、壓送至無(wú)鹽水預(yù)熱器（E2004），與來(lái)自低變氣第二分水罐的低變氣換熱，從換熱器出來(lái)的低變氣與從酸性水汽提塔底泵來(lái)的凝結(jié)水（36.8t/h）混合一并進(jìn)入除氧器（V2017、V2021）。除氧用的蒸汽一部分來(lái)自蒸汽擴(kuò)容器（V2018）的二次蒸汽（0.5t/h），另一部分來(lái)自除氧用蒸汽發(fā)生器（E2005）。除氧器正常運(yùn)行時(shí)，通過調(diào)節(jié)除氧用蒸汽發(fā)生器的熱量來(lái)控制除氧器的壓力。無(wú)鹽水除氧后經(jīng)過中壓給水泵（P2003A、P2003B）抽出送到中壓產(chǎn)汽部分。(2)中壓產(chǎn)汽部分來(lái)自中壓給水泵的無(wú)鹽水（92.6t/h）經(jīng)過鍋爐水第一預(yù)熱器（E2003）預(yù)熱至175，然后經(jīng)鍋爐給水第二預(yù)熱器（E2002）加熱至飽

36、和溫度進(jìn)入中壓汽包（V2015），汽包水經(jīng)過轉(zhuǎn)化爐對(duì)流段的蒸汽發(fā)生段及轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器（E2001）換熱，產(chǎn)生4.1MPa飽和蒸汽，該飽和蒸汽經(jīng)對(duì)流段過熱段過熱至420，從過熱段出來(lái)的過熱蒸汽大部分（63.3t/h）由裝置自用，其余（27.5t/h）小部分外送至中壓蒸汽管網(wǎng)。另外，從鍋爐給水第一預(yù)熱器出來(lái)的無(wú)鹽水有一路進(jìn)入0.45MPa低壓蒸汽汽包（V2023）。從其底部出來(lái)的無(wú)鹽水進(jìn)入低壓蒸汽發(fā)生器（E2010），與來(lái)自低溫變換反應(yīng)器的低變氣換熱，產(chǎn)生低壓蒸汽，進(jìn)入低壓蒸汽汽包，從低壓蒸汽汽包出來(lái)的低壓蒸汽一部分進(jìn)入除氧槽（V2017、V2021）及酸性水汽提塔（T2001），另一部分并入0

37、.45MPa低壓蒸汽管網(wǎng)。(3)加藥及排污部分固體磷酸三鈉加入醚酸三鈉溶解箱（V2020）溶解后，經(jīng)加藥泵（P2005）送至中壓汽包（V2015）及低壓汽包（V2023）。為了減少系統(tǒng)的熱損失和保護(hù)環(huán)境，系統(tǒng)還設(shè)置了蒸汽連續(xù)排污器（V2018）和定期排污器（V2019），中壓產(chǎn)汽系統(tǒng)的排污水溫位較高，送至連續(xù)排污器，從其頂部出來(lái)的擴(kuò)容蒸汽送至除氧器，而底部的污水送入定期排污器，并加入新鮮水冷卻至40以下排入污水管網(wǎng)。6.7燃料氣系統(tǒng)煉廠燃料管網(wǎng)來(lái)的燃料氣首先進(jìn)入裝置燃料氣分液罐（V2025），從分液罐出來(lái)的燃料氣分兩路。一路直接去原料預(yù)熱爐（F2001）及轉(zhuǎn)化爐（F2002），另一路去燃料氣混

38、合器（MI2001）。開工期間，從開工用油氣分離罐出來(lái)的混合氣返回燃料氣分液罐（V2025），作為燃料使用。開工期間，低變氣排放氣以及PSA脫附氣可以引入燃料氣混合罐（MI2001），從混合罐出來(lái)的燃料氣去轉(zhuǎn)化爐，作為轉(zhuǎn)化爐的另一路燃料。6.8 壓縮機(jī)系統(tǒng) 本裝置的加氫干氣壓縮機(jī)（C2001A、C2001B），主要用于輸送氣體原料和開停工循環(huán)。壓縮機(jī)的入口管線有五組：(1) 渣油加氫干氣、柴油加氫脫硫凈化氣、加氫裂化干氣混合進(jìn)入加氫干氣分液罐（V2002），從分液罐頂部出來(lái)的加氫干氣進(jìn)入加氫干氣壓縮機(jī)。(2) 開工氣體（N2、H2、凈化風(fēng)）聯(lián)箱的開工線，引至加氫干氣壓縮機(jī)入口。(3) 第五分水

39、罐出口引出的開工線，引至加氫干氣壓縮機(jī)入口。(4) 機(jī)體置換低壓N2線，直接引至加氫干氣壓縮機(jī)入口。(5) 南北制氫來(lái)的純氫線，直接引至加氫干氣壓縮機(jī)入口。加氫干氣壓縮機(jī)出口管線有四路：(1) 壓縮機(jī)出口至原料預(yù)熱爐入口（脫硫開工線）。(2) 壓縮機(jī)出口至轉(zhuǎn)化爐入口（轉(zhuǎn)化開工線）。(3) 壓縮機(jī)出口至加氫干氣分液罐入口（壓縮機(jī)經(jīng)過E2009殼程回流線）。(4) 壓縮機(jī)出口至加氫干氣分液罐入口（壓縮機(jī)不經(jīng)過E2009殼程回流線）。6.9酸性水汽提系統(tǒng)從低變氣第四、第五分水罐底部來(lái)的酸性水進(jìn)入酸性水汽提塔（T2001）的上部，從低變第一、第二、第三分水罐底來(lái)的酸性水進(jìn)入汽提塔的中部。作為汽提用的低

40、壓蒸汽由0.45MPa低壓汽包（V2023）提供，從汽提塔的底部進(jìn)入汽提塔。另外，還專門設(shè)有從1.0MPa蒸汽管網(wǎng)來(lái)的1.0MPa蒸汽，作為汽提塔的備用蒸汽。從汽提塔出來(lái)的已經(jīng)脫除了CO2的凈化水由汽提泵（P2002A、P2002B）抽出，根據(jù)需要，有以下四種流程：(1) 可以直接進(jìn)入除氧器，除氧后作為鍋爐給水。這樣，既保護(hù)了環(huán)境，又減少了脫鹽水用量。采取這項(xiàng)措施，裝置可減少脫鹽水約39t/h。(2) 可以直接進(jìn)入E2008管程出口循環(huán)熱水線，返回循環(huán)水場(chǎng)進(jìn)行處理。(3) 可以直接在P2002出口經(jīng)跨線送至渣油加氫裝置作反應(yīng)注水及低壓汽包產(chǎn)汽用。(4) 可以直接排入明溝。(5) 酸性水經(jīng)P20

41、02送至熱電車間處理。 目前，由于酸性水回收的工藝技術(shù)仍不夠成熟，裝置汽提塔汽提后的酸性水直接排入明溝。第二章 工藝原理、催化劑及助劑制氫過程可分為幾個(gè)反應(yīng)步驟：鈷鉬加氫脫硫反應(yīng)、脫氯反應(yīng)、氧化鋅脫硫反應(yīng)、烴類水蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)、一氧化碳變換反應(yīng)及氫氣提純部分（本裝置用PSA）。為了分離出部分加氫干氣中的氫氣，在干氣壓縮機(jī)與加氫加熱爐之間增加膜分離單元。1鈷鉬加氫脫硫脫氯反應(yīng)1.1反應(yīng)原理 制氫原料油、氣中含有各種有機(jī)硫，在一定的溫度（一般為260400）及有H2存在的條件下，鈷鉬加氫脫硫催化劑能使有機(jī)硫轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)硫，無(wú)機(jī)硫再由其它脫硫劑（如ZnO）吸收，原料中含有的烯烴也能被加氫飽和，有機(jī)氯化物

42、被加氫生成HCL。反應(yīng)式如下:(1)硫醇加氫反應(yīng)式: R-SH H2 RH H2S (2)二硫醚加氫反應(yīng)式: R-S-S-R' 3H2 RH 2H2S R'H (3)硫醚加氫反應(yīng)式: R-S-R'H 2H2 RH R'H H2S (4) 二硫化碳加氫反應(yīng)式: CS2 4H2 CH4 2H2S (5) 硫氧化碳加氫反應(yīng)式: COS H2 H2S CO (6) 烯烴加氫反應(yīng)式: RCH=CHR' H2 RCH2-CH2R' (7) 有機(jī)氯化物加氫反應(yīng)式: R-CL H2 R-H HCL（反應(yīng)式中：R、R代表烷基）1.2影響因素(1)溫度 鈷鉬催化劑進(jìn)

43、行加氫脫硫時(shí)，操作溫度通?？刂圃?60400范圍內(nèi)，當(dāng)溫度低于220，加氫效果明顯下降，溫度高于420以上催化劑表面聚合和結(jié)碳現(xiàn)象增加。(2)壓力 由于有機(jī)硫化物在輕油中的含量不高，故壓力對(duì)氫解反應(yīng)影響不大，壓力由整個(gè)工藝流程的要求決定，通?？刂圃?.04.0MPa。(3)空速 單位時(shí)間（h），通過單位催化劑體積（m3）的氣體（折合為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）體積數(shù)量，稱為空速，單位為m3/h.m3，可簡(jiǎn)寫為h-1。有些反應(yīng)，水蒸汽參與反應(yīng)過程，但計(jì)算空速時(shí)不計(jì)算水蒸汽的體積，這時(shí)的空速稱為干氣空速。在烴類轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，把碳原子大于2的烴折算為CH4，再計(jì)算空速，這時(shí)的空速稱為碳空速。使用液體原料時(shí)，按液體的

44、體積計(jì)算出來(lái)的空速稱為液空速。加氫反應(yīng)屬內(nèi)擴(kuò)散控制，如增加空速，則原料流速加大，使原料在催化劑床層中的停留時(shí)間縮短，反應(yīng)不完全，所以加氫反應(yīng)要在一定的空速下進(jìn)行。但為了提高生產(chǎn)能力，在保證出口硫含量滿足工藝要求的條件下，通常均采可能用盡高的空速，一般輕油的空速范圍為16h-1。(4)氫油比 加氫脫硫反應(yīng)，增加氫油比，即提高氫分壓，不但能抑制催化劑的積炭，還有利于氫解過程的進(jìn)行。相反，如果烴類的分壓增加，會(huì)使烴類在催化劑表面被吸附，從而減少了催化劑表面積，抑制氫解反應(yīng)。所以高氫油比對(duì)加氫反應(yīng)有利，一般氫油比為80100（體積）。氫油比過低，脫硫達(dá)不到要求。2脫氯反應(yīng)2.1.反應(yīng)原理 有機(jī)氯化物經(jīng)鈷鉬催化劑轉(zhuǎn)化生成無(wú)機(jī)氯化物，主要以氯化氫的形式存在，它能與脫氯劑中堿性或與氯