变换气脱碳与提纯工艺过程

1、关于变换气脱碳与提纯工艺过程现在学习的是第一页，共70页2一、蒸汽转化制氢装置工艺简介一、蒸汽转化制氢装置工艺简介 1、工艺过程 轻烃水蒸汽转化反应是在转化催化剂作用下，以脱硫后的天然气、加氢干气、拔头油等烃类与水蒸汽反应生成转化气，经过变换工序、脱碳及PSA提纯后，产出产品氢气及副产品二氧化碳和燃料废氢。提纯工艺中普遍使用变压吸附和碳酸钾溶液吸收方法。现在学习的是第二页，共70页3一、蒸汽转化制氢装置工艺简介一、蒸汽转化制氢装置工艺简介2、苯菲尔脱碳提纯、PSA原则工艺图 优点：氢损失小，得到副产品工业CO2，降低加工损失缺点：氢纯度低，燃料消耗大，能耗高，氢气压力低脱碳中低变换转化蒸气燃料

2、气甲烷化CO2产品轻烃脱硫氢气现在学习的是第三页，共70页4一、蒸汽转化制氢装置工艺简介一、蒸汽转化制氢装置工艺简介2、苯菲尔脱碳提纯法及PSA原则工艺图轻烃PSA中(低)变换转化脱硫高纯氢气蒸气优点：氢纯度、压力高，燃料消耗小，能耗低。缺点：氢损失略大，无副产CO2。现在学习的是第四页，共70页5二、低变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程1、脱碳工艺原理低变气一般含有20%以上的CO2及少量甲烷、CO，从变换气中组成看到，CO2是变换气中主要杂质。苯菲尔溶液是以碳酸钾为吸收剂，二乙醇胺为活化剂，五氧化二钒为缓蚀剂的混合溶液进行吸收二氧化碳，被本菲尔溶液吸收后的低变气叫粗氢。作为吸收剂，碳酸

3、钾含量的高低，决定溶液的吸收效果。下面是碳酸钾溶液对二氧化碳的吸收和解吸的反学方程式：现在学习的是第五页，共70页6二、低变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程1、脱碳工艺原理现在学习的是第六页，共70页7二、低变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程2、脱碳工艺流程图换 热 器贫 液 泵贫 液 空 冷 器再生塔吸收塔变 换 气二 氧 化 碳粗 氢半 贫 液无 盐 水无 盐 水半 贫 液富 液TICT现在学习的是第七页，共70页8二、低变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件现在学习的是第八页，共70页9二、低变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二

4、氧化碳操作条件现在学习的是第九页，共70页10二、低变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件现在学习的是第十页，共70页11二、低变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件现在学习的是第十一页，共70页12二、低变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件现在学习的是第十二页，共70页13二、低变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件现在学习的是第十三页，共70页14二、低变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件现在学习的是第十四页，共70页15二、低

5、变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件现在学习的是第十五页，共70页16二、低变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件现在学习的是第十六页，共70页17二、低变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件现在学习的是第十七页，共70页18二、低变气脱碳工艺过程二、低变气脱碳工艺过程3、苯菲尔法脱除二氧化碳操作条件现在学习的是第十八页，共70页19三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程1、甲烷化工艺原理现在学习的是第十九页，共70页20三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程1、甲烷化工艺原理甲烷化工艺原则流程图现在

6、学习的是第二十页，共70页21三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程1、甲烷化工艺原理现在学习的是第二十一页，共70页22三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程2、操作条件对甲烷化反应的影响 影响甲烷化反应的操作条件如下：催化剂活性、反应操作温度、反应压力、反应空速、反应物浓度等方面。下面分别讨论各工艺参数对甲烷化反应的影响。 首先在这里值得再提的是，无论是CO或CO2的甲烷化反应，都是体积缩小、强放热的反应，在这个认识前提下，就很容易理解影响的原因了。现在学习的是第二十二页，共70页23三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程2、操作条件对甲烷化反应的影响2.1催化剂活性化工生产中使用催化剂是基于催

7、化剂的催化性和选择性，有了这个性质，我们才能在比较低温度条件下获得所希望的产品。甲烷化催化剂的活性好，可使甲烷化反应速度快，CO和CO2去除彻底，一旦催化剂使用不当，造成活性衰退，就很难保持装置满负荷生产，使生产能力受到制约。现在学习的是第二十三页，共70页24三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程2、操作条件对甲烷化反应的影响2.2反应温度因甲烷化反应是强放热反应，温度低有利于反应彻底。但温度过低，反应活性分子数量减少，反应速度会因此而减慢。装置生产在负荷大的情况下是不能降低温度操作的，这样很容易出现反应物穿透。如果温度过高，化学平衡观点认为，不能把CO和CO2降到更低的水平。因此，实际生产中

8、，所控制的温度，一定要兼顾到反应速度和深度两个方面。但当甲烷化催化剂装填量比实际需要量大很多时，我们是不可能发现以上规律的。现在学习的是第二十四页，共70页25三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程2、操作条件对甲烷化反应的影响2.3反应压力CO和CO2的甲烷化反应是体积缩小的反应，压力升高有利于反应彻底。相反，降低反应压力，残余的CO和CO2就会有所上升。实际生产中，甲烷化反应器的压力变化是非常小的，我们很难觉察出这些微小变化的。现在学习的是第二十五页，共70页26三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程2、操作条件对甲烷化反应的影响2.4反应空速反应空速，对反应的深度影响较大。当空速增大时，不但

9、单位时间内流过催化剂床层的CO和CO2量增加，而且这些物质在反应床层内反应时间也短，很容易出现反应物穿透，使产品质量受影响。当质量不合格时，我们降低产量，实质就是降低空速，这时不但CO和CO2量减少，还延长了它们的反应时间，理所当然，会有较大的好转。现在学习的是第二十六页，共70页27三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程2、操作条件对甲烷化反应的影响2.5粗氢中CO杂质量转化气中的CO，由于经过中、低温两次变换后，在其粗氢中的残量，巳不构成对甲烷化反应器超温威胁。但由于CO的甲烷化反应放热量比CO2甲烷化的放热量还大，在正常流通空速条件下，每增加1%的CO量，会使甲烷化反应器床层温度升高72。

10、所以在正常生产中，一定要象控制吸收塔那样严格，控好变换反应，监控好CO残量，才能保证甲烷化反应器不发生超温事故。现在学习的是第二十七页，共70页28三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程2、操作条件对甲烷化反应的影响2.6粗氢中CO2杂质量CO2 含量是造成甲烷化反应器超温的最大潜在危害。因为正常生产中，一旦吸收塔不正常，很容易使大量的CO2进入到甲烷化反应器内，每增加1%的CO2，会造成反应器床层温度升高60，CO2的增加到20%的可能，这是生产中一个严重的危害因素。现在学习的是第二十八页，共70页29三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂型号堆积外观规格mm重度kg/L比表面积

11、m2/gJ101灰黑色圆柱体 54.5-5.5 0.9-1.2 -250 J103H黑色条状物 65-8 0.8-0.9 130-170 J105灰黑色圆柱体 54.5-5.0 1.0-1.2 -250 现在学习的是第二十九页，共70页30三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂型号化学组成，重量%主要生产单位NiAl2O3MgOJ10146.042.0南化催化剂厂，四川化工总厂J103H12余量辽河化肥厂催化剂分厂J10521.024.0-30.510.5-14.5南化催化剂厂，南化研究院现在学习的是第三十页，共70页313、甲烷化催化剂J103/J103H技术参数1 物理性质

12、J103 J103H外观： 黑灰色条状物 黑色条状物规格（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化学性质总镍含量(Ni%): 16 (其中还原 Ni%10) 20 (用于乙烯净化工艺,其中还原Ni%14) 30 40 也可根据操作条件的不同做相应的调整。铝含量(Al2O3): 余量产品适用条件运行温度（）：250500空速（h-1）： 10000现在学习的是第三十一页，共70页32三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂现在学习的是第三十二页，共70

13、页33三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂还原温度， 304 329 354 379 405还原度，% 4.8 27.9 69.6 90.6 101.2现在学习的是第三十三页，共70页34三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂现在学习的是第三十四页，共70页35三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂现在学习的是第三十五页，共70页36三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂现在学习的是第三十六页，共70页37三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂现在学习的是第三十七页，共70页38三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷

14、化催化剂现在学习的是第三十八页，共70页39三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂现在学习的是第三十九页，共70页40三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂现在学习的是第四十页，共70页41三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂现在学习的是第四十一页，共70页42三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂现在学习的是第四十二页，共70页43三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂现在学习的是第四十三页，共70页44三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工艺过程3、甲烷化催化剂现在学习的是第四十四页，共70页45三、甲烷化工艺过程三、甲烷化工

15、艺过程3、甲烷化催化剂现在学习的是第四十五页，共70页46一制氢低变气分液流程一制氢低变气分液流程现在学习的是第四十六页，共70页47一制氢脱碳流程一制氢脱碳流程现在学习的是第四十七页，共70页48一制氢脱碳流程一制氢脱碳流程现在学习的是第四十八页，共70页49一制氢甲烷化流程一制氢甲烷化流程现在学习的是第四十九页，共70页50四、低变气脱碳操作四、低变气脱碳操作现在学习的是第五十页，共70页51四、低变气脱碳操作四、低变气脱碳操作现在学习的是第五十一页，共70页52四、低变气脱碳操作四、低变气脱碳操作现在学习的是第五十二页，共70页53四、低变气脱碳操作四、低变气脱碳操作现在学习的是第五十三

16、页，共70页54四、低变气脱碳操作四、低变气脱碳操作现在学习的是第五十四页，共70页55四、低变气脱碳操作四、低变气脱碳操作现在学习的是第五十五页，共70页56四、低变气脱碳操作四、低变气脱碳操作现在学习的是第五十六页，共70页57四、低变气脱碳操作四、低变气脱碳操作现在学习的是第五十七页，共70页58四、低变气脱碳操作四、低变气脱碳操作现在学习的是第五十八页，共70页59四、低变气脱碳操作四、低变气脱碳操作现在学习的是第五十九页，共70页60五、甲烷化操作五、甲烷化操作1、甲烷化操作影响因素（1）温度的影响甲烷化催化剂在200-500的温度下都可以使用，为了保护设备实际在285-350的温度

17、下使用。（2）催化剂活性的影响（3）反应空速的影响（4）粗氢中CO和CO2含量的影响（5）脱碳负荷过大对甲烷化的影响（6）硫、砷毒物对甲烷化催化剂的影响现在学习的是第六十页，共70页61五、甲烷化操作五、甲烷化操作1、甲烷化操作影响因素（7）羰基镍的影响在温度低于200，CO与晶体Ni反应生成对人体和催化剂都有害的羰基镍，羰基镍有剧毒。其反应式：Ni4CONi(CO)4 (气体)如果开工我们用粗氢升温，在200以下要快速升温。当停工时，甲烷化反应器降低温度在200以前要尽量把系统工艺气中的CO脱出干净。甲烷化反应器温度降到200以下时，要用氮气将反应器置换干净。如果要卸剂或者检查反应器内构件，必须佩带长管式防毒