气制氢装置工艺流程简介及主要设备情况说明
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制氢装置工艺流程简介及主要设备情况说明
天然气制氢装置于2008年从中石化洞氮合成氨车间原料气头部分搬迁至神华。当年设计、当年施工,当年投产。目前运行良好。
工艺流程简要说明如下。
界区来的1.5MPa压力等级的天然气或液化干气在0101-LM和116-F脱液和除去杂质,进入原料气压缩机102-J压缩至4.2MPa,
通过调节进入转化炉对流段加热至350℃左右,进入加氢反应器
101-D加氢(有机硫转化为无机硫),氧化锌脱硫反应器108-
DA/DB除去无机硫(H2S),然后与装置内中压蒸汽管网来的
3.5MPa等级的蒸汽混合,在转化炉对流段加热至500±10℃,进入一段转化炉101-B,在镍系催化剂和高温的作用下反应,约80%左
右的原料气转化生成CO、CO2、H2,工艺介质的温度从810℃降至330℃,其中的热量在废热锅炉101-CA/CB、102-C中得到回收利用,副产10.0MPa压力等级的蒸汽,减压并入装置内3.5MPa蒸汽管网。降温后的工艺介质进入高变反应器104DA将大部分的CO变换成
CO2,回收部分氢气,再在低变反应器104DB中反应,将少量的
CO变换成CO2和H2,经过热量回收和液体脱除后,工艺介质进入脱碳系统吸收塔1101-E,与上部下来的碳酸钾溶液对流换热、脱除CO2,吸收了热量和CO2的碳酸钾溶液从塔底进入再生塔1101-E
再生,脱除CO2后的工艺介质(氢气含量大于93%)从吸收塔顶去PSA工序,经过变压吸附得到纯度为99.5%以上的氢气,经压缩至3.0MPa送至全厂氢气管网,经过变压吸附吸附下来的富甲烷气作为燃料送至装置内转化炉燃烧。流程简图如下:
主要设备参数(涵盖结构、性能等主要参数):
该装置动设备共计36台套,静设备78台套
102-J:
第一废热锅炉(101CA/CB):
形式:刺刀式
换热器规格:Φ1549×13335×24(44)mm
换热管规格:206根(Φ外50/Φ外25)×(3.4/1.65)×5283mm
介质:管程锅炉水/壳程转化气
重量:44010Kg
换热面积:170.9㎡
材质:壳程SA516-70/管程SA-214 SA-209Tla 设计压力:管程11.8/壳程3.4 MPa
设计温度:管程329/壳程1010 ℃
工作压力:管程7.8/壳程3.1 MPa
工作温度:管程314/壳程890 ℃
制造厂家:原产美国湘化机维修
一段转化炉:
形式:箱式炉
规格:长36700×宽18600×高21300
辐射段管数:378根
炉管材质:Hp-Nb
炉管规格:φ内89×18.6×9530 mm
出入口压力:2.3/2.4MPA
出入口温度:830/490
热负荷:73.5MW
燃烧器形式:WYNQ-DQ80 180个
WYNQ-DQ125 10个
WYNQ-DQ60 10个
制造厂家:美国凯洛格
变换反应器
规格:Φ内2134 H=14400mm
介质:天然气/氢气
重量:69854Kg
容积:48.5m³
壳体材质:SA-302GRB
衬材:SA-240
设计/工作压力:4.82/4.07MPa
设计/工作温度:454/420℃
制造厂家:美国
吸收塔:
规格:Φ内2591/Φ内3505 H=47574 δ=37/52 mm 介质:碳酸钾溶液/工艺气
重量:187695Kg
容积:400m³
塔盘形式:填料
层数:4
壳体材质:SA-516-70
设计/工作压力:3.06/2.8MPa
设计/工作温度:140/127℃
制造厂家:美国
再生塔:
规格:Φ内4270 H=56720 δ=16 介质:碳酸钾溶液/CO2
重量:116070Kg
容积:789m³
塔盘形式:填料
层数:3
壳体材质:SA-285-C SA240-T304 设计/工作压力:0.176/0.063MPa 设计/工作温度:149/120℃
制造厂家:美国
PSA:
规格:Φ2600 L=9200
介质:氢气
容积:58m³
形式:立式
壳体材质:16MnR
设计/工作压力:2.84/2.48MPa
设计/工作温度:50/40℃
制造厂家:鹤壁鑫大化工机械有限公司氢气压缩机:
尾气压缩机: