脱硫槽的结构及其原理:
25氧化铝瓷球
脱硫槽主要添装的是氧化锰和 氧化锌，将天然气中的硫脱至０.２ ＰＰm以下。从下往上依次是直径 为50毫米的氧化铝瓷球，然后是直 径为25的氧化铝瓷球，加一层丝网 后，加氧化锌，在中间加一层钼网， 再加入氧化锌，加一层丝网后，直 径为25的氧化铝瓷球，直径为50毫 米的氧化铝瓷球。 反应原理：
• 二氧化碳： 为无色、无臭的不可燃比空气重的气 •
•
体。分子量44.01，密度1.527g/L，溶于水的程度 为 171ml/100ml(0℃)和 36ml/100ml(60℃)，压力 加大后，水溶性增高。高浓度时略带酸味。 氢气：是无色无味的气体，密度0.0695g/cm3,相对 分子量2.0158,在空气中的爆炸极限为4~74.2%。 能燃烧，并能与许多非金属和金属直接化合。在常 温下不活泼，但在高温时或催化剂存在时则十分活 泼。用于制造合成氨、盐酸、硬化油、合成甲醇、 有机化合物加氢等工业，也用作金属矿的还原剂和 作氢气球等。 天然气：是以甲烷为主要成分的气体混合物，同时 含有少量的乙烷、丙烷、丁烷等烷烃，还含有二氧 化碳、氧、氮、硫化氢、水分等。我国四川产天然 气，一般含甲烷95%以上；而各油田所产天然气， 一般含甲烷80%左右。在空气中的爆炸极限为 5.3~15%.
转化管
原料气分离器
PV0101
燃料气缓冲灌
引风机
放空
蒸气分离器 转化气冷却器
中 变 炉
废热锅炉
锅炉给水预热器
水冷器 变 换 气06c
04c
06d
04d
06e
HV0201
04e
HV0202 ＰV0203
05a
02a
05b
02b
05c
02c
05d
02d
05e
02e ＰV0201 产品气缓冲灌
PICA0101 PT0107a PI0104 PI0105 PI0155 PIC0103 PDT0107
入界区天然气压力 入转化炉辐射段压力 下部炉膛负压 上部炉膛负压 入中变气体压力 出废锅蒸汽压力 转化炉床层阻力降
1.8~2.4MPa 1.8~2.4MPa -6~-5mmH2O -11~-8mmH2O
废热锅炉是降低工艺气的温 度，同时产生2.4MPa的蒸 汽,在正常开车的时候用于和 天然气混合做为反应气体之 一, 并将转化气的温度降到 指标范围内，壳程走软水， 管程走转化气．
废热锅炉
安全和化学性质:
• 化工生产中，安全大于一切，安全生产是关系到
人民生命，国家财产安全的大事，是国家根本性 政策，也是一项群众性的工作。因此操作人员应 该掌握有关的安全生产的基本知识，自觉遵守有 关的规章制度，严格按照操作规程操作，确保实 现安全，文明生产。 • 天燃气制氢岗位主要物料为：天燃气、水、二氧 化碳、氢气和少量的一氧化碳等，装置在置换等 过程中采用氮气，氮气是无色无味的惰性气体， 不自燃也不助燃。当空气中氮含量增高，至使氧 含量低于18％时，会使人呼吸困难，威胁生命。
氧化锰
筛板
氧化锌
25氧化铝瓷球
COS + MnO H2S + MnO H2S + ZnO
= MnS + CO2 = MnS + H2O = ZnS + H2O
50氧化铝瓷球
吸附塔的结构及其原理
分子筛X30
分子筛X32 吸附塔提纯氢气的原理，是利用吸附 剂对不同吸附质的选择性和吸附剂对 吸附质吸附容量随压力变化而有所差 异的特性，在高压下吸附原料中的杂 质组分，低压下脱附这些杂质而使吸 附剂获得再生.整个操作过程均在环境 温度下进行 1. 吸附塔压力降至低压。 2.用 纯氢在低压下冲洗吸附剂,以清除尚残 留吸附剂中的杂质。 3. 吸附塔 用纯氢升压至吸附压力以准备再次分 离原料气。 吸附塔
安全注意事项：
• 1、天然气制氢岗位系统天然气转化、变压吸附为中压操作，因此必须
•
确保设备、管道、仪表、阀门等完好、密闭，定期或不定期检查其密闭 性，消除跑、冒，滴、漏，使车间空气中有毒物质含量低于国家规定的 最高允许浓度。 2、天然气转化、变压吸附系统露天装置，以保持良好通风。必要时采 用局部强制通风，以消除积聚的爆炸性混合物。 3、系统为中压操作，且天然气、氢气均属易燃易爆气体，应特别注意 防火防爆。岗位应在明显标置处配备相应的消防用品、和防护用品，如 灭火器、防毒面具、防护眼镜、氧气呼吸器等。 4、操作人员在操作或检修时应穿戴好必要的防护用品，防止有毒物质 直接与皮肤接触，严防有毒物质溅入眼内。 5、严格执行动火制度，如需动火必须按规定办好动火手续，取样分析 合格后经有关管理部门批准，并在安全技术部门和消防检查部门监督下 进行作业。 6、检修设备、管道、阀门时，应与工艺操作人员相配合，执行有关检 修规定，作好现场监护工作，避免事故发生。 7、若发生事故，立即报告有关部门。在领导和安全人员指挥下组织抢 救，迅速弄清中毒及事故原因。严重者立即送医院抢救。
•
•
• •
甲烷转化所需热量由底部烧咀燃烧燃料混 合气提供。转化气出转化炉的温度约650-850℃，残余甲烷含量约3.0％（干基）， 进入废热锅炉C0101的管程，C0101产生 2.4MPa（A）的饱和蒸汽。出废热锅炉的转 化气温度降至450℃左右，再进入转化冷却 器C0102，进一步降至360℃左右，进入中 温变换炉。转化气中含13.3％左右的CO， 在催化剂的作用下与水蒸气反应生成CO2和 H2，出中变炉的转化气再进入废热锅炉 C0101的管程换热后，再经锅炉给水预热器 C0103和水冷器C0104被冷至≤40℃，进入 变换气分离器F0102分离出工艺冷凝液，工 艺气体压力约为1.4MPa（G）。
~ 1.37MPa
~2.1MPa ~0.3MPa
FT0104
工艺蒸汽流量
~645kg/h
工艺天然气流量
~220Nｍ3/h
入转化炉混合气流 量
~1022Nｍ3/h
FT0102
入界区燃料天然气 流量
~70Nｍ3/h
制氢工序工艺流程简介
主工艺气 蒸汽 燃料气 尾气
FV0101 脱 硫 槽
PV0101
学习内容
• 制氢岗位基本任务和工艺指标 • 制氢岗位工艺流程简介 • 制氢岗位设备结构及原理 • 制氢岗位安全和化学性质
岗位基本任务和控制指标
•
以天燃气为原料的烃类和蒸汽转化， 经脱硫、催化转化、中温变化，制得丰富 含氢气的转化气，再送入变压吸附装置精 制，最后制得纯度≥ 99.9%以上的氢气送 至盐酸，在盐酸合成炉内合成ＨＣＬ，以 达到电氯生产平衡，使电解出来多余的氯 气全部转化．
• 一氧化碳：是无色无气味的气体，密度比空
气略小，难溶于水 ,剧毒,通过呼吸进入人体 而中毒,进入血液中,会将血液中的氧排出,使 血液缺氧从而发生窒息,另外一氧化碳也有毒 害细胞的作用,使中枢神经系统中毒！使用时 必须注意安全。使用时应注意通风、排气。 在液化煤气中添加具有特殊气味的物质能帮 助人们判断是否发生了煤气泄漏，避免中毒、 爆炸事故的发生。 ①空气中气体污染物 有CO等。②CO主要来自汽车排放的尾气等。 ③空气污染的危害性极大，直接威胁人类的 生存。
华强化工
天然气制氢岗位电教片
•岗位简介
•
制氢岗位隶属电氯分厂氯车间.是氯 车间的一个重要工序 .电氯分厂整个系统 氯气严重富裕,对系统造成了严重的影响, 而液氯的价格较底,又无法排放.本着降低 成本,增加利润,促进环保的目的.在各级 领导的周密策划及广大员工的共同努力 下,于2014年8月筹建了天然气制氢装置, 并顺利开车成功.
工艺过程
• 本工序主要是以天燃气为原料的烃类和蒸汽转化，
经脱硫、催化转化、中温变化，制得丰富含氢气的转 化气，再送入变压吸附装置精制，最后制得纯度≥ 99.9%以上的氢气送至盐酸.从而有效的解决了氯气 富裕的问题,增加了企业的经济效益.制氢装置操作稳 妥实用,自动化程度高,PSA解析气可以在燃烧器中回 收燃烧,既降低了燃料气的消耗又减少了废气的排放, 达到了降低成本,增加利润的目的.
• • •
•
燃料天然气和变压吸附装置来的尾气分别进入 转化炉的分离烧嘴燃烧，向转化炉提供热量 ≤1100℃。 为回收烟气热量，在转化炉对流段内设有五组 换热盘管：（由高温段至低温段） 蒸汽－A原料混合气预热器 ， B 原料气预热器， C烟气废锅，D燃料气预热器，E尾气预热器。 压力约为1.4的转化工艺气进入变化气缓冲罐， 再进入PSA装置。采用5-1-3P，即（5个吸附塔， 1个塔吸附同时3次均降）。常温中压下吸附，常 温常压下解吸的工作方式。每个吸附塔在一次循环 中均需经历；吸附A，→一均降E1D，→二均降 E2D，→顺放PP，→三均降E3，→逆放D，→冲 洗P，→三均升E3R，→二均升E2R，→一均升 E1R，→终升FR，等十一个步骤。五个吸附塔在 执行程序的设定时间相互错开，构成一个闭路循环， 以保证转化工艺气连续输入和产品气不断输出。
转化管的结构及其原理:
• 反应原理
Ф17×17ＮiO
•
Ф13×13ＮiO
转化管
CH4+H2O=CO+3H2 –Ｑ 烃类的蒸汽转化是以水蒸 汽为氧化剂，在镍催化剂 的作用下将烃类物质转化, 得到制取氢气的原料气.在 这一过程为吸热过程需外 供热量，转化所需的热量 转化炉辐射段燃料气提供.
废热锅炉结构及其原理:
吸 附 塔 a
吸 附 塔 b
吸 附 塔 c
吸 附 塔 e
吸 附 塔 f
气 液 分 离 气 缓 冲 灌
放空
01a 03a 01b 03b
01c
03c
01d 03d
01e 03e 08 07 逆放气缓冲灌
工艺流程说明:
由界区来的天然气压力为1.8～2.4MPa，经过 稳压阀调节到1.8Mpa，进入原料分离器F0101 后，经流量调节器调量后入蒸汽转化炉B0101 对流段的原料气预热盘管预热至400℃左右， 进入脱硫槽D0102,使原料气中的硫脱至0.2PPm 以下，脱硫后的原料气与工艺蒸汽按水碳比约 为3.5进行自动比值调节后进入混合气预热盘管， 进一步预热到～590℃左右，经上集气总管及 上猪尾管，均匀地进入转化管中，在催化剂层 中，甲烷与水蒸汽反应生产CO和H2。