甲醇裂解制氫裝置總體概況

-137-甲醇裂解制氫裝置總體概況1.1前言氫氣廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各工業(yè)部門，特別是近幾年來，中小用戶急速增多，傳統(tǒng)制氫工藝已不能滿足要求。甲醇和水催化轉(zhuǎn)化制取氫氣和二氧化碳，很容易用吸附或化學(xué)方法分離制得純氫和二氧化碳，與電解法相比可節(jié)電90％以上，成本下降20～40％。本新工藝原料來源方便，裝置簡單，無污染，且節(jié)能價廉，深受廣大中小用戶的歡迎。本裝置操作和管理維修人員必須熟知本操作規(guī)程，須經(jīng)考核合格后才能上崗操作。1.2裝置規(guī)模及技術(shù)路線裝置設(shè)計規(guī)模為13650Nm3/h脫碳?xì)猓≒SA提氫后10000Nm3/h工業(yè)氫），采用甲醇裂解、變壓吸附凈化法的工藝路線，主要工藝過程由甲醇裂解、PSA凈化等幾個部分組成。產(chǎn)品為脫碳?xì)狻?.3原料甲醇：原料甲醇的質(zhì)量滿足工業(yè)一等品（GB338-2011）的要求。進(jìn)裝置壓力 ＞0.2MPa（G）脫鹽水：符合直流爐脫鹽水指標(biāo)（GB12145-2008）。進(jìn)裝置壓力 0.4MPa（G）其規(guī)格要求如下：1.3.1、甲醇規(guī)格表表1-1甲醇規(guī)格表項 目指 標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品色度/Hazen單位（鉑-鈷色號） ≤510密度（ρ20）/（g/cm3）0.791～0.7920.791～0.793沸程（0℃，101.3kPa，在64.0~65.5℃范圍圍內(nèi)，包括64.6±0.1℃）/℃ ≤0.81.01.5高錳酸鉀試驗/min ≥503020水溶性試驗通過試驗通過試驗—（1+3）（1+9）水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% ≤0.100.150.20酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以HCOOH計）/% ≤或堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以NH3計）/% ≤0.00150.00300.00500.00020.00080.0015羰基化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.0020.0050.010蒸發(fā)殘渣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% ≤0.0010.0030.005硫酸洗滌試驗/Hazen單位（鉑-鈷色號）≤50—乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% ≤供需雙方協(xié)商—原料甲醇性質(zhì)：化學(xué)名稱為甲醇，別名甲基醇、木醇、木精。分子式CH3OH，分子量32.04。是有類似乙醇?xì)馕兜臒o色透明、易燃、易揮發(fā)的液體。比重為0.7915。熔點-97.80℃，沸點64.7℃，20℃時蒸汽壓96.3mmHg，粘度0.5945厘泊，閃點11.11℃，自燃點385℃，在空氣中的爆炸極限為6.0～36.5％。甲醇是最常用的有機(jī)溶劑之一，能與水和多種有機(jī)溶劑互溶。甲醇有毒、有麻醉作用，對視神經(jīng)影響很大，嚴(yán)重時可引起失明。1.3.2、脫鹽水規(guī)格（氯含量）溫度： ～25℃壓力： 0.4MPa(G)PH值： 8.8～9.2堿度： 極小 Vmol/L蒸發(fā)殘渣：含鹽量； mg/l懸浮物： 無溶解氧：≤ ug/lCO2：≯ 5mg/l總硬度： 0mol/l硅酸根：＜ 20ug/l電導(dǎo)率： 0.2氯離子：≤ 0.05ppm1.4主要產(chǎn)品規(guī)格1.4.1、脫碳?xì)饷撎細(xì)猓簤毫?.5MPa(G)，溫度為40℃組分H2V％94.5CO1.5CO24.0∑100.01.4.2、副產(chǎn)品裝置的副產(chǎn)品為VPSA部分的解吸氣，該解吸氣直接高點放空。1.5物料平衡該裝置的物料平衡見表1-2

項 目kg/hNm3/h備注入方甲醇6301裝置外來除鹽水7085裝置外來（部分用回用水）合計13386出方脫碳?xì)?48213650出裝置放空氣72153773放空未反應(yīng)水3689出裝置或回用合計133861.6化學(xué)反應(yīng)原理甲醇與水蒸汽混合物在裂解爐中加壓催化完成裂解反應(yīng)，反應(yīng)生成氫氣、一氧化碳、二氧化碳，其反應(yīng)式如下：主反應(yīng)：CH3OH＋H2O＝CO2＋3H2 +49.5KJ/moL副反應(yīng)：CH3OH＝CO＋2H2 +90.7KJ/moL2CH3OH＝CH3OCH3＋H2O -24.90KJ/moLCO＋3H2＝CH4＋H2O -206.3KJ/moL主反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，采用導(dǎo)熱油外部加熱。裂解氣經(jīng)冷卻、冷凝后進(jìn)入水洗塔，塔釜收集未反應(yīng)完的甲醇和水供循環(huán)使用，塔頂裂解氣經(jīng)緩沖罐送變壓吸附脫碳裝置分離。1.7分析化驗1.7.1、正常生產(chǎn)分析表序號分析項目分析次數(shù)控制指標(biāo)分析方法標(biāo)準(zhǔn)主要儀器備注1原料甲醇全組份2脫鹽水全組份3原料混合液甲醇48～52％4變換氣組成1次/2天CO2-3%(mol)氣相色譜法GB/T8984-2008配有火焰離子化檢測器和甲烷化轉(zhuǎn)化器的氣相色譜儀H2,CO,CO2,CH3OH5脫碳?xì)鈾z測氣相色譜法GB/T8984-2008配有火焰離子化檢測器和甲烷化轉(zhuǎn)化器的氣相色譜儀H2,CO,CO2,CH46抽真空解吸氣檢測氣相色譜法GB/T8984-2008配有火焰離子化檢H2,CO,CO2,CH4測器和甲烷化轉(zhuǎn)化器的氣相色譜儀7給水：硬度1次/天≤0.2μmol/LEDTA滴定法GB7476-87、GB7477-87鐵≤0.3ppm火焰原子吸收GB11911-89原子吸收分光光度分光光度法計、鐵空心陰極燈銅≤0.2ppm原子吸收分光GB7475-87原子吸收分光光度光度法計、銅空心陰極燈PH6～7電極法GB6920-1986PH-3C酸度計氯離子≤0.1ppm硝酸銀滴定法GB11896-89注：除上述分析項目外，還有下列儀器自動在線分析：a)脫碳?xì)舛趸挤治鰞x，量程為0～10％。1.7.2、開工分析表序號分析項目分析次數(shù)控制指標(biāo)分析方法標(biāo)準(zhǔn)主要儀器備注1置換N2：氧含量抽查＜0.3%(mol)氣相色譜法GB/T3864-2008TCD氣相色譜儀烴抽查無氣相色譜法氣