制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程文件編號(hào)： HHNY-PSM-03-2022-02-01版 本： 第四版受控編號(hào)： ZJQCJ2022 年 10 月 1 日發(fā)布 2022 年10 月1日實(shí)施榆林市榆神工業(yè)區(qū)華航能源有限公司

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程文件名稱 制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程

文件編號(hào)HHNY-PSM-03-2022-02-01版次第四版文件修訂履歷版次 實(shí)施日期 再版原因第一版 2015 年 6 月 10 日 初版第二版 2016 年 11 月 1 日 修訂換版第三版 2019 年 11 月 01 日 修訂換版第四版 2022 年 10 月 01 日 修訂換版編寫簽字表編制人

車間審核

審核簽字表工藝管理

設(shè)備管理

安環(huán)管理

審定簽字表總工程師

審批簽字表總裁

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程前 言

本規(guī)程是在制氫裝置工藝技術(shù)操作規(guī)程 2019 版本的基礎(chǔ)上，根據(jù)公司最新技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂。

本規(guī)程修訂的目的，主要是完成對(duì)傳統(tǒng)操作規(guī)程具體內(nèi)容的修改，使之更適應(yīng)操作需要。對(duì)于裝置開、停工方案、大型機(jī)組的開停機(jī)方案及各種單體設(shè)備的操作規(guī)程、操作指南和事故處理預(yù)案采用新模式編寫。對(duì)整個(gè)操作規(guī)程結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，使之成為聯(lián)系緊密并協(xié)調(diào)的規(guī)程。使原操作規(guī)程內(nèi)容更全面，更完善，更接近生產(chǎn)實(shí)際，以便于操作人員能按此規(guī)程進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)操作，并作為員工學(xué)習(xí)培訓(xùn)教材和日常操作指南。本規(guī)程采用簡(jiǎn)式的格式進(jìn)行編寫，具有較強(qiáng)的針對(duì)性，實(shí)用性和可操作性，編寫完成后，征求相關(guān)管理部門意見，并進(jìn)一步修改完善，經(jīng)過審批，作為華航能源有限公司制加氫車間內(nèi)部操作規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。在隨著生產(chǎn)工藝的變化、新設(shè)備的使用、新材料和新技術(shù)的應(yīng)用，操作的方式和方法也會(huì)發(fā)生變化，因此操作規(guī)程編制完成發(fā)布使用過程中，應(yīng)根據(jù)情況的變化及時(shí)修訂。除發(fā)生情況變化及時(shí)修訂外，應(yīng)3 年進(jìn)行一次全面修訂，并重新審批發(fā)布，確保規(guī)程的適應(yīng)性和有效性，便于安全管理有序進(jìn)行。本規(guī)程執(zhí)行國(guó)家相關(guān)規(guī)章制度標(biāo)準(zhǔn)（如：AQ/3034）及“華航能源有限公司操作規(guī)程管理程序文件”等。

本規(guī)程實(shí)施后取代原來的制氫裝置操作規(guī)程。

本規(guī)程由華航能源有限公司生產(chǎn)技術(shù)部管理。

本規(guī)程起草單位為華航能源有限公司制加氫車間。

本規(guī)程編寫過程中，由于編者水平有限，疏漏之處在所難免，敬請(qǐng)批評(píng)指正，以便持續(xù)改進(jìn)。

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程目 錄

第一章 裝置概況 ......................................................1第二章 工藝流程概述 ...................................................1第一節(jié) 工藝原理 .......................................................11.1 原料預(yù)加氫 ....................................................11.2 原料的脫氯 ....................................................31.3 原料的脫硫 ....................................................31.4 蒸汽轉(zhuǎn)化 ......................................................41.5 中溫變換 ......................................................71.6 變壓吸附（PSA 凈化工藝） ......................................8第二節(jié) 原料與助劑 ....................................................18第三節(jié) 工藝流程簡(jiǎn)述 ..................................................233.1 原料氣部分 ...................................................233.2 加氫、脫硫部分 ..............................................233.3 轉(zhuǎn)化部分 .....................................................243.4 中溫變換部分 .................................................243.5 PSA 部分 .....................................................243.6 熱回收及產(chǎn)汽系統(tǒng) .............................................253.7 加藥系統(tǒng)及排污系統(tǒng) ...........................................263.8 公用介質(zhì)部分 .................................................26第四節(jié) 主要操作指標(biāo)及產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) ....................................284.1 主要操作指標(biāo) .................................................284.2 PSA 操作指標(biāo) ................................................31第五節(jié) 工藝介質(zhì)分析 ..................................................34第六節(jié) 影響裝置操作分析與措施 ........................................36第七節(jié) 裝置內(nèi)外關(guān)系 ..................................................38第三章 崗位操作法 ....................................................40第一節(jié) 操作概述 ......................................................401.1 操作任務(wù) .....................................................40

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程1.2 操作原則 .....................................................401.3 與上下游及系統(tǒng)間關(guān)系 .........................................40第二節(jié) 工藝操作方法 ..................................................412.1 原料氣部分操作 ...............................................412.2 蒸汽系統(tǒng)操作 .................................................422.3 原料氣處理部分操作 ...........................................422.4 轉(zhuǎn)化部分操作 .................................................442.5 中溫變換及冷換部分操作 .......................................502.6 余熱回收產(chǎn)汽系統(tǒng)操作 .........................................532.7 PSA 部分操作 .................................................572.8 產(chǎn)品質(zhì)量調(diào)整 .................................................57第三節(jié) 動(dòng)設(shè)備操作方法 ................................................603.1 氮?dú)鈮嚎s機(jī)操作法 .............................................603.2 鍋爐給水泵 ...................................................663.3 加藥泵操作法 .................................................683.4 風(fēng)機(jī)操作法 ..................................................703.5 離心泵啟停及日常維護(hù)處理 .....................................72第四節(jié) 靜設(shè)備操作方法 ................................................764.1 換熱器的投用 .................................................764.2 換熱器的停用 .................................................764.3 冷卻器 .......................................................764.4 空冷器 .......................................................774.5 轉(zhuǎn)化爐 .......................................................77第五節(jié) 動(dòng)靜設(shè)備明細(xì)表 ................................................81第三章 開、停工規(guī)程 ..................................................90第一節(jié) 開工規(guī)程 ......................................................901.1 制氫裝置開工 .................................................901.2 臨氫系統(tǒng)氣密 .................................................931.3 系統(tǒng)氮?dú)庵脫Q .................................................941.4 建立冷氮?dú)庋h(huán)流程 ...........................................98

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程1.5 鍋爐蒸汽系統(tǒng)開工步驟 .........................................99第二節(jié) 停工規(guī)程 .....................................................1092.1 停工準(zhǔn)備工作 ...............................................1092.2 制氫生產(chǎn)線停工 ..............................................1122.3 系統(tǒng)管線吹掃、置換 ..........................................118第四章 事故處理 .....................................................125第一節(jié) 事故處理原則 .................................................125第二節(jié) 緊急停工方法 .................................................1262.1 造成裝置緊急停工主要因素 ....................................1262.2 緊急停工的具體操作 ..........................................1262.3 事故處理預(yù)案 ................................................1292.4 事故處理預(yù)案演練規(guī)定 ........................................145第五章 儀表控制系統(tǒng) .................................................146第一節(jié) DCS 概況介紹 .................................................1461.1 集散控制系統(tǒng) DCS ............................................1461.2 安全儀表系統(tǒng)簡(jiǎn)述-SIS ........................................1461.3 可燃有毒氣體檢測(cè)系統(tǒng) GDS ....................................1461.4 控制回路和檢測(cè)點(diǎn) ............................................146第二節(jié) 工藝操作儀表邏輯控制說明及位號(hào)流程 ...........................1492.1 主要控制方案 ................................................1492.2 儀表說明 ....................................................1492.3 控制回路說明 ...............................................1512.4 轉(zhuǎn)化爐燃燒控制 .............................................159第三節(jié) 裝置自保的邏輯控制說明 .......................................1633.1 鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖 ..................................................1633.2 引風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖 ..................................................163第六章 操作規(guī)定 .....................................................167第一節(jié) 定期工作規(guī)定 .................................................1671.1 補(bǔ)充磷酸三鈉的規(guī)定 ..........................................1671.2 巡檢規(guī)定 ....................................................167

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程1.3 定期排污規(guī)定 ................................................1671.4 盤車規(guī)定 ....................................................1681.5 加油規(guī)定 ....................................................1681.6 脫液規(guī)定 ....................................................1681.7 操作記錄規(guī)定 ................................................1681.8 夜間熄燈檢查規(guī)定 ............................................1681.9 裝置采樣規(guī)定 ................................................168第二節(jié) 操作規(guī)定 .....................................................1702.1 停泵維修操作 ................................................1702.2 控制閥與副線切換操作 ........................................170第七章 安全生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù) ...........................................172第一節(jié) 安全知識(shí) .....................................................172第二節(jié) 安全規(guī)定 .....................................................191第三節(jié) 同類裝置典型事故分析、處理方法及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn).....................196第五節(jié) 防洪澇預(yù)案 ..................................................217第六節(jié) 工藝流程簡(jiǎn)圖 .................................................220第八章 制加氫車間變更記錄 ...........................................221第九章 巡檢路線及內(nèi)容 ...............................................223第一節(jié) 班長(zhǎng)（主外操）巡檢路線及內(nèi)容 .................................223第二節(jié) 外操巡檢路線及內(nèi)容 ...........................................238第十章 安全設(shè)施臺(tái)賬 .................................................251第一節(jié) 安全閥、止回閥及緊急切斷閥阻火器臺(tái)賬 .........................251第二節(jié) 消防設(shè)施臺(tái)賬 .................................................255第三節(jié) 可燃及有毒氣體報(bào)警儀臺(tái)賬 .....................................257

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第一章 裝置概況一 裝置概況

20000Nm

3/h 天然氣制氫裝置是由上海新煤化設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，由中國(guó)石化第十二建筑公司承建，2015 年開始試生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)一次開車成功。

制氫裝置東臨化驗(yàn)室及中控室，南臨二期預(yù)留工程，西臨二期預(yù)留工程，北臨油品罐區(qū)裝置，占地面積約為 5000m

2。

20000Nm

3/h 制氫裝置是為與其配套的 30 萬噸/年煤焦油加氫裝置提供合格高純度氫氣，裝置年運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為 8000 小時(shí),可以滿足 30 萬噸/年加氫裝置需求。裝置主要以天然氣為原料，輕石腦油為備料（天然氣滿足工況時(shí)不使用），主要工藝過程由原料預(yù)熱、原料加氫反應(yīng)、原料脫硫轉(zhuǎn)化、中溫變換、余熱回收、PSA凈化提純等部分組成；最終生產(chǎn)高純氫氣供應(yīng)至加氫裝置。第二章 工藝流程概述第一節(jié) 工藝原理

1.1 原料預(yù)加氫

（1）原理：

制氫原料中的硫、氯等有害雜質(zhì)能使轉(zhuǎn)化催化劑中毒而失去活性，而原料中的烯烴則在較高的溫度下極易裂解、縮合，使轉(zhuǎn)化催化劑積炭失活，因此在原料進(jìn)轉(zhuǎn)化前必須除去。但原料中的硫、氯大多以有機(jī)硫、氯形式存在，要想除去必須進(jìn)行加氫處理，使之生成易除去的 H2S、 HCL，同時(shí)原料中的烯烴也需要經(jīng)過加氫飽和才能達(dá)到進(jìn)轉(zhuǎn)化的要求。

原料預(yù)加氫就是在 250～400 ℃的溫度范圍內(nèi)，在加氫催化劑和氧化鋅脫硫劑組成的催化劑上進(jìn)行原料中的烯烴加氫飽和有機(jī)硫、氯的氫解生成H2S、HCL 以便除去。為了確保恰當(dāng)?shù)臍浠仨毐ＷC原料中有 2～5％（V）以上的氫氣。（2）其反應(yīng)機(jī)理：

硫醇加氫反應(yīng)式: R-SH ＋ H2 → RH ＋ H2S

二硫醚加氫反應(yīng)式: R-S-S-R'＋ 3H2 → RH ＋2H2S ＋R'H

硫醚加氫反應(yīng)式: R-S-R'H ＋ 2H2 → RH ＋R'H ＋H2S

二硫化碳加氫反應(yīng)式: CS2 ＋ 4H2 → CH4 ＋ 2H2S

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硫氧化碳加氫反應(yīng)式: COS ＋ H2 → H2S ＋ CO

烯烴加氫反應(yīng)式: RCH=CHR' ＋ H2 → RCH2-CH2R'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)

烯烴加氫飽和反應(yīng)： CnH2n+H2=CnH2n+2加氫催化劑主要活性組分為 CoO 及 MoO3，雙功能加氫催化劑還含有NiO，而氧化態(tài)的 Co、Mo、Ni 加氫活性較低，為了達(dá)到正常生產(chǎn)的目的，延長(zhǎng)催化劑使用壽命及初活性的發(fā)揮，需對(duì)新鮮催化劑進(jìn)行預(yù)硫化，使之變成具有較高活性的硫化態(tài)的金屬硫化物。預(yù)硫化是指在一定氫氣濃度下，利用硫化劑與氫氣反應(yīng)生成的H2S，在一定溫度下與催化劑中氧化態(tài)的活性組分反應(yīng)，生成具有高活性的金屬硫化物的過程。本裝置的主要進(jìn)料為天然氣，天然氣含有少量硫，硫?qū)Υ呋瘎┯袚p害，因此在使用前必須脫硫。

（3）影響因素

1）溫度

鈷－鉬催化劑進(jìn)行加氫脫硫時(shí)，操作溫度通?？刂圃?50～400℃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)硫化物在原料中的含量不高，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?1.0～5.0MPa（G）。

3）空速

單位時(shí)間(h)內(nèi)通過單位催化劑體積(m

3)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 m

3/（h.m

3），可簡(jiǎn)寫為 h

-1。使用液體原料時(shí)，按液體的體積計(jì)算出來的空速稱為液空速。加氫反應(yīng)為內(nèi)擴(kuò)散反應(yīng)，因此空速對(duì)加氫反應(yīng)有較大影響。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，通常均采用可能高的空速。一般氣體空速為 500-1500 h

-1左右。4）氫碳比

加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)與氫分壓有關(guān)，氫油比高，有利于氫解反應(yīng)進(jìn)行，但能耗增加。氫油比低，不利于氫解反應(yīng)進(jìn)行，不能達(dá)到脫硫要求。一般加氫反應(yīng)的氫油比為80～100（V/V）。為確保進(jìn)行正確加氫，天然氣和從產(chǎn)品氫氣循環(huán)得到的氫氣混合，提供了一

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種含＞2％（摩爾比）氫氣的混合物。

1.2 原料的脫氯

（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化氫有較強(qiáng)親合力金屬元素的氧化物反應(yīng)生成穩(wěn)定的金屬氯化物而被固定下來。

本裝置脫氯劑是以 AL2O3或活性炭為載體，Na、Ca、Zn、Cu 等金屬氧化物為活性組分，它屬于化學(xué)吸收型吸附劑。

（2）反應(yīng)式如下：

Mo ＋ nHCL → MCln ＋ H2O

（3）影響因素

制氫原料中氯的含量較少，溫度、壓力對(duì)反應(yīng)的影響較少，且脫氯劑常與加氫脫硫劑一起使用，溫度、壓力、空速等因素已由加氫脫硫反應(yīng)系統(tǒng)決定。1.3 原料的脫硫

（1）原理

原料凈化的目的主要是脫除原料中的硫，保證轉(zhuǎn)化催化劑的正常運(yùn)行，其反應(yīng)機(jī)理為，利用氧化鋅在一定溫度下與 H2S 反應(yīng)生成硫化鋅和水，使原料中的硫被吸收下來，將原料氣中的硫化物脫除。為了延長(zhǎng)昂貴的轉(zhuǎn)化催化劑的使用壽命，要求深度脫硫必須能夠確保最大程度地脫硫。

本裝置脫硫劑的脫硫機(jī)理與脫氯機(jī)理相同，都是化學(xué)吸收型吸附劑。脫氯劑、脫硫劑中的活性組分隨化學(xué)吸附反應(yīng)的進(jìn)行，其有效活性組分會(huì)降低，最終達(dá)到在工業(yè)條件下的飽和而使催化劑失去活性。因此催化劑需要及時(shí)的更換，以免催化劑達(dá)到飽和硫容而失去吸附作用后引起第二反應(yīng)床層的硫穿透。

（2）影響因素

1）溫度

一般脫硫反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，在正常生產(chǎn)中為保證脫硫劑的脫硫效果及脫硫速度，同時(shí)也為保證脫硫劑的最大硫容，要求脫硫劑有一定的使用溫度。目前使用的中溫型脫硫劑所要求操作溫度為 200～400℃，最高活性溫度要求大于350℃。特別是在催化劑使用末期，提高一點(diǎn)反應(yīng)溫度，對(duì)提高硫容量，延長(zhǎng)更換周期都是有好處的，但不能超過420℃，以防止烴類熱裂解而造成結(jié)碳。

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2）壓力

提高壓力，提高了硫化物的分壓，增加氣體與脫硫劑的接觸面積，有利于提高反應(yīng)速度，一般在常壓 1.0～5.0MPa（G）范圍內(nèi)使用。

3）空速

在保證有足夠的線速度，不存在氣膜效應(yīng)的前提下，采用較低的空速對(duì)提高脫硫效率是有利的，但要考慮到設(shè)備的體積和利用率一般空速范圍：氣體空速為500～3000h-1，液空速為 1～6h

-1。

1.4 蒸汽轉(zhuǎn)化

（1） 原理

烴類的蒸汽轉(zhuǎn)化是以烴類為原料，在一定的溫度和催化劑作用下使烴類和水蒸汽經(jīng)過一系列的分解、裂化、脫氫、結(jié)炭、消炭、氧化、變換、甲烷化等反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為H2、CO、CO2和少量殘余的 CH4，其中 H2是本裝置的目的產(chǎn)物。而CO 再通過后面的變換反應(yīng)繼續(xù)與水蒸汽反應(yīng)生成 CO2和 H2。

烴類的蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下：

CnHm+2+nH2O(蒸汽)=nCO+(n+m/2)H2 －Q

CH4+H2O(蒸汽)=CO+3H2 －206000KJ/Kmol

CO+H2O(蒸汽)=CO2+H2 +41200KJ/Kmol

轉(zhuǎn)化爐內(nèi)進(jìn)行的烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)是很復(fù)雜的，這些反應(yīng)構(gòu)成了一個(gè)極復(fù)雜的平行、順序反應(yīng)體系。為了充分發(fā)揮轉(zhuǎn)化催化劑的活性，并獲得較高的氫收率，轉(zhuǎn)化床層一般裝填有兩種不同性能的催化劑。上段催化劑使用含有一定堿金屬的抗結(jié)炭助劑，具有較好的低溫活性及抗積炭性能，下段床層催化劑具有較高的轉(zhuǎn)化活性，但抗結(jié)炭性能差。整個(gè)催化劑床層是 480～950℃的變溫床層，在生產(chǎn)中一旦烴類在上層不能裂解轉(zhuǎn)化為小分子烴類，進(jìn)入下段床層就會(huì)造成下段催化劑的結(jié)炭，這種高溫結(jié)炭在不具有消炭功能的下段催化劑中發(fā)生，會(huì)使催化劑快速失活影響生產(chǎn)。所以在生產(chǎn)中嚴(yán)禁在爐入口溫度不具備進(jìn)料的情況下，使烴類進(jìn)入床層，危害催化劑。轉(zhuǎn)化催化劑主要活性組分為單質(zhì) Ni，由于新鮮催化劑提供的是氧化態(tài)組分，在使用前必須進(jìn)行還原，使 NiO 還原成具有活性的單質(zhì) Ni。在正常生產(chǎn)中也應(yīng)盡量保證催化劑在一定的還原氣氛中，以免催化劑被鈍化而失去活性。在事故狀態(tài)下催化劑一旦被氧化，就必須對(duì)催化劑進(jìn)行還原才能組織進(jìn)料，天然條件下的還原介質(zhì)一般用H2。（2）結(jié)碳

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結(jié)炭是轉(zhuǎn)化過程中的必然反應(yīng)，當(dāng)結(jié)炭反應(yīng)速度大于消炭反應(yīng)速度時(shí)，轉(zhuǎn)化催化劑就會(huì)積炭。 積炭是轉(zhuǎn)化過程常見且危害最大的事故，表現(xiàn)為床層差壓增大、爐管出現(xiàn)花斑、紅管、出口芳烴含量增高、甲烷含量升高等。一般情況由水碳比失調(diào)、負(fù)荷增加、原料變重、催化劑中毒或鈍化、局部過熱、反應(yīng)溫度和壓力大幅度波動(dòng)等原因造成。具體表現(xiàn)為：

當(dāng)操作不當(dāng)或設(shè)備出現(xiàn)故障引起水碳比失調(diào)而導(dǎo)致熱力學(xué)積炭時(shí)，會(huì)引起嚴(yán)重后果，常使催化劑粉碎和床層阻力增加，被迫更換催化劑。系統(tǒng)壓力波動(dòng)會(huì)引起反應(yīng)瞬時(shí)空速增大導(dǎo)致積炭；原料凈化不合格使催化劑中毒而活性下降，使重質(zhì)烴下移至高溫的下段催化劑而積炭；催化劑還原不好或被氧化也會(huì)引起同樣的后果；負(fù)荷過大，在一定溫度條件下使烴類分壓增加，容易產(chǎn)生裂解積炭。原料指標(biāo)超標(biāo)，既芳烴含量過高、烯烴過高、比重過大、干點(diǎn)過高或餾程分布不合理等使結(jié)炭速度加快，打破結(jié)炭—消炭平衡，引起轉(zhuǎn)化催化劑積炭；晃電或緊急停工過程中，轉(zhuǎn)化系統(tǒng)處理不及時(shí)，進(jìn)料未能按順序切除，使催化劑得不到有效的保護(hù)，引起烴類在轉(zhuǎn)化催化劑上積炭；原料氣切換過程中，導(dǎo)致原料脈沖進(jìn)料，瞬間大量烴類進(jìn)入轉(zhuǎn)化引起積炭；蒸汽壓力波動(dòng)，使水碳比調(diào)節(jié)紊亂，造成烴類脈沖進(jìn)料，導(dǎo)致積炭；另外，計(jì)量表不準(zhǔn)確或失靈，導(dǎo)致進(jìn)料不準(zhǔn)，引起水碳比小于正常值，也會(huì)造成轉(zhuǎn)化過程積炭。

轉(zhuǎn)化爐管阻力增加、壁溫升高、催化劑活性下降等現(xiàn)象幾乎都是積炭引起，積炭是蒸汽轉(zhuǎn)化過程中最主要的危險(xiǎn)，因此，操作過程中嚴(yán)格控制工藝條件，為保證催化劑活性，就要有一定量的水蒸汽來消炭。正常生產(chǎn)時(shí)，要求轉(zhuǎn)化進(jìn)料始終保持一定的水碳比，使消炭速度大于結(jié)炭速度，避免催化劑上炭的沉積，同時(shí)也要求在催化劑床層中，只要有烴類存在就不允許中斷蒸汽，一旦轉(zhuǎn)化配汽中斷，瞬間就會(huì)使催化劑造成不可挽回的熱力學(xué)積炭。為防止積炭，嚴(yán)格控制水碳比不低于設(shè)計(jì)值，并注意防止負(fù)荷波動(dòng)或脈沖進(jìn)料、原料變重、蒸汽壓力下降等原因引起的實(shí)際水碳比下降；要嚴(yán)格控制脫硫系統(tǒng)的工藝條件，保證原料中的毒物含量在設(shè)計(jì)指標(biāo)以下，防止催化劑中毒失活；要防止催化劑床層長(zhǎng)期在超過設(shè)計(jì)溫度分布下運(yùn)行，以免引起鎳晶粒長(zhǎng)大使催化劑活性下降；要保持轉(zhuǎn)化爐管上部催化劑始終處于還原氣氛，以保證上部催化劑有足夠的活性，防止重?zé)N下移。催化劑的失活會(huì)引起結(jié)炭，而結(jié)炭又會(huì)導(dǎo)致催化劑進(jìn)一步失活，最后引起嚴(yán)重后果。

（4）燒碳

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蒸汽轉(zhuǎn)化過程中，積炭是影響催化劑活性最主要的因素，炭能堵塞催化劑孔道，掩蓋活性中心，另外，炭是不良導(dǎo)熱體，積炭會(huì)使?fàn)t管局部過熱而出現(xiàn)花斑和紅管。發(fā)現(xiàn)積炭就應(yīng)及時(shí)燒炭，燒炭是催化劑恢復(fù)活性的一種再生方法。當(dāng)催化劑輕微積炭時(shí)，可采用還原氣氛下蒸汽燒炭的方法，即降低負(fù)荷至正常負(fù)荷的30%左右，增大水碳比至7.0左右，配入還原性氣體至水氫比 10 左右，控制正常時(shí)的操作溫度，以達(dá)到消除積炭的目的，同時(shí)可以保持催化劑的還原態(tài)；當(dāng)積炭較嚴(yán)重時(shí)，可切除原料用蒸汽單獨(dú)燒炭，也可循環(huán)燒炭。循環(huán)燒炭時(shí)，蒸汽量為正常操作時(shí)的 30%～40%，壓力為2.0MPa（g）左右，嚴(yán)格控制溫度，一般控制溫度低于運(yùn)行時(shí)溫度，每一小時(shí)分析一次出口尾氣CO2濃度，當(dāng)濃度穩(wěn)定后，燒炭結(jié)束，重新配氫還原。 當(dāng)重度積炭時(shí)，應(yīng)先在還原氣氛下燒炭后再在氧化狀態(tài)下燒炭。由于突然中斷蒸汽及其它突發(fā)事故導(dǎo)致催化劑床層嚴(yán)重積炭，這時(shí)積炭遍及整個(gè)催化劑床層，不但催化劑表面積炭嚴(yán)重，而且催化劑孔內(nèi)及空間也發(fā)生了嚴(yán)重積炭。出現(xiàn)這種現(xiàn)象不能采用蒸汽燒炭的方法處理，以免造成催化劑因消炭反應(yīng)過快而破碎。要采用蒸汽——?dú)錃鈿夥障戮徍蜔康姆椒ň徛M(jìn)行：在切除原料的同時(shí)，將氫氣引入系統(tǒng)，建立循環(huán)，調(diào)整蒸汽量為滿負(fù)荷的30～50％，H2O/H2＜7.0，維持正常操作溫度，定時(shí)分析循環(huán)氣中 CO2，當(dāng)不再增加并穩(wěn)定一段時(shí)間后再進(jìn)行蒸汽燒炭。

催化劑經(jīng)過蒸汽燒炭再生后，需要重新還原，即調(diào)整轉(zhuǎn)化床層的溫度達(dá)到還原時(shí)的溫度，按原始開車時(shí)的還原方法即可得到充分的還原；重新還原時(shí)，要保持還原操作的溫度達(dá)到鈍化時(shí)的溫度才能使被鈍化的催化劑得到充分還原。故一旦處于氧化氣氛應(yīng)及時(shí)適當(dāng)降低爐溫，防止催化劑高溫氧化后難以還原。在還原時(shí)，床層頂部低溫處的催化劑在較低的氫氣分壓下即可還原，但為了保證轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)的高溫段催化劑的充分還原，必須控制 H2O/H2≤7.0。

燒炭結(jié)束后，需重新還原方可投料。經(jīng)燒炭處理仍不能恢復(fù)正常操作時(shí)，則應(yīng)更換催化劑。因事故發(fā)生嚴(yán)重的熱力學(xué)結(jié)炭，轉(zhuǎn)化爐管完全堵塞時(shí)，則無法進(jìn)行燒炭，只有更換催化劑。

（5）影響因素

1）溫度

轉(zhuǎn)化反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，提高溫度對(duì)反應(yīng)有利，但要考慮爐管的承受能力。一般控制爐膛溫度不大于 1000℃。本裝置轉(zhuǎn)化爐入口溫度 480～530℃，出口溫度≯700℃2）壓力

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轉(zhuǎn)化反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，增大反應(yīng)壓力對(duì)反應(yīng)不利。工業(yè)氫氣一般用于高壓的化工過程，從總體節(jié)能考慮，轉(zhuǎn)化工藝一般都在加壓下進(jìn)行。本裝置轉(zhuǎn)化爐入口壓力為為 2.4-2.8MPa。

3）水碳比

水碳比是用來表示制氫轉(zhuǎn)化爐操作條件的一個(gè)術(shù)語，是指轉(zhuǎn)化進(jìn)料中水(蒸汽)分子的總數(shù)和碳原子總數(shù)的比值。寫為 H2O/C。水碳比是烴類轉(zhuǎn)化過程中最敏感的工藝參數(shù)，因此，正常生產(chǎn)時(shí)，要求轉(zhuǎn)化進(jìn)料始終保持一定的水碳比，使消炭速度大于結(jié)炭速度，避免催化劑上炭的沉積，同時(shí)也要求在催化劑床層中，只要有烴類存在就不允許中斷蒸汽，一旦轉(zhuǎn)化配汽中斷，瞬間就會(huì)使催化劑造成不可挽回的熱力學(xué)積炭。生產(chǎn)中，提高水碳比可以減少催化劑的結(jié)碳，降低床層出口的殘余甲烷，對(duì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)是非常有利的；但是提高水碳比不僅增加了能耗，也會(huì)在催化劑表面存在著烴類和水蒸汽的競(jìng)爭(zhēng)吸附，因此過高的水碳比對(duì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)速度反而不利。所以在生產(chǎn)中只能根據(jù)具體的工藝裝置確定合適的水碳比。本裝置水碳比控制在 3.5～5.0。

4）空速

一般用液體體積空速或碳空速來表示轉(zhuǎn)化負(fù)荷，空速越大，原料在轉(zhuǎn)化催化劑床層停留的時(shí)間越短，反應(yīng)深度越差，轉(zhuǎn)化爐出口殘余甲烷升高，轉(zhuǎn)化催化劑結(jié)碳增加。本裝置的碳空速采用 1000h

-1。

1.5 中溫變換

（1）原理

原料烴經(jīng)水蒸汽轉(zhuǎn)化后的轉(zhuǎn)化氣中含有≤13%(V)的 CO，變換工序的任務(wù)是使這部分CO 在催化劑作用下，與水蒸汽反應(yīng)生成 CO2和 H2,一方面增加了氫氣產(chǎn)量，提高了原料的利用率，同時(shí)又除去了下游加氫裝置的毒物 CO,中變反應(yīng)器出口氣中CO 濃度小于3％（V）,CO 轉(zhuǎn)化率在 80％左右。反應(yīng)機(jī)理為：

CO+H2O（汽）→CO2+H2 + 41200KJ/Kgmol

變換反應(yīng)是可逆、放熱反應(yīng)，低溫時(shí)平衡常數(shù)大，反應(yīng)速度慢；溫度升高，平衡常數(shù)較小，但反應(yīng)速度加快?？紤]到生產(chǎn)負(fù)荷及設(shè)備投資,本裝置只設(shè)置中變反應(yīng)器。中溫變換催化劑主要活性組分為氧化鐵/氧化鉻，F(xiàn)e2O3/Cr2O3為主體，CuO 為助劑，中溫變換催化劑的主要活性組分為 Fe3O4，而新催化劑是以Fe2O3形式提供，故在使用前必須對(duì)催化劑進(jìn)行還原。用 H2將 Fe2O3還原成 Fe3O4，同時(shí)要防止催化劑還原過度，所以在還原及正常使用中一定要配一定量的水蒸汽，一般要求H2O/H2＞0.2。由于催化劑還原

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為放熱反應(yīng)，還原初期配 H2要緩慢增加并適當(dāng)控制入口溫度，防止反應(yīng)速度過快，造成催化劑床層飛溫；還原后期為保證還原完全要求氫濃度大于60％（V）。（2）影響因素

1）溫度

變換反應(yīng)是一個(gè)可逆、放熱反應(yīng)，溫度低，反應(yīng)平衡常數(shù)大，CO 轉(zhuǎn)化率高。如果提高溫度，反應(yīng)平衡常數(shù)就變小，CO 轉(zhuǎn)化就不完全。所以為了提高CO 的轉(zhuǎn)化率，宜采用較低的反應(yīng)溫度。但溫度低，反應(yīng)速度慢，達(dá)到化學(xué)平衡的時(shí)間長(zhǎng)。在實(shí)際生產(chǎn)中，只要能達(dá)到工藝指標(biāo)(出口 CO 低于某一濃度)，就盡可能降低操作溫度。中變?nèi)肟诓僮鳒囟纫话悴捎?310～350℃。

2）壓力

變換反應(yīng)是等分子的可逆反應(yīng)，壓力變化時(shí)對(duì)反應(yīng)平衡沒有影響，但壓力增加，可以加快反應(yīng)。在生產(chǎn)過程中，壓力由前部系統(tǒng)壓力決定。3）空速

空速反映了裝置的處理能力，但是空速受到反應(yīng)速度的制約。在正常生產(chǎn)當(dāng)中，裝置的處理能力是由實(shí)際需要而定的。本裝置設(shè)計(jì)的中變反應(yīng)器的空速為500-3000h-1。4）水氣比（H2O/CO）

從平衡關(guān)系可知，水氣比增大，則平衡變換提高，但水氣比增大也帶來蒸汽用量大，燃料耗量多，變換率提高不明顯，生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)等問題。

1.6 變壓吸附（PSA 凈化工藝）

（1）吸附基本概念

吸附是指當(dāng)兩種相態(tài)不同的物質(zhì)接觸時(shí)，其中密度較低物質(zhì)的分子在密度較高的物質(zhì)表面被富集的現(xiàn)象和過程。

具有吸附作用的物質(zhì)（一般為密度相對(duì)較大的多孔固體）被稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)（一般為密度相對(duì)較小的氣體或液體）稱為吸附質(zhì)。吸附按其性質(zhì)的不同可分為四大類，即：化學(xué)吸附、活性吸附、毛細(xì)管凝縮、物理吸附。

化學(xué)吸附是指吸附劑與吸附質(zhì)間發(fā)生有化學(xué)反應(yīng)，并在吸附劑表面生成化合物的吸附過程。其吸附過程一般進(jìn)行的很慢，且解吸過程非常困難。活性吸附是指吸附劑與吸附質(zhì)間生成有表面絡(luò)合物的吸附過程。其解吸過程一般也較困難。

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毛細(xì)管凝縮是指固體吸附劑在吸附蒸汽時(shí)，在吸附劑孔隙內(nèi)發(fā)生的凝結(jié)現(xiàn)象。一般需加熱才能完全再生。

物理吸附是指依靠吸附劑與吸附質(zhì)分子間的分子力（即范德華力）進(jìn)行的吸附。其特點(diǎn)是：吸附過程中沒有化學(xué)反應(yīng)，吸附過程進(jìn)行的極快，參與吸附的各相物質(zhì)間的平衡在瞬間即可完成，并且這種吸附是完全可逆的。在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，吸附分離一般分為變壓吸附和變溫吸附兩大類。從吸附劑的吸附等溫線可以看出，吸附劑在高壓下對(duì)雜質(zhì)的吸附容量大，低壓下吸附容量小。同時(shí)從吸附劑的吸附等壓線我們也可以看到，在同一壓力下吸附劑在低溫下吸附容量大，高溫下吸附容量小。利用吸附劑的前一性質(zhì)進(jìn)行的吸附分離稱為變壓吸附(PSA)，利用吸附劑的后一性質(zhì)進(jìn)行的吸附分離就稱為變溫吸附(TSA)。

本裝置的流程為變壓吸附(PSA)流程。PSA 的吸附主要為物理吸附。變壓吸附的基本原理是利用吸附劑對(duì)氣體的吸附具有選擇性，即不同的氣體（吸附質(zhì)）在吸附劑上的吸附量有差異和一種特定的氣體在吸附劑上的吸附量隨壓力變化而變化的特性，實(shí)現(xiàn)氣體混合物的分離和吸附劑的再生。

變壓吸附提純氫技術(shù)就是根據(jù)這些特性，在吸附劑選擇吸附的條件下加壓吸附原料氣中的甲烷、高烴等組分，而氫氣等不易吸附的組分則通過吸附床層由吸附器頂部排出，從而實(shí)現(xiàn)氣體混合物的分離，再通過降低吸附床的壓力使被吸附的雜質(zhì)組分脫附解吸，使吸附劑得到再生。

吸附器內(nèi)的吸附劑對(duì)不同組分的吸附是定量的，當(dāng)吸附劑對(duì)雜質(zhì)組份的吸附達(dá)到一定量后，雜質(zhì)組份從吸附劑上能有效地解吸，使吸附劑能重復(fù)使用時(shí)，吸附分離工藝才有實(shí)用意義。故每個(gè)吸附器在實(shí)際過程中必須經(jīng)過吸附和再生階段。對(duì)每個(gè)吸附器而言，吸附過程是間歇的，必須采用多個(gè)吸附器循環(huán)操作才能連續(xù)制取產(chǎn)品氫氣。多床變壓吸附的意義在于：保證在任何時(shí)刻都有相同數(shù)量的吸附器處于吸附狀態(tài)，使產(chǎn)品氫氣能連續(xù)穩(wěn)定地輸出；保證適當(dāng)?shù)木鶋捍螖?shù)，使產(chǎn)品氫氣有較高的回收率。同時(shí)采用先進(jìn)的“順放緩沖罐”的生產(chǎn)工藝，盡可能降低雜質(zhì)組分的分壓，有效地使吸附床實(shí)現(xiàn)最大限度的再生。為了確保變壓吸附裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，保證在個(gè)別閥門或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，裝置能維持生產(chǎn)在線進(jìn)行檢修，故障消除后能迅速恢復(fù)正常生產(chǎn)。本裝置采用 10-2-4/P 運(yùn)行方式為主的工藝流程，即有 10 個(gè)吸附器，其中始終有2 個(gè)吸附器處于不同的吸附階段，實(shí)現(xiàn) 4 次壓力均衡過程。當(dāng)與某一吸附床相連的程控閥或控制閥門開關(guān)的元件出現(xiàn)故障時(shí)，可根據(jù)對(duì)產(chǎn)品氣的要求情況，自動(dòng)（或人為）地轉(zhuǎn)換為

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9-2-4/P、8-1-3/P 等運(yùn)行方式，達(dá)到真正不停產(chǎn)檢修的目的，從而大大增加了裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性。

（2）變壓吸附工藝原理

變壓吸附技術(shù)是以吸附劑(多孔固體物質(zhì))內(nèi)部表面對(duì)氣體分子的物理吸附為基礎(chǔ)，利用吸附劑在相同壓力下易吸附高沸點(diǎn)組份、不易吸附低沸點(diǎn)組份和高壓下吸附量增加(吸附組份)、減壓下吸附量減小(解吸組份)的特性。將原料氣在高的壓力下通過吸附劑床層，相對(duì)于氫的高沸點(diǎn)雜質(zhì)組份被選擇性吸附，低沸點(diǎn)組份的氫不易吸附而通過吸附劑床層，達(dá)到氫和雜質(zhì)組份的分離。然后在減壓下解吸被吸附的雜質(zhì)組份使吸附劑獲得再生，以利于下一次再次進(jìn)行吸附分離雜質(zhì)。這種高壓下吸附雜質(zhì)提純氫氣、減壓下解吸雜質(zhì)使吸附劑再生的循環(huán)便是變壓吸附過程。

來自造氣單元的氣體、進(jìn)入界區(qū)后，自塔底進(jìn)入吸附塔中正處于吸附工況的塔，在其中吸附劑的選擇吸附下，一次性除去氫以外的幾乎所有雜質(zhì)，獲得純度大于99.99%的產(chǎn)品氫氣，經(jīng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)壓后送出裝置給高壓加氫裝置。當(dāng)吸附劑吸附飽和后，通過程控閥門切換至其它吸附塔，吸附飽和的塔則轉(zhuǎn)入再生過程。在工業(yè)變壓吸附(PSA)工藝中，吸附劑通常都是在常溫和較高壓力下，將混合氣體中的易吸附組分吸附，不易吸附的組分從床層的一端流出，然后降低吸附劑床層的壓力，使被吸附的組分脫附出來，從床層的另一端排出，從而實(shí)現(xiàn)了氣體的分離與凈化，同時(shí)也使吸附劑得到了再生。

但在通常的 PSA 工藝中，吸附床層壓力即使降至常壓，被吸附的雜質(zhì)也不能完全解吸，這時(shí)可采用兩種方法使吸附劑完全再生：一種是用產(chǎn)品氣對(duì)床層進(jìn)行“沖洗”以降低被吸附雜質(zhì)的分壓，將較難解吸的雜質(zhì)置換出來，其優(yōu)點(diǎn)是常壓下即可完成，但缺點(diǎn)是會(huì)多損失部分產(chǎn)品氣；另一種是利用抽真空的辦法進(jìn)行再生，使較難解吸的雜質(zhì)在負(fù)壓下強(qiáng)行解吸下來，這就是通常所說的真空變壓吸附。PSA 工藝的優(yōu)點(diǎn)是再生效果好，產(chǎn)品收率高，但缺點(diǎn)是需要增加真空泵，裝置能耗相對(duì)較高。在實(shí)際應(yīng)用過程中，究竟采用以上何種工藝，主要視原料氣的組成條件、流量、產(chǎn)品純度、吸附壓力及收率要求以及工廠的資金和場(chǎng)地等情況而決定。

本裝置采用沖洗方式對(duì)吸附劑進(jìn)行再生。再生過程產(chǎn)生的解吸氣經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)混合后穩(wěn)定地送往轉(zhuǎn)化爐火嘴，用作燃料氣燒掉。相對(duì)減少燃料氣的消耗。（3）吸附劑及其吸附特性

工業(yè) PSA 制氫裝置所用的吸附劑都是具有較大比表面積的固體顆粒，主要有：活性

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氧化鋁、活性炭、硅膠、銅吸附劑和分子篩。不同的吸附劑由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面積和不同的表面性質(zhì)，因而對(duì)混合氣體中的各組分具有不同的吸附能力和吸附容量。在制氫中常見的幾類吸附劑的特性如下：

1）活性氧化鋁類吸附劑

活性氧化率類吸附劑對(duì) H2O 均有很高的吸附能力，同時(shí)再生非常容易，并且該吸附劑還具有很高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，因而適合于裝填在吸附塔的底部脫除水分和保護(hù)上層吸附劑。

2）硅膠類吸附劑

硅膠類吸附劑屬于一種高空隙率的無定型二氧化硅，化學(xué)特性為惰性，無毒、無腐蝕性.通?？裳b于吸附塔中上部，主要用于吸附水分、CO2和烴類。3）活性碳類吸附劑

活性碳類吸附劑是吸附劑以煤為原料，經(jīng)特別的化學(xué)和熱處理得到的孔隙特別發(fā)達(dá)的專用活性炭。屬于耐水型無極性吸附劑，對(duì)原料氣中幾乎所有的有機(jī)化合物都有良好的親和力。裝填于吸附塔中下部主要用于脫除 CO2和部分甲烷組分。4）分子篩類吸附劑

分子篩類吸附劑為一種具有立方體骨架結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽，無毒，無腐蝕性。該吸附劑不僅有著較大的比表面積，而且有著非常均勻的空隙分布，其有效孔徑一般為0.5nm。分子篩吸附劑是一種吸附量較高且吸附選擇性極佳的優(yōu)良吸附劑，通常裝填于吸附塔的上部，用于脫除甲烷、CO、氮?dú)獾冉M份，保證最終的產(chǎn)品純度。由于不同的吸附劑材料對(duì)不同的氣體組份有特定的結(jié)合能力，因此，吸附床層往往設(shè)計(jì)成多層的不同吸附劑混合裝填模式，以達(dá)到將氫從不同氣體的混合物中分離出來的目的。

4）吸附劑的處理

幾乎所有的吸附劑都是吸水的，特別是分子篩類吸附劑具有極強(qiáng)的親水性，如與水接觸，產(chǎn)生的吸附熱可能使吸附劑變得很熱，會(huì)燒傷與之接觸的皮膚，因而在吸附劑的保管和運(yùn)輸過程中應(yīng)特別注意防潮和包裝的完整性，如果受潮，還必須對(duì)吸附劑作活化處理才能保證其性能。

對(duì)于用過的吸附劑不宜長(zhǎng)期貯存，因?yàn)榭赡苡谢瘜W(xué)反應(yīng)和吸附的氣體的進(jìn)一步脫附。廢棄的吸附劑，一般采用深埋或回收處理。但應(yīng)注意：在卸取吸附劑時(shí)，必須先用氮?dú)膺M(jìn)行置換以確保塔內(nèi)無有毒或爆炸性氣體，吹掃最好用熱的氮?dú)猓?00℃），因?yàn)?/p>

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它比其它較涼的氣體更有效。在正常使用情況下，PSA 工段的吸附劑一般是和裝置同壽命的。本裝置吸附劑設(shè)計(jì)使用壽命為 10 年。

5）吸附力

在物理吸附中，各種吸附劑對(duì)氣體分子之所以有吸附能力是由于處于氣、固相分界面上的氣體分子的特殊形態(tài)。一般來說，只處于氣相中的氣體分子所受的來自各方向的分子吸引力是相同的，氣體分子處于自由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；而當(dāng)氣體分子運(yùn)動(dòng)到氣、固相分界面時(shí)(即撞擊到吸附劑表面時(shí))，氣體分子將同時(shí)受到固相、和氣相中分子的引力，其中來自固相分子的引力更大，當(dāng)氣體分子的分子動(dòng)能不足以克服這種分子引力時(shí)，氣體分子就會(huì)被吸附在固體吸附劑的表面。被吸附在固體吸附劑表面的氣體分子又被稱為吸附相，其分子密度遠(yuǎn)大于氣相，一般可接近于液態(tài)的密度。固體吸附劑表面分子對(duì)吸附相中氣體分子的吸引力可由以下的公式來描述：分子引力 F=C1/rm-C2/rn (m＞n)

其中：C1 表示引力常數(shù)，與分子的大小、結(jié)構(gòu)有關(guān)C2 表示電磁力常數(shù)，主要與分子的極性和瞬時(shí)偶極矩有關(guān)r 表示分子間距離

因而對(duì)于不同的氣體組分，由于其分子的大小、結(jié)構(gòu)、極性等性質(zhì)各不相同，吸附劑對(duì)其吸附的能力和吸附容量也就各不相同。PSA 制氫裝置所利用的就是吸附劑的這一特性。

下圖為不同組分在分子篩上的吸附強(qiáng)弱順序示意圖

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 13 頁 共 265 頁

組分 吸附能力氦氣 ☆ 弱氫氣 ☆

氧氣 ☆☆

氬氣 ☆☆

氮?dú)?☆☆☆

CO ☆☆☆

甲烷 ☆☆☆☆

二氧化碳 ☆☆☆☆☆☆

乙烷 ☆☆☆☆☆☆

乙烯 ☆☆☆☆☆☆☆

丙烷 ☆☆☆☆☆☆☆

異丁烷 ☆☆☆☆☆☆☆☆

丙烯 ☆☆☆☆☆☆☆☆

B 戊烷 ☆☆☆☆☆☆☆☆

丁烯 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆

硫化氫 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆

硫醇 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆

戊烯 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆

苯 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆

甲苯 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆

乙基苯 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆

苯乙烯 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆水 ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆強(qiáng)6）吸附平衡

吸附平衡是指在一定的溫度和壓力下，吸附劑與吸附質(zhì)充分接觸，最后吸附質(zhì)在兩相中的分布達(dá)到平衡的過程。

在實(shí)際的吸附過程中，吸附質(zhì)分子會(huì)不斷地碰撞吸附劑表面并被吸附劑表面的分子引力束縛在吸附相中；同時(shí)吸附相中的吸附質(zhì)分子又會(huì)不斷地從吸附劑分子或其它吸附

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 14 頁 共 265 頁

質(zhì)分子得到能量，從而克服分子引力離開吸附相；當(dāng)一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)入吸附相的分子數(shù)和離開吸附相的分子數(shù)相等時(shí)，吸附過程就達(dá)到了平衡。對(duì)于物理吸附而言，動(dòng)態(tài)吸附平衡很快就能完成，并且在一定的溫度和壓力下，對(duì)于相同的吸附劑和吸附質(zhì)，平衡吸附量是一個(gè)定值。

由于壓力越高單位時(shí)間內(nèi)撞擊到吸附劑表面的氣體分子數(shù)越多，因而壓力越高平衡吸附容量也就越大；由于溫度越高氣體分子的動(dòng)能越大，能被吸附劑表面分子引力束縛的分子就越少，因而溫度越高平衡吸附容量也就越小。

通常用不同溫度下的吸附等溫線來描述這一關(guān)系，如上圖:

從上圖的 B→A 和 C→D 可以看出：在溫度一定時(shí)，隨著壓力的升高吸附容量逐漸增大；從上圖的 B→C 和 A→D 可以看出：在壓力一定時(shí)，隨著溫度的升高吸附容量逐漸減小。

本裝置的 PSA 工作原理利用的是上圖中吸附劑在 A-B 段的特性來實(shí)現(xiàn)氣體的吸附與解吸的。吸附劑在常溫高壓(即 A 點(diǎn))下大量吸附原料氣中除氫以外的雜質(zhì)組分，然后降低壓力(到 B 點(diǎn))使各種雜質(zhì)得以解吸。

（4）工藝條件與裝置處理能力的關(guān)系

1）原料氣組成：

吸附塔的處理能力與原料氣組成的關(guān)系很大。原料氣中氫含量越高時(shí)，吸附塔的處理能力越大；原料氣雜質(zhì)含量（對(duì)本裝置而言主要是 CO）越高，特別是凈化要求高的有害雜質(zhì)含量越高時(shí)，吸附塔的處理能力越小。

C

B

D

T

2

T

1

⊿Qtp

變壓吸附 變

溫

吸

附

溫度 T2＞T1

⊿

P P

吸

附

量 ⊿

Qt

組分分壓A

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 15 頁 共 265 頁

2）原料氣溫度：

原料氣溫度越高，吸附劑的吸附量越小，吸附塔的處理能力越低。3）吸附壓力：

原料氣的壓力越高，吸附劑的吸附量越大，吸附塔的處理能力越高。4）解吸壓力：

解吸壓力越低，吸附劑再生越徹底，吸附劑的動(dòng)態(tài)吸附量越大，吸附塔的處理能力越高。

5）產(chǎn)品純度：

產(chǎn)品純度越高，吸附劑的有效利用率就越低，吸附塔的處理能力越低。（5）氫回收率的影響因素：

1）產(chǎn)品氫純度

在原料氣處理量不變的情況下，產(chǎn)品氫純度越高，穿透進(jìn)入產(chǎn)品氫中的雜質(zhì)量越少，吸附劑利用率越低，每次再生時(shí)從吸附劑死空間中排出的氫氣量越大，氫氣回收率越低。2）吸附壓力

在一定的范圍內(nèi)，吸附壓力越高，吸附劑對(duì)各種雜質(zhì)的動(dòng)態(tài)吸附量越大。在原料氣處理量和產(chǎn)品氫純度不變的情況下，吸附循環(huán)周期越長(zhǎng)，單位時(shí)間內(nèi)解吸次數(shù)越少，氫氣回收率越高。

3）沖洗過程

由于被吸附的大量雜質(zhì)是通過用部分氫氣的回流沖洗而解吸，故沖洗時(shí)間的長(zhǎng)短、沖洗氣量的大小、沖洗速度的快慢都將影響氫氣的回收率。一般來講，沖洗時(shí)間越長(zhǎng)，沖洗過程越均勻，沖洗氣量越大，吸附劑的再生越徹底，在純度不變的情況下，吸附時(shí)間越長(zhǎng)，氫氣回收率越高。但是，由于本裝置的沖洗氣來自均壓結(jié)束后的順放過程，如需加大沖洗氣量，則順放過程壓力降太大，將會(huì)引起部分雜質(zhì)穿透，反而不利于沖洗。4）吸附時(shí)間(或吸附循環(huán)周期)

在原料氣流量和其他工藝參數(shù)不變的條件下，延長(zhǎng)吸附時(shí)間就意味著單位時(shí)間內(nèi)的再生次數(shù)減少，再生過程損失的氫氣也就越少，氫氣回收率越高。但是，在同樣條件下，吸附時(shí)間越長(zhǎng)，進(jìn)入吸附劑床層的雜質(zhì)量越大，因吸附劑動(dòng)態(tài)吸附量不變，故穿透進(jìn)入產(chǎn)品氫的雜質(zhì)量將增大，這勢(shì)必會(huì)使產(chǎn)品氫純度下降。由此可見，吸附時(shí)間的改變將同時(shí)影響產(chǎn)品氫的純度和收率。

在 PSA 制氫裝置的實(shí)際操作過程中，為了提高 PSA 裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)在保證產(chǎn)

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 16 頁 共 265 頁

品氫中雜質(zhì)含量不超標(biāo)的前提下，盡可能的延長(zhǎng)吸附時(shí)間以提高氫氣回收率。這是PSA裝置吸附時(shí)間參數(shù)設(shè)定的基本原則。

綜上所述，為了提高氫氣回收率進(jìn)而提高裝置的經(jīng)濟(jì)效益，在原料氣組成、流量以及溫度一定的情況下應(yīng)盡量提高吸附壓力、降低解吸壓力、延長(zhǎng)吸附時(shí)間、降低產(chǎn)品純度（在允許范圍內(nèi)）；

（6）產(chǎn)品氫純度的影響因素

1）原料氣流量

在氣體工藝條件及工藝參數(shù)不變的條件下，原料氣流量的變化對(duì)純度的影響很大，原料氣流量越大，每一循環(huán)周期內(nèi)進(jìn)入吸附塔的雜質(zhì)量越大，雜質(zhì)也就越容易穿透，產(chǎn)品氫純度越低。相反，原料氣流量減小，則有利于提高產(chǎn)品氫純度。2）解吸再生條件

如前所述，在常壓沖洗再生的情況下，一方面因要消耗部分產(chǎn)品氣用于吸附劑再生，氫氣回收率較低；另一方面，因吸附劑再生不徹底，吸附劑動(dòng)態(tài)吸附量較小，因而若原料氣流量不變，則產(chǎn)品氫純度下降。與之相比，采用真空解吸再生時(shí)，吸附劑動(dòng)態(tài)吸附量大，吸附劑再生徹底，不僅有利于提高氫氣回收率，也提高了產(chǎn)品氫純度。3）均壓次數(shù)

原料氣處理量和吸附循環(huán)周期不變，均壓次數(shù)越多，均壓過程的壓力降越大，被吸附的雜質(zhì)也就越容易穿透進(jìn)入下一吸附塔并在吸附劑床層頂部被吸附，致使該塔在轉(zhuǎn)入下一次吸附時(shí)雜質(zhì)很容易被氫氣帶出，影響產(chǎn)品氫純度。（7）PSA 吸附分離流程的主要工序

吸附工序――在一定溫度、高壓下原料氣進(jìn)入吸附床，吸附劑將雜質(zhì)吸附，獲得產(chǎn)品氫氣。

減壓工序――通過一次或多次的均壓降壓過程，將床層死空間氫氣回收。順放工序――通過順向減壓過程獲得吸附劑再生的沖洗氣源，即用于對(duì)其他塔進(jìn)行吹掃。

逆放工序――逆著吸附方向減壓使吸附劑獲得部分再生沖洗工序――用產(chǎn)品氫沖洗降低雜質(zhì)分壓，使吸附劑完成最終的再生。升壓工序――通過一次或多次的均壓升壓和產(chǎn)品氣升壓過程使吸附塔壓力升至吸附壓力，為下一次吸附作好準(zhǔn)備

本裝置單系列 PSA 由 10 臺(tái)吸附塔、1 臺(tái)水分離罐、1 臺(tái)解吸氣緩沖罐、1 臺(tái)解吸氣

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 17 頁 共 265 頁

混合罐和一組程控閥組成。采用 10-2-4/P 操作工藝，即設(shè)10 臺(tái)吸附塔，任何時(shí)候均有2 臺(tái)吸附塔進(jìn)料（處于吸附狀態(tài)），其余 8 臺(tái)經(jīng) 4 次均壓，順放沖洗、低壓解吸。每個(gè)塔均要依次經(jīng)歷吸附（A）第一次均壓降(E1D)、第二次均壓降(E2D)、第三次均壓降(E3D)、第四次均壓降(E4D)、順放（PP）、逆放（D）、沖洗（P）、第四次均壓升(E4R)、第三次均壓升(E3R)、第二次均壓升(E2R)、第一次均壓升(E1R)、最終升壓（FR）等步驟。原料氣自下而上進(jìn)入正處于吸附狀態(tài)的吸附塔中，由其內(nèi)部的吸附劑進(jìn)行選擇性的吸附，在吸附塔的頂部得到產(chǎn)品氫氣，吸附塔通過逆放和沖洗步驟將被吸附的雜質(zhì)解吸出來，得到的解吸氣經(jīng)解吸氣緩沖罐和解吸氣混合罐混合并穩(wěn)壓后送往轉(zhuǎn)化爐火嘴做燃料。

（8）PSA 單元的特點(diǎn)

1）產(chǎn)品氫純度高。

2）可以維持在較高壓力下操作。

3）自動(dòng)化程度高，工人操作勞動(dòng)強(qiáng)度小。

4）操作靈活，抗事故能力強(qiáng)。

5）可靠性、靈活性好，開、停工方便。

6）單位原料產(chǎn)氫率較低。

（9）本裝置 PSA 的優(yōu)點(diǎn)

1）采用帶一個(gè)順放罐的 10-2-4/P 操作工藝，沖洗再生時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，解吸更加徹底。工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)可靠，產(chǎn)品氣收率高，節(jié)省投資及占地。2）先進(jìn)的單順放罐的 10-2-4/P 工藝，沖洗流量穩(wěn)定，不偏流，吸附劑再生效果好，尾氣流量、熱值、壓力穩(wěn)定，保證解吸氣穩(wěn)定輸出。

3）采用自適應(yīng)優(yōu)化控制系統(tǒng)和多塔切換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)裝置全自動(dòng)化操作，減少人為因素對(duì)裝置操作的影響。

4）原料氣壓力、組成相對(duì)穩(wěn)定，吸附時(shí)間可自動(dòng)改變以保證產(chǎn)品氣的質(zhì)量。5）終充和順放調(diào)節(jié)采用壓力控制可保證裝置在負(fù)荷變化時(shí)仍能優(yōu)化、穩(wěn)定運(yùn)行。6）逆放過程隨原料負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)整，保證解吸氣系統(tǒng)穩(wěn)定。7）采用程控閥閥檢與壓力信號(hào)來準(zhǔn)確判斷程控閥故障，8） PSA 程控閥在高壓和氣流來回沖擊大的部位采用第五代平板程控閥和第三代三偏心程控蝶閥相結(jié)合，啟閉速度快、雙向流通性好、密封性能好（ANSI 六級(jí)）、壽命長(zhǎng)（大于 100 萬次）閥位顯示可靠、檢修方便，可保證裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 18 頁 共 265 頁

9）程序控制系統(tǒng)采用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，介質(zhì)的粘度受環(huán)境溫度影響變化小，可保證一年四季程控閥的動(dòng)作時(shí)間一致，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平緩、動(dòng)作安全可靠、無環(huán)境污染。

第二節(jié) 原料與助劑

根據(jù)原料來源不同和毒物種類不同，進(jìn)行脫毒。進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段時(shí)，原料中的毒物脫除指標(biāo)達(dá)到：

總硫：＜0.2ppm,總氯：＜0.2ppm,砷：＜5ppb,鉛：＜5ppb

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 19 頁 共 265 頁

1）原料油或天然氣中烯烴

烯烴均通過加氫過程飽和。根據(jù)烯烴的多少，選擇相應(yīng)的加氫技術(shù)，使進(jìn)轉(zhuǎn)化的烯烴＜0.1％(v)。

2）原料油中芳烴

芳烴含有穩(wěn)定的苯環(huán)，在轉(zhuǎn)化過程中不易斷開，容易造成芳烴穿透，并在高溫區(qū)裂解積碳，所以是最不易轉(zhuǎn)化的原料。芳烴含量過高會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)化不完全引起積碳和穿透，為此制氫原料中芳烴含量一般不能大于 13％(v)。

3）原料油中環(huán)烷烴

對(duì)于高級(jí)烴的轉(zhuǎn)化，異構(gòu)烷烴最容易，直鏈烷烴其次，環(huán)烷烴雖然比芳烴容易轉(zhuǎn)化，但比起直鏈烷烴來講難于轉(zhuǎn)化，為此原料中環(huán)烷烴含量過高也會(huì)造成轉(zhuǎn)化過程異常，一般環(huán)烷烴含量＜36％（V）。

4）原料油餾程

原料餾程中最主要的是終餾點(diǎn)指標(biāo)，一般情況下，所用原料終餾點(diǎn)均小于210℃，大多數(shù)情況下小于 180℃。對(duì)于轉(zhuǎn)化過程，要求餾程分布均勻，有些油品終餾點(diǎn)雖然不高，但輕組份很少，餾份均集中在較高餾出溫度處，這種原料也不是好原料，容易造成裂解過程過于集中而引起積碳。

5）原料比重

制氫原料比重一般均小于 0.76，最好比重小于 0.74。比重越大，說明油品越重，轉(zhuǎn)化過程中積碳趨勢(shì)越大，對(duì)催化劑造成的損害越大，不利于裝置的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行。制氫原料的構(gòu)成：本裝置的原料為裝置外來天然氣為主，石腦油使用概率極低，故不做過多說明。

2、催化劑產(chǎn)品性能指標(biāo)及使用條件

（1） LYT-701 天然氣加氫催化劑的物化性質(zhì)及使用條件項(xiàng)目 物化性質(zhì)顏色及形狀 淺灰色三葉草條形外形尺寸，mm φ2.0-3.0×2-8

側(cè)壓強(qiáng)度，N/cm ≥120

堆密度(g/ml) 0.60-0.75

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 20 頁 共 265 頁

比表面積，m

2/g 3200

孔容，ml/g ≥0.35

MoO3含量(%) ≥10

CoO 含量(%) ≥2.5

NiO 含量(%) ≥1.5

生產(chǎn)廠家 淄博魯源工業(yè)催化劑有限公司項(xiàng)目 條件原料 天然氣操作壓力 1.0-5.0MPa

反應(yīng)器入口溫度 ≥250℃反應(yīng)溫度 250-400℃原料氣中烯炷含量，％(v/v) ≤6.5

氣體空速 500-1500h

_1生產(chǎn)廠家 淄博魯源工業(yè)催化劑有限公司（2）LYT-310G 高溫氧化鋅脫硫劑物化性質(zhì)及使用條件項(xiàng)目 物化性質(zhì)規(guī)格/mm φ3.0?5.0×5?15

外觀 黃白色條狀堆密度/kg/l 0.90—1.1

側(cè)壓強(qiáng)度/N/ cm ≥60

比表面積，m

2/g ≥30

飽和硫容/% (m/m) ≥30 (350°C)

生產(chǎn)廠家 淄博魯源工業(yè)催化劑有限公司項(xiàng)目 使用條件使用壓力/MPa 1.0-5.0

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 21 頁 共 265 頁

使用空速/h

-l 500-3000

使用溫度/℃ 200-400

原料氣中硫化氫含量/ug/g ≤100

生產(chǎn)廠家 淄博魯源工業(yè)催化劑有限公司（3）LYT—610G 脫氯劑物化性質(zhì)及使用條件

項(xiàng)目 物化性質(zhì)規(guī)格/mm φ3.0?5.0×5?15

外觀 白色條狀物堆密度/kg/l 0.65—0.75

側(cè)壓強(qiáng)度/N/cm ≥40

比表面積，m

2/g ≥40

穿透氯容/% （m/m） ≥30

生產(chǎn)廠家 淄博魯源工業(yè)催化劑有限公司項(xiàng)目 使用條件使用壓力/MPa 1.0-5.0

使用空速/h

-1 500-3000

使用溫度/℃ 100-400

原料氣中氯化氫含量/ug./g ≤50

生產(chǎn)廠家 淄博魯源工業(yè)催化劑有限公司（4）LYB—113 一氧化碳高（中）溫變換催化劑物化性質(zhì)及使用條件項(xiàng)目 物化性質(zhì)規(guī)格/mm φ9.0—9.5×5—8

外觀 黑褐色圓柱體堆密度/kg. l

-1 1.35—1.45

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 22 頁 共 265 頁

平均徑向抗壓強(qiáng)度/N. cm

-1 ≥140

比表面積，m

2/g ≥40

Fe203 % (m/m) ≥83

Cr203 % (m/m) 8—10

生產(chǎn)廠家 淄博魯源工業(yè)催化劑有限公司項(xiàng)目 使用條件使用壓力/MPa 1.0-8.0

使用空速/h

-1 500-3000

使用溫度/℃ 300-480

CO 含量/% (v) ≤13%

生產(chǎn)廠家 淄博魯源工業(yè)催化劑有限公司（5）轉(zhuǎn)化催化劑使用條件

催化劑 Z417 Z418

形狀 淺黑色四孔圓柱 淺灰（綠）色四孔圓柱尺寸

長(zhǎng)度 mm

外徑

內(nèi)徑×孔數(shù)

8.0～10.0

16

4×4

15.0～17.0

16

4×4

堆積密度，Kg/L 0.95～1.10 0.90～1.05

徑向破碎強(qiáng)度，N/顆 ≥200 ≥300

活性組分 NiO, %(wt) ≥16 ≥10

載體 復(fù)雜混合物 鋁酸鈣裝填方式 布袋法（嚴(yán)格按裝填方案）布袋法（嚴(yán)格按裝填方案）使用溫度，℃ 450～800 600～950

水碳比，mol/mol 2.8～5.5 2.8～5.5

碳空速，h-1 500～1500 500～1500

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 23 頁 共 265 頁

生產(chǎn)廠家

山東齊魯科力化工研究院

股份有限公司

山東齊魯科力化工研究院股份有限公司（6）PSA 吸附劑使用條件

催化劑名稱 型號(hào)或規(guī)格CNA-198 Ф1.6-2.5 球狀CNA-618B Ф1.42 球狀CNA-218 Ф2-5 球狀CNA-421 Ф3-5 球狀生產(chǎn)廠家 西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司第三節(jié) 工藝流程簡(jiǎn)述

3.1 原料氣部分

來自裝置外天然氣進(jìn)入原料預(yù)熱爐（F-2001），預(yù)熱至一定溫度進(jìn)入脫硫部分。3.2 加氫、脫硫部分

裝置界區(qū)外來天然氣的引入裝置后，預(yù)熱后的原料氣經(jīng)過后進(jìn)入加氫反應(yīng)器R-2001進(jìn)行反應(yīng)，使原料中的烯烴在催化劑的作用下加氫飽和，使有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫，有機(jī)

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 24 頁 共 265 頁

氯轉(zhuǎn)化為無機(jī)氯。R-2001 入口溫度由 TI-2004 進(jìn)行控制。如果只用天然氣作原料，加氫后的原料氣通過兩個(gè)脫硫反應(yīng)器 R-2002/AB 中頂層催化劑氧化鋁將原料中氯吸收，將其含量降至 0.2ppm(V)以下，然后再經(jīng)深度脫硫后控制含硫在0.2 ppm (V)以下進(jìn)入轉(zhuǎn)化部分。本裝置的兩個(gè)脫硫反應(yīng)器 R-2002/AB 可以串聯(lián)也可以并聯(lián)使用，這樣不僅可確保裝置在持續(xù)生產(chǎn)時(shí)任意更換某一反應(yīng)器的脫硫劑，也使得吸收硫化氫的脫硫劑達(dá)到最大飽和度，最終達(dá)到節(jié)約催化劑的效果。

3.3 轉(zhuǎn)化部分

精制后的原料氣在進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐（F-2002）之前，按一定的水碳比3.5～5.0 與3.5MPa的水蒸氣混合，再進(jìn)轉(zhuǎn)化爐對(duì)流段預(yù)熱段預(yù)熱到 500～540℃，由上集合管進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐輻射段。轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)裝有催化劑，在催化劑的作用下，原料氣與水蒸氣發(fā)生復(fù)雜的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，整個(gè)反應(yīng)過程表現(xiàn)為強(qiáng)吸熱過程，反應(yīng)所需的熱量由轉(zhuǎn)化爐燃燒氣及解析氣提供。出轉(zhuǎn)化爐的高溫轉(zhuǎn)化氣經(jīng)轉(zhuǎn)化蒸汽發(fā)生器（E-2001）發(fā)生中壓蒸汽后，溫度降至310～350℃進(jìn)入中溫變換部分。

3.4 中溫變換部分

轉(zhuǎn)化爐 F-2002 出來的高溫轉(zhuǎn)化氣首先進(jìn)入到配備防止腐蝕和硅石流失的難熔管道式集合管中匯集，而后進(jìn)入到轉(zhuǎn)化器蒸汽發(fā)生器管程與殼程鍋爐水換熱發(fā)生3.5MPa（G）的中壓蒸汽，而轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入中溫變換反應(yīng)器，在催化劑的作用下，轉(zhuǎn)化氣中的CO與水蒸汽在銅助氧化鐵/氧化鉻催化劑的催化作用下進(jìn)一步反應(yīng)生成CO2和H2，出口中變氣中CO 含量被降到 3%（V）以下，由于變換反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以R-2003 出口氣體溫度會(huì)升。變換氣進(jìn)入鍋爐給水第一、第二預(yù)熱器管程預(yù)熱殼程的鍋爐給水后降溫分水，再通過除鹽水預(yù)熱器和除氧用蒸汽發(fā)生器管程預(yù)熱殼程的除氧器給水（直接由裝置外來除鹽水）和除氧器的除氧水換熱后進(jìn)入分水罐分液，分液后的變換氣從分水罐頂出來進(jìn)入空冷 A-2001 將溫度后進(jìn)入中變氣水冷器殼程，用循環(huán)水繼續(xù)降溫在到D-2006 分液。分液后的中變氣從分水罐頂出來進(jìn)入 PSA 單元提純氫氣。

3.5 PSA 部分

來自產(chǎn)氣系統(tǒng)的中變氣先進(jìn)入氣液分離器，除去原料氣中可能夾帶的液體，再經(jīng)流量計(jì)計(jì)量后，進(jìn)入由 10 臺(tái)吸附塔及一系列程序控制閥組成的變壓吸附系統(tǒng)。變壓吸附系統(tǒng)采用 10 塔操作，2 塔進(jìn)料、4 次均壓、順放沖洗、降壓解吸的操作工藝（簡(jiǎn)稱 10-2-4/P 工藝）。原料氣自下而上進(jìn)入 2 臺(tái)正處于吸附狀態(tài)的吸附塔中，由其內(nèi)部的吸附劑進(jìn)行選擇性的吸附，雜質(zhì)組分被吸附，而未被吸附的氫氣在吸附壓力下

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 25 頁 共 265 頁

從吸附塔頂部流出，獲得產(chǎn)品氫氣。大部分 CO2、CH4、CO 等組分被吸附在吸附劑上，通過減壓，使被吸附的 CO2、CH4、CO 等從吸附劑上脫附，即得到解吸氣，同時(shí)使吸附劑得到再生。其它 8 個(gè)吸附塔分別進(jìn)行其它步驟的操作，10 個(gè)吸附塔交替循環(huán)操作，時(shí)間上互相交錯(cuò)，從此達(dá)到原料氣連續(xù)不斷地輸入，產(chǎn)品氫氣連續(xù)不斷地輸出的目的。變壓吸附的各個(gè)步驟由計(jì)算機(jī)控制完成。

從吸附塔頂部出來的產(chǎn)品氫氣經(jīng)流量計(jì)計(jì)量，再經(jīng)調(diào)節(jié)閥穩(wěn)壓后連續(xù)穩(wěn)定地送出界外。調(diào)節(jié)閥控制產(chǎn)品氫的吸附壓力。

變壓吸附系統(tǒng)的解吸氣來自吸附塔的逆放和沖洗階段。均壓步驟結(jié)束后吸附塔進(jìn)行順放沖洗步驟，順放氣經(jīng)過程控閥進(jìn)入順放罐緩沖，再經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)壓后對(duì)吸附塔進(jìn)行沖洗，沖洗后的廢氣作為解吸氣進(jìn)入解吸氣混合罐。在逆放步驟時(shí)，逆放初期壓力較高的解吸氣進(jìn)入解吸氣緩沖罐緩沖，再經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)壓后進(jìn)入解吸氣混合罐；逆放后期壓力較低的解吸氣則經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)壓后直接進(jìn)入解吸氣混合罐?；旌虾蟮慕馕鼩饨?jīng)過解吸氣混合器后連續(xù)穩(wěn)定地送入轉(zhuǎn)化爐燃燒。

根據(jù)本裝置時(shí)序設(shè)置，在正常工作中任一時(shí)刻總有 2 吸附器處于吸附步驟，由吸附器入口端通入原料氣，在其出口端獲得產(chǎn)品氫氣。每臺(tái)吸附器在不同時(shí)間依次經(jīng)歷吸附(A)，第 1 級(jí)壓力均衡降(E1D)，第 2 級(jí)壓力均衡降(E2D)，第3 級(jí)壓力均衡降(E3D)，第 4 級(jí)壓力均衡降(E4D)，順放(PP)，逆放(D)，沖洗(P)，第4 級(jí)壓力均衡升(E4R)，第3級(jí)壓力均衡升(E3R)，第2級(jí)壓力均衡升(E2R)，第1級(jí)壓力均衡升(E1R)，最終升壓(FR)。順放的氣體先進(jìn)入解析氣緩沖罐。逆放步驟排出吸附器中吸留的部分雜質(zhì)組分，剩余的大部分雜質(zhì)通過沖洗步驟進(jìn)一步完全解吸。

產(chǎn)品氫氣經(jīng)流量計(jì)計(jì)量，壓力調(diào)節(jié)閥穩(wěn)壓后送出界外。本裝置解吸氣系統(tǒng)由 1 臺(tái)解吸氣緩沖罐、1 臺(tái)解吸氣混合罐以及5 臺(tái)調(diào)節(jié)閥組成。逆放步驟分兩段進(jìn)行，逆放初始?jí)毫^高部分的氣體進(jìn)入解吸氣緩沖罐，經(jīng)其緩沖通過其后壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)壓后進(jìn)解吸氣混合罐；逆放后期壓力較低部分以及其后續(xù)沖洗步驟排放的氣體由流量調(diào)節(jié)閥限流后進(jìn)入解吸氣混合罐，逆放前后期與沖洗氣在解吸氣混合罐混合、緩沖后，再經(jīng)解吸氣混合器送入轉(zhuǎn)化爐火嘴燃燒使。變換氣在 PSA 單元中經(jīng)物理吸附,引出產(chǎn)品氫氣供給氫氣管網(wǎng)，吸附劑再生階段釋放出來的低壓氣體經(jīng)過緩沖罐穩(wěn)定壓力和組成后，連續(xù)供作轉(zhuǎn)化爐燃料燃燒。3.6 熱回收及產(chǎn)汽系統(tǒng)

在轉(zhuǎn)化爐前引入的工藝蒸汽，一部分參與轉(zhuǎn)化，變換生成H2、CO、CO2另外一部分

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 26 頁 共 265 頁

則在交換過程中被冷凝，并在中變氣分水罐被分離出來。中變氣四個(gè)分水罐將水相繼冷卻分離后送入酸性水汽提塔中上部。工藝?yán)淠?jīng)汽提塔除去微量的CO2雜質(zhì)后的凈化水由塔底泵送入除氧器或界區(qū)外回收利用。

自裝置外來的除鹽水經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后經(jīng)除鹽水預(yù)熱器預(yù)熱，然后與酸性水汽提塔底泵來的凈化水混合一并進(jìn)入除氧器（如果除氧器回用酸性水），用蒸汽的流量來控制除氧水的溫度（或者中變氣蒸汽發(fā)生器 E-2010 產(chǎn)汽控制溫度）。除氧水經(jīng)過鍋爐給水泵升壓后送至中壓產(chǎn)汽系統(tǒng)。

來自中壓鍋爐給水泵的除氧水經(jīng)過鍋爐給水第一預(yù)熱器，鍋爐給水第二預(yù)熱器預(yù)熱至飽和溫度后進(jìn)入中壓汽水分離器中，飽和水通過自然循環(huán)的方式進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐第二對(duì)流室及轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器發(fā)生飽和蒸汽。

3.7 加藥系統(tǒng)及排污系統(tǒng)

本裝置設(shè)置了加藥系統(tǒng)處理汽包中的水垢銹漬、水中雜質(zhì)，加藥為磷酸三鈉。用來自系統(tǒng)管網(wǎng)的除鹽水溶解。然后用加藥泵把溶液送至中壓汽水分離器D-2008 中進(jìn)行防腐除垢。（該系統(tǒng)適時(shí)使用，當(dāng)水質(zhì)較高時(shí)不使用，如：大汽包水硅酸根＜2000ug/l）為了減少系統(tǒng)的熱損失和保護(hù)環(huán)境，系統(tǒng)還設(shè)置了排污水箱。污水的主要來源是汽包連續(xù)排污、間斷排污、蒸汽發(fā)生器底部排污以及在事故狀態(tài)下為保證汽包安全運(yùn)行的緊急放水等。中壓汽包 D-2008 的連續(xù)排污水直接排至水箱收集，冷卻后用泵送至污水處理廠。

3.8 公用介質(zhì)部分

（1）蒸汽

本裝置自產(chǎn)的約 3.5MPa（G）飽和中壓蒸汽從產(chǎn)汽系統(tǒng)出來，進(jìn)入在轉(zhuǎn)化爐對(duì)流段的蒸汽過熱器中被高溫轉(zhuǎn)化煙氣過熱到 400℃左右后經(jīng)穩(wěn)壓，進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐輻射段與脫硫后原料氣發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，副產(chǎn)部分蒸汽送 1.0MPa 管網(wǎng)。

（2）氮?dú)?/p>

界區(qū)外來的低壓氮?dú)庖宦啡ネ?R-2001、R-2002、R-2003 處用做吹掃置換氣源；一路去往兩列的 PSA 單元用于開停工過程中的各吸附塔和管線的充壓、氣密、吹掃置換氣源。

（3）凈化風(fēng)

凈化風(fēng)從裝置外來，經(jīng)凈化風(fēng)分液罐脫水后，一路去給氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥作為氣源；一路去 PSA 氣動(dòng)程控閥提供動(dòng)力。

制加氫車間制氫工藝技術(shù)操作規(guī)程第 27 頁 共 265 頁

（4）燃料氣

制氫裝置燃料氣由 PSA 解析氣和管網(wǎng)燃料氣兩部分混合組成。使用原則是盡量使用PSA 解析氣，當(dāng) PSA 解析氣不夠時(shí)再補(bǔ)充管網(wǎng)燃料氣去長(zhǎng)明燈燃燒。PSA 解析氣自 PSA 混合氣罐來進(jìn)轉(zhuǎn)化爐的主火嘴。

第28頁第四節(jié)主要操作4.1 主要操作指標(biāo)

操作指標(biāo)

項(xiàng)目位號(hào)單位轉(zhuǎn)化氣甲烷含量-%(v/v)中變氣CO 含量-%(v/v)大汽包水PH 值-大汽包水PO4

3-含量-mg/L水碳比-R2001 床層溫度TI-2017℃轉(zhuǎn)化爐出口溫度TI-2008℃轉(zhuǎn)化爐爐膛最高溫度TIA-2031℃轉(zhuǎn)化爐爐膛溫差℃轉(zhuǎn)化爐爐膛負(fù)壓PI-2021Pa燃料氣如轉(zhuǎn)化爐壓力PISA-2015MPa轉(zhuǎn)化爐氧含量AIS-2003%中變器入口溫度TIA-2041℃

加氫裝置工藝技術(shù)操作規(guī)程 頁 共 265 頁

作指標(biāo)及產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

指標(biāo)

報(bào)警值聯(lián)鎖值低低報(bào) 低報(bào) 高報(bào)高高報(bào) ≯6.0 / / / / / ≯3.0 / / / / / 9～12 / / / / / ＜15 / / / / / 3.5～5.0 / / / / / 300～400 / / / / / ≯700 / / / / / ≯1000 / / 1010 / / ≯120 / / / / / -50～-200 / / / / / 0.35～0.55 / 0.25 0.6 / 0.1 10～14 / 9 / / / 310～350 / 290 360 / /

第29頁中變床層最高溫度TI-2040℃除氧水溫度TI-2050℃除氧器液位LIA-2009%大汽包液位LIA-2011%大汽包壓力PIA-2026MPa過熱蒸汽溫度TI-2051℃過熱蒸汽壓力PI-2018MPa四分液位LIA-2007%中變氣入PSA 溫度TIA-2001AB℃中變氣入PSA 壓力PIA-2006MPaPSA 吸附壓力PIA-2102MPa

加氫裝置工藝技術(shù)操作規(guī)程 頁 共 265 頁

≯430 / / / / / 90～110 / / / / / 40～60 30 35 80 / / 40～55 / 30 70 / / ≯4.0 / 3.0 4.1 / / 380～420 / / / / / ≯3.8 / / / / / 10-30 / 5 50 / / ≯50 / / 48 / 50 2.0～2.4 / 1.9 2.5 / / 2.0～2.4 / 1.9 2.5 / /

制氫裝置工藝技術(shù)操作規(guī)程第 30 頁 共 265 頁

報(bào)警附件：

壓力：

位號(hào) 低報(bào) MPa 低低報(bào) MPa 高報(bào)MPa 高高報(bào)MPaPIA-2010 - - 3 -

PIA-2013 - - 3 -

PIA-2011 - - 3 -

PIA-2026 2.5 - 3.6 -

PIA-2016 - - - -

PIA-2105 - - 90（KPa）-

PIA-2008 2 - 4 -

PIA-2006 1.9 2.5

PVA-2007 - - - -

PIA-2108 0.55 - - -

PIA-2101 - - 2.6 -

PIA-2103 - - - -

PIA-2104 - - - -

PIA-3108 - - 0.65 -溫度：

位號(hào) 低報(bào) ℃ 低低報(bào) ℃ 高報(bào)℃高高報(bào)℃TIA-2030 450 - 600 -TIA-2042 30 - 450 -TIA-2016 - - 400 -液位

位號(hào) 低報(bào) % 低低報(bào) % 高報(bào)% 高高報(bào)%AIS-2004 1 - 15 -

LIAS-2012 30 - 70 -

LIA-2005 20 - 80 -

LIA-2006 20 - 80 -

制氫裝置工藝技術(shù)操作規(guī)程第 31 頁 共 265 頁

LIA-2007 20 - 80 -

LIA-2008 10 - 80 -

LIA-2009 35 30 80 -

LIA-2101 - - 20 -

LIA-2004 20 - 80 - 4.2 PSA 操作指標(biāo)

1 吸附器運(yùn)行工藝步驟壓力及時(shí)序（以 F 塔為例）

制氫裝置工藝技術(shù)操作規(guī)程第 32 頁 共 265 頁

運(yùn)行順序

壓力變化范圍

值（MPa）

對(duì)應(yīng)

關(guān)系

運(yùn)行順序

壓力變化范圍值（MPa）動(dòng)作閥門KV-210*吸附 1、2吸附 終充 HV2101、5一均降 2.241-1.828 一均升 5、5二均降 1.828-1.300 二均升 7、7三均降 1.300-0.932 三均升 7、7四均降 0.932-0.411 四均升 8、8順放一 0.411-0.340 沖洗一

4、HV2102、4、3、HV2104順放二 0.340-0.238 沖洗二

4、HV2102、9、6、3 、HV2104順放三 0.238-0.187 沖洗三

6 、HV21036、3、HV2104逆放一 0.187-0.102 逆放二 3、10 、HV2104逆放二 0.102-0.044 逆放一 3、HV2104沖洗三 0.044-0.048 順放三

HV2104、3、6、HV2103、6沖洗二 0.048-0.047 順放二

HV2104、3、6、9、HV2102、4沖洗一 0.047-0.0430 順放一

HV2104、3、4、HV2102、4四均升 0.0430-0.402 四均降 8三均升 0.402-0.820 三均降 7二均升 0.820-1.287 二均降 7一均升 1.287-1.832 一均降 5終充 1.832-2.236 HV2101、5吸附 2.236-2.261 1、22 主要工藝設(shè)備的操作指標(biāo)

序號(hào) 設(shè)備名稱

操作溫度

℃

操作壓力MPa

介質(zhì)1 原料氣分液罐 ≯50 2.0～2.4 原料氣

制氫裝置工藝技術(shù)操作規(guī)程第 33 頁 共 265 頁

2 吸附塔 ≯50 2.0～2.4 原料氣5 解吸氣緩沖罐 ≯50 0.03～0.1 解吸氣6 解吸氣混合罐 ≯50 0.03～0.1 解吸氣注：間斷操作為的設(shè)備流量為每一次進(jìn)料。

3 環(huán)保指標(biāo)

環(huán)?？刂浦笜?biāo)

顆粒物 mg/Nm3 ≤20

二氧化硫 mg/Nm3 ≤100氮氧化物 mg/Nm3 ≤150

制氫裝置工藝技術(shù)操作規(guī)程第 34 頁 共 265 頁

第五節(jié) 工藝介質(zhì)分析

序號(hào) 分析名稱 分析次數(shù) 分析項(xiàng)目 控制指標(biāo)備注1 天然氣氣體組成 實(shí)時(shí)

CH4、H2S、CL

-、烯烴含量等CH4%含量＞98

色譜分析SH/T0230-922 經(jīng)氧化鋅脫硫后 實(shí)時(shí)

H2S、CL

- ＜0.5ppm

電量法SH/T0253-923 中變氣組成 每天/三次

CH4、H2、CO、CO2、氮?dú)釮2%含量＞70

色譜分析SH/T0230-924 轉(zhuǎn)化氣組成 實(shí)時(shí)

CH4、H2、CO、CO2、氮?dú)釩H4%含量＜6

色譜分析SH/T0230-925 氫氣純度 每天/六次 H2＞99.99%

色譜分析（專用色譜柱）6 3.5MPa 過熱蒸汽 每班/次 SiO3

2- ＜20ug/L

7 3.5MPa 飽和蒸汽 每班/次

PH:7-8.5;SiO3

2- ＜50ug/L；電導(dǎo)＜10uS/cm；Na

+＜15ug/L

GB/T6904.1GB6909.28 大汽包水 每班/次

PH:7-9.5;SiO3

2- ＜1500ug/L；電導(dǎo)＜20uS/cm；PO4

3-＜8mg/L；CL

-＜5mg/L

GB/T6904.1GB/T6913.29 除氧水 實(shí)時(shí) SiO3

2- 10 進(jìn)裝置除鹽水 實(shí)時(shí) SiO3

2- PSA 外送 H2分析 中變氣項(xiàng)目

時(shí)間

H2 %

CH4 ppm

CO

ppm

CO2 ppm

H2 %

CH4 %

CO

%

CO2 %

N2 %

記錄人08:00

12:00

16:00

制氫裝置工藝技術(shù)操作規(guī)程第 35 頁 共 265 頁

20:00

00:00

04:00

備注：

過熱蒸汽 飽和蒸汽項(xiàng)目

時(shí)間

PH

25℃

Na

+ ug/L

電導(dǎo)率

uS/cm SiO3

2- ug/L

CL

- mg/L

PH

25℃

SiO3

2- ug/L

電導(dǎo)率uS/cm

CL

- mg/1

Na+ ug/L記錄人08:00

12:00

16:00

20:00

00:00

04:00

備注：

除氧水 大汽包水項(xiàng)目

時(shí)間

PH

25℃

硬度

mmol/L

溶解

氧

mg/L

SiO3

2- ug/L

電導(dǎo)

率

uS/cm

PH

25℃

SiO3

2- ug/L

電導(dǎo)率uS/cm

CL

- mg/1

PO4

3- mg/L記錄人08:00

12:00

16:00

20:00

00:00

04:00

備注：

制氫裝置工藝技術(shù)操作規(guī)程第 36 頁 共 265 頁

第六節(jié) 影響裝置操作分析與措施1、空速對(duì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的影響。

一般用液體體積空速或碳空速來表示轉(zhuǎn)化負(fù)荷?？账僭酱?，停留時(shí)間越短，在其它工藝條件固定的情況下，空速增大，出口殘余甲烷升高催化劑結(jié)炭增加。在實(shí)際的工業(yè)裝置上，空速的大小是和原料輕油的干點(diǎn)、芳烴含量、床層出口溫度互相關(guān)聯(lián)的，當(dāng)輕油原料干點(diǎn)升高，芳烴含量增加時(shí)，則應(yīng)相應(yīng)降低空速，以達(dá)到滿意的轉(zhuǎn)化工藝要求。上述工藝指標(biāo)的確定又和所選用的轉(zhuǎn)化催化劑的性能有關(guān)，因此只能根據(jù)具體的情況來確定。

2、反應(yīng)壓力對(duì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的影響。

輕油轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程是體積增大的一種反應(yīng)，由烴類原料，在同水蒸汽反應(yīng)后，變成CO、CO2、H2和少量殘余 CH4，體積膨脹很大。顯然增大反應(yīng)壓力對(duì)反應(yīng)過程是不利的。然而，由于轉(zhuǎn)化工藝過程的最終產(chǎn)物一般都是用作高壓化工過程，所以從總體節(jié)能效果考慮，轉(zhuǎn)化工藝一般都在加壓下進(jìn)行。

3、轉(zhuǎn)化出口殘余甲烷含量的因素。

較高的水碳比和床層出口溫度，較低的空速，使用含芳烴少、干點(diǎn)低的輕質(zhì)石腦油原料，選用活性好、抗結(jié)炭性能高而又還原充分的催化劑，采用凈化脫毒比較徹底的原料都會(huì)相對(duì)降低床層出口的殘余甲烷。反之，則會(huì)導(dǎo)致出口殘余甲烷上升。壓力的波動(dòng)會(huì)引起瞬時(shí)空速增加，床層溫度和水碳比的波動(dòng)會(huì)引起催化劑表面結(jié)炭，原料中硫含量、砷含量的增加和原料凈化工段工藝條件的波動(dòng)等操作條件的惡化也往往會(huì)導(dǎo)致出口殘余甲烷的升高

4、除氧器出水不合格的原因及處理方法

除氧器出水不合格的原因：

①除氧器進(jìn)水溫度太低

②除氧加熱蒸汽量小。

③進(jìn)水量過大，超過除氧器的設(shè)計(jì)值，使除氧器內(nèi)水溫達(dá)不到沸點(diǎn)。④排汽閥門開度太小。采樣方法不對(duì)。

除氧器出水不合格的處理：

①加大除鹽水的換熱量。

②加大除氧蒸汽量。

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③開大除氧器排、污閥門，加大排汽量。

④將鍋爐給水采樣線置換干凈重新采樣分析。

5、蒸汽帶水原因及處置措施。

帶水的原因：

①汽包給水閥故障導(dǎo)致汽包液位高或滿水。

②汽包發(fā)生汽水共騰現(xiàn)象，蒸汽中攜帶大量飽和水離開工包而導(dǎo)致蒸汽帶水事故的發(fā)生。

③汽包內(nèi)旋風(fēng)分離器損壞，使飽和水不能有效分離而帶出汽包。帶水的處置措施：

①適當(dāng)提高轉(zhuǎn)化爐人口溫度，防止催化劑水解。

②適當(dāng)降低汽包液位，防止水位過高使蒸汽帶水。加強(qiáng)蒸汽管道的疏水6、中變氣 C0 不合格處理方式。

影響變換氣中 CO 含量的主要因素：

①反應(yīng)溫度、空速、反應(yīng)物（ CO 和蒸汽）的濃度及催化劑的活性等。壓力對(duì)反應(yīng)平衡無影響，對(duì)反應(yīng)速度有影響，但壓力是在裝置設(shè)計(jì)時(shí)就已決定的，操作上沒有調(diào)節(jié)余地。日常操作中以調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度為主。

處理步驟：

①提高反應(yīng)器人口溫度。提溫雖然降低了生成物的平衡常數(shù)，但大大加快了反應(yīng)速度，縮短了反應(yīng)物達(dá)到平衡的時(shí)間，在催化劑使用后期，其活性下降后，提溫操作效果尤為顯著。

②加大轉(zhuǎn)化配汽量。加大轉(zhuǎn)化配汽量可提高反應(yīng)物蒸汽的濃度，加快C0 變換的反應(yīng)速率。

③降低生產(chǎn)負(fù)荷或降低轉(zhuǎn)化出口溫度，從而降低進(jìn)人反應(yīng)器的CO 含量和空速。7、加氫反應(yīng)器床層溫度超溫的原因及處置措施。

事故的可能原因：

①原料中有機(jī)硫含量超標(biāo)，有機(jī)硫在反應(yīng)器內(nèi)受熱分解為烯烴和硫化氫，烯烴加氫飽和時(shí)放出大量的熱，使反應(yīng)器床層溫度超高。

②原料中烯烴含量超標(biāo)。

③氣體進(jìn)料中一氧化碳、二氧化碳或氧氣含量超標(biāo)

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④進(jìn)料突然減少使進(jìn)料溫度超標(biāo)，導(dǎo)致床層溫度超高。⑤調(diào)節(jié)故障或熱電偶失靈。

事故處理的步驟：

①迅速查明事故的原因，根據(jù)不同原因采取不同的方法處理。②降預(yù)熱爐出口溫度，降低加氫反應(yīng)器人口溫度至正常值。如果超溫是由于原料③雜質(zhì)超標(biāo)所致，立即將超標(biāo)原料予以切除，視情況提高干凈原料用量，盡量維持裝置產(chǎn)氫量穩(wěn)定。

④如果超溫是由于調(diào)節(jié)故障或熱電偶失靈所致，聯(lián)系儀表維修人員處理·8、脫硫氣質(zhì)量不合格的原因及處置措施。

脫硫氣質(zhì)量不合格的可能原因：

①原料中有機(jī)硫含量或組成超標(biāo)，超過加氫轉(zhuǎn)化能力和脫硫劑吸收能力。②原料中硫化氫含量超標(biāo)，超過脫硫劑吸收能力。

脫硫氣質(zhì)量不合格的處理步驟：

①如果脫硫氣不合格是由于原料超標(biāo)所致，立即將超標(biāo)原料予以切除。②適當(dāng)提高脫硫反應(yīng)器人口溫度，以提高脫硫劑的吸硫速度與精度。③控制進(jìn)料量或配氫量在指標(biāo)范圍，保證硫的轉(zhuǎn)化和吸收。9、PSA 提高氫氣收率的要點(diǎn)。

①在復(fù)合工藝技術(shù)條件下，維持 CO 的含量最大值。

②提高 PSA 操作壓力。

③降低 PSA 的解吸壓力。

④保持吸附塔足夠的吸附時(shí)間，保證吸附劑的再生效果。第七節(jié) 裝置內(nèi)外關(guān)系

裝置開工時(shí)，以氮?dú)鉃檩d體進(jìn)行系統(tǒng)循環(huán)將轉(zhuǎn)化爐溫度帶出，使汽包產(chǎn)汽并進(jìn)行配

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汽，正常操作時(shí)以天然氣為原料。

裝置正常操作時(shí)需 3.5MPa 蒸汽作為工藝配汽，所需蒸汽由裝置自產(chǎn)，富余部分系統(tǒng)中壓蒸汽送至 1.0MPa 蒸汽管網(wǎng)

裝置產(chǎn)品為純度 99.99%(V)的氫氣，供加氫裝置用。系統(tǒng)向裝置提供循環(huán)水、高低壓電、風(fēng)、氮?dú)?、燃料氣、除鹽水等公用工程。界區(qū)條件表如下表：

序

號(hào)

名稱

界區(qū)

狀態(tài)輸送方式進(jìn) 出

1 天然氣 √ 氣連續(xù)2 氫氣出裝置 √ 氣連續(xù)3 1.0MPa 蒸汽出裝置 √ 汽連續(xù)4 3.5MPa 蒸汽進(jìn)裝置 自產(chǎn) 汽連續(xù)5 除鹽水進(jìn)裝置 √ 液連續(xù)6 火炬放空出裝置 √ 氣間斷7 新鮮水進(jìn)裝置 √ 液間斷8 循環(huán)冷水進(jìn)裝置 √ 液連續(xù)9 循環(huán)熱水出裝置 √ 液連續(xù)10 排污水出裝置 √ 液間斷11 蒸汽凝結(jié)水 √ 液連續(xù)12 燃料氣進(jìn)裝置 √ 氣連續(xù)13 凈化風(fēng)進(jìn)裝置 √ 氣連續(xù)14 非凈化風(fēng)進(jìn)裝置 √ 氣間斷15 氮?dú)膺M(jìn)裝置 √ 氣間斷

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第三章 崗位操作法第一節(jié) 操作概述

1.1 操作任務(wù)

1)完成生產(chǎn)任務(wù)，裝置負(fù)荷、產(chǎn)品質(zhì)量滿足要求。

2)精心操作，努力降低裝置能耗，降低氫氣成本。

3)確保裝置安全平穩(wěn)生產(chǎn)，避免重大設(shè)備、生產(chǎn)事故等事故的發(fā)生。4)及時(shí)準(zhǔn)確地處理裝置生產(chǎn)中各種異常情況，防止物料泄漏，污染物排放，設(shè)備催化劑損壞等。

1.2 操作原則

1)堅(jiān)決執(zhí)行工藝紀(jì)律，嚴(yán)格按工藝卡片和控制指標(biāo)操作，對(duì)參數(shù)的調(diào)節(jié)準(zhǔn)確迅速。2)在平穩(wěn)操作的前提下，優(yōu)化操作條件，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)率。3)加強(qiáng)崗位間聯(lián)系，協(xié)調(diào)處理問題。

4)操作不正常或發(fā)生事故時(shí)，要沉著冷靜，正確分析，果斷處理，避免誤操作造成事態(tài)擴(kuò)大。

5)嚴(yán)格遵循事故處理原則。

1.3 與上下游及系統(tǒng)間關(guān)系

系統(tǒng)向制氫裝置提供原料以及常用的水、電、蒸汽、風(fēng)、燃料氣、氮?dú)獾?。裝置產(chǎn)品為 99.9％（v）純度的氫氣。

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第二節(jié) 工藝操作方法

2.1 原料氣部分操作

1 天然氣進(jìn)裝置壓力控制

1）控制范圍：3.3-4.0MPa

2)控制目標(biāo)：滿足原料對(duì)制氫反應(yīng)器轉(zhuǎn)化的要求

3)相關(guān)參數(shù)：在制氫預(yù)熱爐前天然氣進(jìn)裝置的壓力數(shù)4)控制方式：通過 PV-2004 將外部來天然氣排往燃料氣系統(tǒng)管網(wǎng)來穩(wěn)定天然氣系統(tǒng)壓力（日常生產(chǎn)以天然氣公司壓力調(diào)節(jié)為主，該調(diào)節(jié)方法不易調(diào)節(jié)）5）異常處理：

現(xiàn)象 原因 處理PI-2004 壓力低報(bào)警，

FV-2001 全關(guān)

天然氣進(jìn)裝置流量低 聯(lián)系上游單位保證天然氣來量?jī)x表故障

聯(lián)系儀表處理外操改副線調(diào)整SV-2001 起跳 外操關(guān)閉SV-2001,PI-2004 壓力高報(bào)警，

PV-2004 全開

上游天然氣壓力過高

如果PV-2004 全開壓力繼續(xù)升高，則外操打開PV-2004副線，若壓力續(xù)升高，則聯(lián)系上游單位降低天然氣壓力儀表故障

聯(lián)系儀表處理外操改副線調(diào)整