轻油干气制氢装置操作规程.doc

第一章装置概况
装置简介
一、设计原则
1、4000m3n/h制氢以催化干气为原料(备用原料为轻石脑油), 工业氢,年开工8400小时。
2、本装置采用PSA净化工艺流程,其中造气单元采用先进的轻烃蒸汽转化工艺路线;变压吸附(PSA)单元采用成都华西化工研究所的专有技术。
3、认真贯彻国家关于环境保护和劳动保护的法规和要求。认真贯彻安全第一预防为主的指导思想。对生产中易燃易爆有毒有害物质设置必要的防范措施。三废排放要符合国家现行有关标准和法规。
4、装置工艺过程控制采用集散型控制系统(DCS),以提高装置的运转可靠性。
5、为节约外汇,主要设备和材料均立足于国内供货。
二、单元概况
l、单元概况
4000m3n/h制氢与加氢精制组成加氢精制单元,该单元与催化裂化(含产品精制)等组成联合装置,共用中心控制室、变配电所及公用工程系统。
2、单元组成
原料气净化→转化→中温变换→PSA→工业氢。
3、生产规模
装置公称规模为4000m3n/h工业氢。年开工时数为8400小时。
第二节制氢装置特点
本设计借鉴国内外制氢装置及大型合成氨装置的设计和生产经验,采用我公司设计制氢装置30多年的经验和成果,选用国内研制成功的新型催化剂和先进的工艺流程及设备,显著地降低生产成本和能耗,提高了装置运转的可靠性。
1、造气部分
、采用催化干气作为装置原料,提高了原料产氢率,降低了装置生产成本。备用原料为直馏组份的轻石脑油。
、优化装置设计,合理选择工艺参数,采用较高的转化入口温度(500℃)和出口温度(840℃),增加转化深度,提高单位原料的产氢率,从而降低原料和燃料消耗;选用较低的水碳比
(),进一步降低转化炉的燃料消耗。
、为解决原料气中烯烃含量过高的问题,制氢部分增加变温反应器(烯烃饱和)及导热油管外循环取热的工艺流程,不仅保证后面工序正常操作,而且采用导热油作为取热介质,增加了原料温度调节的灵活性。
、氧化锌脱硫反应器设置两台,即可串联又可并联,可使氧化锌的利用率达到100%,并可实现不停工更换脱硫剂。
、在原料气的预热方面,采用开工加热炉和原料预热炉二合一的方案。不仅增加了原料预热温度调节的灵活性,又增加了中压蒸汽的产量。
、为了提高装置的可靠性,确保装置长周期安全运行,制氢装置的催化剂选用国内成熟可靠的催化剂。其中转化催化剂选用齐鲁化工研究院研制生产的新型转化催化剂Z417/Z418,其比表面积较大且可较大降低转化炉的压降。
、一氧化碳变换部分采用中温变换流程,不采用低温变换流程;以降低装置投资,简化制氢流程,缩短开工时间。
、采用三合一的产汽流程(即烟道气、转化气、中变气的产汽系统共用一台汽水分离器),简化了余热吸收流程,降低了装置投资。
、优化换热流程,合理利用余热温位,提高有效能效率。
①利用转化炉烟道气高温位余热预热原料气, 中压蒸汽。所产蒸汽一部分作为工艺用汽,多余部分外输至全厂蒸汽管网。
②利用中变气高温位余热预热锅炉给水,以增加中压蒸汽产量。
③提高燃烧空气预热温度(320℃),降低转化炉的燃料用量。
④在维持合理传热温差的前提下,降低排烟温度,提高转化炉、原料预热炉的热效率,以降低燃料消耗。
、回收工艺冷凝水,减少脱盐水量。
在中变气冷却过程中,产生大量的冷凝水。水中除含有微量C02、有机物外,金属离子含量很低(~)。这部分酸性水如直接排放,将会污染环境或增加污水处理场负担。国内外对该部分酸性水的综合治理均十分重视。近年来投产的制氢装置,都将这部分酸性水汽提脱除C02等杂质后,再经除氧作为锅炉给水的补充水。本设计采用了这一先进成熟的回收技术,工艺冷凝水经汽提后直接送至热工系统的除氧器,除氧后作为锅炉给水。这样,既保护了环境,又减少了脱盐水用量。
l、采用PSA净化工艺技术,简化了制氢装置流程,提高了氢气质量,降低了装置能耗。
2改进转化炉结构设计
(1)转化炉采用顶部烧嘴供热,对流段横卧于地面的顶烧炉结构。其特点如下:
①热效率高。在对流段尾部设置空气预热器,使燃烧空气与烟道气换热后进入烧嘴助燃。这样,一方面将烟道气的低温位热能转化为高温位热能,提高了火焰温度,降低了燃料消耗;另一方面降低了排烟温度,减少了排烟热损火,提高了热效率。
②采用顶部烧嘴。由于采用顶部烧嘴,火焰向下与物流并流,更适合于转化管内反应的要求。
③对流段设置于地面,便于安装和检修,同时又降低了汽包安装高度。
④顶烧炉因火嘴集中、能量大、数量少