焦炉煤气制氢操作手册.docVIP

得一化工股份有限公司

600Nm3/h焦炉气提氢变压吸附装置

操作运营说明书

得一化工有限公司

八月

山西介休

第一章前言

一、概述

本装置是采用变压吸附(简称PSA)法从焦炉煤气（简称COG）中提取氢气，改变操作条件可生产不同纯度的氢气。

本装置采用气相吸附工艺,因此,原料气中不应具有任何液体和固体。

在启动和运转这套装置之前,规定操作人员透彻地阅读本操作运营说明书,由于不适当的操作会导致运营性能低劣和吸附剂的损坏。

本说明书中涉及到的压力均为表压,组成浓度均为体积百分数,流量除专门标注外均为标准状态下的流量。

二、设计参数

原料气组成：

组成

H2

CH4

N2

CO

CO2

CmHn

O2

V％

62

25.5

1.5

4.5

3.5

4.0

1.0

杂质组成

H2S

CO

NH3

萘

焦油

mg/Nm3

100

153

100

250

10

原料气流量：1100Nm3/h；

原料气压力:≥3Kpa(表压)；

原料气温度:≤40℃。

产品气压力:≥1.2MPa(表压)；

产品气流量：600Nm3/h；

产品气温度:≤40℃；

产品氢气纯度:H2≥99.9%CO+CO2≤10PPm

O2≤10PPmH2O≤30PPm

S≤2PPm

解吸气压力:~0.02Mpa(表压)；

解吸气流量：~550Nm3/h；

解吸气温度:≤40℃。

解吸气组成：

组成

H2

CH4

N2

CO

CO2

CmHn

O2

合计

V％

20.42

51.00

2.97

9.00

7.00

8.00

1.61

=SUM(LEFT)100

第二章工艺说明

提氢工艺流程基本构成

本装置采用变压吸附技术从焦炉煤气中提取氢气，焦炉煤气中杂质较多，组成十分复杂，随原料煤不同有较大变化，除有大量的CH4和一定量的N2、CO、CO2、O2外尚有少量的高碳烃类、萘、苯、无机硫、焦油等，后者都是些高沸点、大分子量的组份，很难在常温下解吸，对变压吸附采用的吸附剂而言，吸附能力相称强，这些杂质组分会逐渐积累在吸附剂中而导致吸附剂性能下降，因此本装置采用两种不同的吸附工艺，变温吸附工艺和变压吸附工艺。通过脱萘脱油后压缩的焦炉煤气一方面通过变温吸附工艺除去C5以上的烃类和其它高沸点杂质组份，达成预净化焦炉煤气的目的，然后再通过变压吸附工艺除去除氮、甲烷、一氧化碳及二氧化碳等气体组份，获得纯度约为99.5%的氢气，最后再通过精脱硫、脱氧、干燥系统的净化得到99.9%的产品氢气。除油脱萘器和预解决器的再气愤来自变压吸附工序中的解吸气，使用后的再气愤经冷却后可返回解吸气管网。

原料气

原料气

精脱萘器压缩机预解决器除油器除油脱萘器

精脱萘器

压缩机

预解决器

除油器

除油脱萘器

脱氧冷却器脱氧加热器精脱硫器吸附器脱氧器

脱氧冷却器

脱氧加热器

精脱硫器

吸附器

脱氧器

干燥系统解吸气电加热器

干燥系统

解吸气电加热器

产品氢气解吸气解吸气冷却器

产品氢气

解吸气

解吸气冷却器

图一：提氢工艺流程框图

本装置由原料气脱萘及压缩工序（100＃）、预解决工序（200＃）、变压吸附提氢工序（300＃）和后解决工序（400#）4个工序组成。

二、工艺原理及工艺过程说明

1.原料气脱萘及压缩工序(100#)

本工序由2台脱油脱萘器（T101A、B）、2台焦炉煤气压缩机（C101A、B）、2台精脱萘器（T102A/B）、1台电加热器（E101）组成，由于原料气中具有大量的萘，它容易结晶，影响压缩机的阀门及堵塞工艺管道，来自界外的焦炉煤气一方面通过脱油脱萘塔（T101A,B）脱去焦油、萘、H2S、NH3、HCN等杂质，然后通过压缩机一级增压到0.2MPa，再通过精脱萘器净化后经二、三级增压到1.3MPa送入预解决工序。

1.1脱油脱萘塔的工作环节：

焦炉气从脱油脱萘塔下端进入床层，焦油和萘被吸附，脱去大部分焦油和萘后的焦炉煤气从顶端出来，然后进入压缩机的一级。脱油脱萘塔两个塔交替工作，再生的气体是水蒸气通过电加热器加热后的过热蒸汽，冷吹气来自300＃变压吸附后的解吸气。

1.2脱油脱萘塔的再生：

脱萘塔再生时间:一个月左右一次，一个塔使用，另一个塔再生后备用，两个塔循环使用，二个塔具体切换时间根据塔出口气体中杂质组分由AP102A、B取样分析而定。

再生由两个环节组成。

①加热环节：再生的气体是低压水蒸气，通过阀V149，通过电加热器加热成