制氢培训教材
制氢站培训资料 99页-高清
3 电解液循环量控制在正常值；
4 密切监视气体纯度；
5
按时测量小室电压，测电压时注意电极方向，且不能让电压
表某一极棒的触头同时接触两片极板造成短路；
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6
电解槽上一定要清理干净，不得有金属物和碱液等导电介
质，周围不能放置其它金属物品，以防不慎落在槽体上造成小室短
路；
7 定期清洗过滤器，清除滤网上的石棉绒毛和其它杂质；
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此时： 阳极反应：4 OH一—4e = 2 H2O + O2 阴极反应：4 H2O + 4e = 2 H2 ↑ + 4 OH总反应 2 H2O = 2 H2 ↑ + O2 ↑
从反应方程式得出： 1 水电解时，产生一份氧气和两份氢气。 2 加入KOH或NaOH只起导电作用，在电解过程中不被消耗。
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第二章 水电解制氢装置组成
一、电解槽分类：
1、单极性电解槽：单极电解槽是由外部并联若干个电解 槽组成的。而单元电解槽由若干个彼此交替的、彼此平行的 阳极版和阴极版组成。对于一个电极而言只能做阳极或阴极。 单极性电解槽安装、维修简便，效率低，体积大。
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9、在建筑材料和轻工业中，如玻璃和人造宝石的制造和加工， 氢气被广泛地用作燃烧气和保护气。 氢气优点：便于储存和运输，对环境无污染，被誉为“清洁”的新 能源。
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三、氢气制取方法
1、水电解：设备体积小，流程简单，纯度高，杂质少，无污染； 但能耗高，产量小。
2、氨分解：产气量大，但纯度不高。 3、甲醇、天然气裂解：能耗低，产气量大，杂质复杂，不易分 离。
制氢操作培训课件
脱硫单元
• 系统循环量的控制 • 出系统粗氢气产品质量的控制 • 系统腐蚀的控制 • 胺液的降解 • 消泡剂的添加 • 气化脱硫与MDEA脱硫对比
脱硫单元
• （1）系统循环量的控制
•
富液循环量要＜543m3/h，流速过快容易导致腐蚀
•
变换装置出口至T4201该段管线伴热不用投用
尽可能低，减少饱和水夹带以及灰尘夹带。（带水意味着带灰）
待蒸汽超过临界值后随着系统温度的升高压力会逐渐稳定。
• （2）进料温度控制
•
主要从系统物料平衡考虑
• （3）出料温度的监控
•
T4103出口温度
磷酸盐加药装置操作
• 低于30cm配置药剂，最终加水量控制在100cm。 • 搅拌器待药剂完全溶解后停运。 • 加药量根据系统补水负荷、排污量、磷酸根含量、PH及时调整。
引申：
系统压力的控制
1、系统气量 2、变换反应的好坏 3、脱硫循环量、溶剂温度的控 制、再生效果的好坏。 4、VPSA/PSA的有效吸附。 5、压缩机的运行情况。
变换催化剂的维护
• 4催化剂毒物
•
砷含量（煤中含有砷元素）
•
砷的主要来源为原料煤，气化装置使用的烟煤中砷的含量一般为
0.75~176ppm。工艺气中的砷含量为煤中所含砷的14%~22%,其余存在于粗渣
合物发生了分子链的无规则断裂、侧基和低分子的消除反应，致使聚合度
和相对分子质量下降。
•
①温度高降解
•
128℃，设计采用150℃ 蒸汽，待压缩单元正常运行后采用的是200℃
蒸汽。温度的控制要严格执行工艺指标。
•
②与氧气接触降解
脱硫单元
• （5） 消泡剂的添加 • 在胺液运行过程中加入消泡剂应慎重考虑。必须在确认溶剂已经发泡后
制氢培训讲义
1.制氢装置设计及改造情况大连西太平洋石油化工有限公司制氢装置规模为6×104Nm3/h。
两套加氢、脱硫、转化炉、中变采用国内技术；净化系统为变压吸附法，技术为德国林德（Linde）公司专利，引进控制计算机、成套阀门、管线、仪表和吸附剂，吸附罐为国内制作，林德公司制造技术。
设计单位为中国石化北京设计院。
本装置由下列五部分组成：（1）原料油干法加氢、脱硫部分（2）转化及相应对流段热回收部分（3）中温变换及变换气换热冷却部分（4）PSA中变气净化部分（5）开工及循环氢压缩机及酸性水汽提部分装置的加氢、脱硫、转化、中变过程采用两个系列。
PSA部分则为一个系列。
原料设计时以轻质油（重整拔头油或轻石脑油）为主，同时应用少量液化气和ARDS装置弛放干气。
98年7月至今，由于重整装置停工未开，制氢原料改为重整精制油。
产品纯度为H2>%。
产品主要供常渣油加氢脱硫（ARDS）装置、蜡油加氢精制装置及煤柴油加氢精制装置、聚丙烯用。
施工图设计于1992年12月末完成，1995年末基本建成，1997年7月正式投产。
1998年2月经标定达到设计规模，生产稳定，质量良好。
2.生产装置工艺原理本制氢工艺采用以轻质油(重整拔头油或轻石脑油)为原料．经干法加氢、脱硫后与水蒸汽混合，经催化剂转化产生H2、CO及CO2。
转化气再经中温变换将CO与转化气中水蒸汽反应成CO2同时再产生部分H2。
中变气经换热、冷却分液后进往PSA吸附部分脱除中变气的CH4、CO和CO2，生产纯度为99 9％(v)的氢。
RS+H2→R+H2SH2S+Z n O→Z n S+ H2 OR+ H2 O→CH4+CO+CO2CH4+ H2 O→3 H2+CO-QCO+ H2 O→H2+CO2+Q3.生产装置工艺流程详述本装置设计原料主要是重整拔头油，工艺流程大致可分为五部分：（设计条件）（1）原料脱硫部分（分A、B两系列，以A系列为例，下同）40℃的重整拔头油自装置外进原料缓冲罐D-101，经原料泵P-101/1升压至。
制氢车间HAZOP培训课件
执行分析
按照分析计划，对制氢车间的工 艺流程进行逐一分析，使用引导 词系统对每个节点进行偏差识别 和风险评估。
风险矩阵与安全措施评估
根据分析结果，制定风险矩阵， 对每个风险进行等级划分，评估 现有安全措施的有效性，并提出 相应的改进建议。
引导词系统与使用
定义引导词 根据制氢车间的工艺特点和操作 条件，选择合适的引导词，如流 量、压力、温度、液位等，用于 描述工艺参数的偏差。
培训安排
为期一周的集中培训，每天6小时，共 计30小时。培训对象为制氢车间的操 作员、工艺工程师和技术人员。
培训效果评估与改进
评估方式
通过理论考试、小组讨论和个人报告等形式对培训效果进行评估。
改进措施
根据评估结果，对培训内容和方式进行改进，以提高培训效果和质量。同时， 定期组织复训和更新培训课件，以适应制氢车间工艺和安全要求的变化。
制氢车间HAZOP培训课 件
• HAZOP简介 • HAZOP基本概念 • HAZOP分析方法 • HAZOP分析实践 • HAZOP培训与提升 • HAZOP应用与发展趋势
01
HAZOP简介
HAZOP的定义
是一种基于风险的评估方法，用于识别和评估工艺系统中的潜在危险和操 作问题。
通过分析工艺流程图和操作规程，HAZOP研究确定可能发生的偏离，并 评估这些偏离对人员、环境和设备的影响。
分析实施与记录
成立分析小组
组建具备HAZOP分析经验和制氢 车间知识的专业团队。
实施分析
按照HAZOP分析的步骤和方法， 对制氢车间的工艺流程、设备、 操作等进行全面分析，识别潜在 的危险和操作偏差。
记录分析结果
详细记录每个偏差及其潜在的风 险和后果，为后续评估和报告编 写提供依据。
制氢车间培训资料
目录第一篇部门概述1、部门简介2、部门职责3、岗位职责4、岗位编制及设置第二篇部门制度1、行为管理办法2、工具管理办法3、制氢班长管理办法4、卫生管理办法5、交接班管理办法6、替换班管理办法及流程7、请销假管理办法级流程8、考勤办法第三篇部门工作流程与标准1、制氢物品管理流程与标准2、交接班流程与标准3、内操流程与标准4、外操流程与标准5、用火监护人流程与标准第四篇专业知识第一章制氢装置的操作知识1、制氢装置的操作规程2、气柜操作规程3、制氢取样操作规程4、润滑油更换操作规程5、压缩机切换操作规程6、机泵操作规程7、制氢巡检内容8、制氢压力表更换操作规程9、制氢压安全阀的检查维护第二章设备材料及管线流程图1、制氢静设备台账2、制氢机泵设备明细表3、制氢车间管道明细表第三章安全消防知识1、预防硫化氢中毒安全知识2、空呼器的使用保养知识3、火灾扑救知识4、安全事故事例5、灭火器的使用知识6、事故处理知识7、检火人职责知识8、停工检修的安全知识9、进入生产装置的安全知识10、外来人员的安全知识第五篇应急预案1、制氢体停电事故的处理预案2、制氢开工预案3、制氢停工预案4、制氢事故处理预案5、气柜电事故的处理预案6、气柜瓦斯泄漏预案7、转化进料脱硫不合格处理预案8、转化炉管出现热斑、热带、热管的处理预案9、装置外来燃料中断的处理预案10、H2S中毒救护及预防预案。
制氢培训教材
氢是元素中期表中第一种元素，也是最轻的元素，原子量为l.0079。
它是组成水、石油、煤炭及有机命体等的一个要素。
由两个氢原子结合在一起成为氢分子，即氢的单质。
氢是自然界较为丰富的物质，也是应用最广泛的物质之一，是重要的工业原料，在化学工业、半导体工业及冶金工业等中均占有重要的地位，特别是在化学工业中以氢为原料可生产许多重要的化工产品，如合成氨、甲醇、精炼各种石油产品及合成多种有机化学产品。
氢也可作为燃料，是城市煤气及工业燃料的重要组成部分。
大部分氢气是生产后就地消耗使用，如石油油工业的制氢装置就是为精制各种石油产品和合成各种有机化学产品提供氢源。
1.1 氢气的性质氢气是一种无色无味的气体，在通常情况下其密度约为空气的十三分之一。
采用致冷剂将氢气进行冷冻或高压氢气通过绝热膨胀，将温度降至其临界温度以下，压力高于临界压力，均可将氢气液化。
液态氢在减压下蒸发可形成固体氢。
表1——1气态氢的物理性质表1-2液态氢的物理性质表1-3 固态氢的物理性质氢气在一般溶剂中的溶解度很低。
表1-4是几种常见溶剂对氢气的溶解度(25℃)。
氢在气态、液态和固态都是绝缘体。
表1-4 氢气在常见溶剂中的溶液度1．1．2氢气的化学性质氢能与很多物质进行化学反应，在进行化学反应形成化合物时其价键具有特征。
氢原子失去其ls电子就成为H+离子，实际上就是氢原子核或质子。
质子的半径比氢原子的半径要小许多倍，使质子有相对很强的正电场。
因此它总是同别的原子或分子结合在一起形成新的物质。
如加氢反应就是将氢气加到各种化合物上的反应。
如甲烷化反应：C02+4H2——CH4+2H201.2氢气制造方法及其用途1.2.1氢气制造方法氢气制造包括两个过程，即含氢气体制造及氢气提纯。
根据所需氢气的用途不同，采用不同的制造工艺，得到不同纯度的氢气。
制造含氢气体的原料，目前主要是碳氢化合物，包括固体(煤)、液体(石油)及气体(天然气)。
水是制造氢气的另一重要原料，可以采用单独从水中制取氢气如电解水，也可以与碳氢化合物相结合制得氢气。
经典的制氢培训教材(原理、运行、维护、安全)
第一节概述制氢装置和贮存系统为发电机提供氢气冷却系统所需的氢气，其纯度和湿度应满足发电机氢气冷却系统的要求。
电厂二期工程要在原已有基础上扩建并有一部分设备要与原设备接口。
因此，要保证一期工程设备安全、正常运行情况下顺利安装和调试二期设备。
一、制氢系统设备概况二期设备为一套完备的制氢工艺装置以及氢气贮存和分配系统。
包括氢发生处理器（含电解槽、框架一、干燥装置、碱液泵）、框架二、框架三（含除盐水箱、碱液箱、注水泵）、氢气贮罐、压缩空气贮罐、除盐水闭式冷却装置以及系统内的电气及控制设备、管道、阀门和仪表等。
表8－1给出了二期制氢设备清单。
1.设备要求1.1 整套设备为组装单元式，单元范围包括所有设备、阀门、管件、支吊架。
同时应提供各单元间的连接管道。
1.2 电解槽连续、间断均可运行。
槽体为碳钢镀镍材质，压缩空气贮罐，氢气贮罐为合金钢，其余设备均为不锈钢材质（1Cr18Ni9Ti）。
1.3 氢气贮罐能耐-19 ℃的低温。
1.4 所有管路阀门均为不锈钢材质（1Cr18Ni9Ti），气管路及碱液管路的阀门和其它参与程控的阀门均采用进口产品。
1.5 到汽机房氢气管应设置二个接口，框架二上还应设置备用氢气接口。
1.6 所有设备在额定条件下应能保证安全运行,电解槽大修周期不少于10年。
2.主要设备性能与参数2.1 电解槽主要技术参数：（安装在氢发生器）2.1.1 氢气产量：10Nm3/h(产氢气量连续可调范围为额定出力的50～100%)。
2.1.2 氧气产量：5Nm3/h2.1.3 氢气纯度：≥99.9%2.1.4 氧气纯度：≥99.3%2.1.5 氢气湿度：＜4mg/m32.1.6 电解槽额定工作压力：3.2MPa2.1.7 电解槽工作温度：＜90℃2.1.8 电解槽额定工作电流：740A2.1.9 电解槽电解小室工作压力：～2V2.1.10 电解槽单位产氢量直流电耗：4.6kW.h/Nm32.1.11 氢氧分离器液位差：±5mm2.2 氢发生处理器：数量：1套；结构形式：组装框架式，框架材料为碳钢；氢气处理量：10 NmЗ/h；出口氢气含湿量：露点<—55℃。
制氢培训
2020/7/28
工艺：路线制氢装的置选原择料和及优工化艺方案
一、制氢技术的多样化 二、轻烃蒸汽转化制氢技术方案多样化 三、制氢装置原料的多样化 四、含烯烃原料的烯烃饱和技术 五、蒸汽转化工艺条件的选择 六、中温变换工艺技术 七、关键设备：转化炉
2020/7/28
工艺路线 ：
一、制氢技术的多样化
2020/7/28
制气工段
： 原料的杂质
1.1 硫含量 （进转化炉前〈0.2ppm) 1.2 氯含量 （进转化炉前〈0.2ppm) 1.3 砷含量 （进转化炉前〈1ppb) 1.4 烯烃含量（进转化炉前〈1%) 1.5、脱盐水的硫含量
2020/7/28
原料的产氢率的要求
原料的氢碳化与理论产氢量的关系
工艺技术方案的选择
2020/7/28
）
2020/7/28
制气工段 ： 三、制氢装置原料的多样化
（一）原料的要求 在制氢装置的氢气成本构成中，原料和燃料费 用约占60～85%，其余水电、催化剂及化学药 剂消耗、工资、大修折旧、车间经费等只占15 ～40% 原料规格要求 原料组成 同炭数的烃类其积炭倾向为：烯烃>芳香烃>环 烷烃>烷烃 商业化的转化催化剂对原料的要求一般为：烯 烃<1%mol；芳烃含量<13%。环烷烃<36％，轻 油干点<210℃。
较为简单，主要发生上述反应，最终产品
气组成由反应②③平衡决定。
2020/7/28
蒸汽转化过程反应原理
而轻石脑油，由于其组成较为复杂，有烷 烃、环烷烃、芳烃等，因此，除上述反应外， 在不同的催化床层，还发生高级烃的热裂解、 催化裂解、脱氢、加氢、积炭、氧化、变换、 甲烷化等反应，最终产品气组成仍由反应②③ 平衡决定。
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加氢和脱硫反应重整条件：
氢气分压： 加氢转化反应与氢分压有关。
氢油比高，有利于氢解反应进行，但消耗 增加。
氢油比低，不有利于氢解反应进行，不能 达到脱硫要求。
一般加氢反应的氢油比（H2/油）为80～100 （体积）。 天然气：5-10% 干气：利用自身的氢气
2020/9/10
四、含烯烃原料的烯烃饱和技术 1、绝热加氢工艺 2、绝热循环加氢工艺 3、等温绝热加氢工艺 4、变温绝热加氢工艺
2020/9/10
原料烯烃饱和、加氢脱硫原理
典型的烯烃、有机硫加氢反应有:
乙烯:
C2H4+H2→C2H6
硫醇:
RSH+H2→RH+H2s
硫醚:
R1SR2+2H2→R1H+R2H+H2S
理论产氢
量
4.80 4.80 4.98 5.06 5.15 5.23
(m3n/kg)
H/C
3.2 3.4 3.6 3.8 4.0
理论产氢
量
5.31
2020(/9m/130n/kg)
5.38
5.46
5.53
5.60
（二）制氢原料的种类
适合于作制氢装置的原料可分为气态烃和液态烃二类， 其性质类似。
气态烃主要有：天然气、加氢干气，重整干气 以及焦化干气和催化干气等。
2、国内制氢技术状况 1)国内已建制氢装置约为60套，其中
引进5－8套。 2）国内的蒸汽转化、PSA技术整体水
平已达到国外技术水平，部分超过国外 水平。
3)所有设备和催化剂均已国内制造。
2020/9/10
3、烃类蒸汽制氢技术的最新进展
1、低水碳比、高转化温度，以降低 原料和燃料消耗；
2、预转化工艺和后转化工艺（一种 列管式的转化反应器）与常规转化炉的 优化组合方案，以降低转化炉的燃料消 耗；
液态烃主要有：直馏石脑油、加氢的轻石脑油、 重整装置生产的抽余油、拔头油以及饱和液化石 油气等。 二次加工油：催化裂化、焦化、减粘等二次加工 装置生产的烃油，由于其杂质含量（硫氮等）高， 2020烯/9/10烃、芳烃含量高，不能作为制氢原料
（三）制氢原料选择的原则
原料选择考虑原则： 1、产氢量 2、原料价格 3、烯烃含量的影响 4、选择顺序 先轻后重、先低烯烃后高烯烃 加氢干气、重整干气（天然气） 、芳烃化尾气、 焦化干气、催化干气、轻石脑油
1.0 500-2x105 1.0 5000-2x105 1.05 500-2x105 2-3 104-1x105 1-3 1000-2x104 0.7 100-1000
20-500 20-200
2020/9/10
确定流程：
原料 （天然气
干气 轻石脑油）
燃料气
轻烃蒸汽转化制氢工艺流程图
高纯氢气
2020/9/10
1.3
2.4
工艺技术方案的选择
氢
气
成 本
PSA 净化法
，
元
化学净化法
2020/9/10
800 1000 1400 1700 2100
原料价格，元
典型的制氢装置转化工艺流程图(PSA法）
2020/9/10
三、制氢装置原料的多样化
（一）原料的要求 在制氢装置的氢气成本构成中，原料和燃料费 用约占60～85%，其余水电、催化剂及化学药 剂消耗、工资、大修折旧、车间经费等只占 15～40% 原料规格要求 原料组成 同炭数的烃类其积炭倾向为：烯烃>芳香烃>环 烷烃>烷烃 商业化的转化催化剂对原料的要求一般为：烯 烃<1%mol；芳烃含量<13%。环烷烃<36％，轻 油干点<210℃。
确定流程：
原料 （甲醇）
甲醇裂解制氢工艺流程图
甲醇分解PSA 解析气放空
高纯氢气
燃料气 燃料油
或煤
2020/9/10
确定流程：
原料 （天然气
干气 轻石脑油）
燃料气
甲醇、氢气装置工艺流程图
甲醇分解PSA 解析气放空
高纯氢气
2020/9/10
二、轻烃蒸汽转化制氢技术方案选择
1、国外制氢技术状况
KTI、Topsφe 、Linde、Uhde等
2020/9/10
原料的杂质
1.1 硫含量 （进转化炉前〈0.2ppm) 1.2 氯含量 （进转化炉前〈0.2ppm) 1.3 砷含量 （进转化炉前〈1ppb) 1.4 烯烃含量（进转化炉前〈1%) 1.5、脱盐水的硫含量
2020/9/10
原料的产氢率的要求
原料的氢碳化与理论产氢量的关系
H/C
2 2.2 2化工艺特点比较
序号
项目
1 工业氢纯度(mol%)
2 流程情况
3 原料耗量
4 燃料耗量
5 综合能耗
6 工程投资
7
2020/9/10
供氢压力，MPa
化学净化法 PSA 法（国产）
>96
>99.9
较复杂
较简单
1.0
1.40～1.50
1.0
0.40～0.45
1.0
0.85
1.0
1.05～1.1
投资 规模
1、天然气蒸汽转化 2、轻油蒸汽转化 3、干气蒸汽转化 4、重油蒸汽转化 5、煤汽化 6、甲醇裂解 7、氨裂解 8、电解水
0.6-1.2元/NM3 1.0-1.5元/NM3 0.4-0.7元/NM3 1.0-1.5元/NM3 1.0-1.2元/NM3 1.6-2.1元/NM3 2.5-3.0元/NM3 3-5元/NM3
二硫醚: R1SSR2+3H2→R1H+R2H+2H2S
噻吩:
C4H4S+4H2→C4H10+H2S
氧硫化碳: COS+H2→CO+H2S
二硫化碳: CS2+4H2→CH4+2H2S
氧化锌脱硫原理 脱氯原理
ZnO(固)+H2S=ZnS(固)+H2O
△ Ho 298 =-76.62kJ/mol
2020/9/10
制氢培训
2020/9/10
制氢装置原料及工艺方案 的选择和优化
一、制氢技术的多样化 二、轻烃蒸汽转化制氢技术方案多样化 三、制氢装置原料的多样化 四、含烯烃原料的烯烃饱和技术 五、蒸汽转化工艺条件的选择 六、中温变换工艺技术 七、关键设备：转化炉
2020/9/10
一、制氢技术的多样化
工艺路线
氢气成本
3、应用现代节能技术，优化余热回 收方案，以进一步降低装置能耗。
2020/9/10
4、轻烃制氢技术路线的选择
常规（化学法）流程：
天然气\ 轻油干
气
燃料气
低纯氢气 CO2产品
优点：氢损失小，副产工业CO2，缺点：氢纯度低，燃料消耗大，能耗高，氢气压力低
PSA流程：
天然气\轻油
高纯氢气
燃料气
优2点02：0/9氢/10纯度高，压力高，燃料消耗小，能耗低，缺点：氢损失略大，无副产CO2