天然气制氨联合甲醇装置改制氢方案
天然气制氢装置技术方案
天然气制氢装置技术方案一、背景随着可再生能源的快速发展，氢能作为一种清洁、高效的能源被广泛关注。
而天然气是含氢量较高的化石能源，因此天然气制氢被认为是一种可行的制氢途径。
天然气制氢装置是指利用天然气经过化学反应生成氢气的设备，其技术方案对于提高制氢效率和降低成本具有重要意义。
二、技术方案1.预处理阶段预处理阶段主要是对天然气进行净化和脱硫处理，以消除对催化剂的有害物质和杂质。
具体操作包括：(1)天然气净化：利用吸附剂吸附天然气中的杂质，如二氧化碳、硫化氢等。
(2)脱硫处理：通过添加脱硫剂使硫化氢转化为硫化物，从而降低天然气中的硫化氢含量。
2.催化重整阶段催化重整阶段是指利用催化剂对天然气进行重整反应，生成主要含量为氢气的合成气。
具体操作包括：(1)反应器选择：选择合适的反应器，如管式反应器或床层反应器，以提高反应效率。
(2)催化剂选择：选择具有高活性和稳定性的催化剂，如镍铬催化剂，以促进重整反应。
(3)反应条件控制：控制适当的温度、压力和反应物的流量，以实现最佳的重整反应效果。
3.氢气净化阶段氢气净化阶段是对合成气中的杂质进行去除和净化，以获得高纯度的氢气。
具体操作包括：(1)合成气压力升高：通过增加压力，促使合成气中的杂质与吸附剂更充分地发生作用。
(2)吸附剂选择：选择适当的吸附剂，如活性炭或分子筛，以去除合成气中的杂质，如二氧化碳、甲醇等。
(3)脱硫处理：对于从催化重整阶段引入的硫化物进行脱硫处理，以降低硫化物对催化剂的毒化作用。
三、领先技术和创新点1.新型催化剂的开发：开发具有高催化活性和选择性的新型催化剂，以提高重整反应的效率和产氢效果。
2.膜分离技术的应用：利用膜分离技术将氢气和其他气体分离，以提高氢气的纯度和产氢效率。
3.废气回收利用：将合成气中的废气进行回收和再利用，以最大程度地减少资源浪费和环境污染。
四、优势和应用前景1.天然气资源丰富：中国是天然气资源大国，利用天然气制氢能够充分利用资源优势。
制氢的方法
制氢的方法
什么是制氢？
制氢，又称氢制技术，是指利用氢原料以及电解或催化装置技术，把氢分离、提纯出来的技术过程。
制氢用于制造汽油机燃料、发电机燃料等，也可以用作工业原料，如制备硝酸、氨、甲醛、二氧化碳等。
制氢的常用方法主要有四种：
一、电解制氢
电解制氢是一种经济、实用的氢气制取方法，可应用于各种不同的氢源，比如水、硫酸、甲醇、乙醇等。
二、催化制氢
催化制氢是利用催化剂使氢气通过催化剂进行转化，从而达到制氢的目的。
常用的催化剂有金属催化剂和金属氧化物催化剂。
三、天然气制氢
天然气制氢是利用天然气的变化，将其中的氢气分离出来，以达到制氢目的。
这种方法利用的氢气源一般是天然气中的甲烷，通常采用催化裂解（SMR）、铁氧化物热分解（FTS）以及热催化裂解（HDN）等技术来制取氢气。
四、化学变化制氢
化学变化制氢以有机物为物质源，通过化学反应来把氢气分离出来。
其中主要物质源是甲醇、乙醇、乙醚、乙酸、甲烷等，可以采用水解反应、叔丁基化反应和失水反应等方法。
- 1 -。
各种制氢方法
各种制氢方法氢能是一种二次能源，在人类生存的地球上，虽然氢是最丰富的元素，但自然氢的存在极少。
因此必需将含氢物质力UI后方能得到氢气。
最丰富的含氢物质是水（H2O），其次就是各种矿物燃料（煤、石油、天然气）及各种生物质等。
因此要开发利用这种理想的清洁能源，必需首先开发氢源，即研究开发各种制氢的方法。
从长远看以水为原料制取氢气是最有前途的方法，原料取之不尽，而且氢燃烧放出能量后又生成产物水，不造成环境污染。
各种矿物燃料制氢是目前制氢的最主要方法，但其储量有限，且制氢过程会对环境造成污染。
其它各类含氢物质转化制氢的方法目前尚处次要地位，有的正在研究开发，但随着氢能应用范围的扩大，对氢源要求不断增加，也不失为一种提供氢源的方法。
1.电解水制氢水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。
水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定的能量，则可使水分解。
提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75～85％，其工艺过程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。
目前水电解的工艺、设备均在不断的改进：对电解反应器电极材料的改进，以往电解质一般采用强碱性电解液，近年开发采用固体高分子离子交换膜为电解质，且此种隔膜又起到电解池阴阳极的隔膜作用；在电解工艺上采用高温高压参数以利反应进行等。
但水电解制氢能耗仍高，一般每立方米氢气电耗为4．5～5． 5kWh左右。
电能可由各种一次能源提供，其中包括矿物燃料、核能、太阳能、水能、风能及海洋能等等，核能、水能和海洋能其资源丰富，能长期利用。
我国水力资源丰富，利用水力发电，电解水制氢有其发展前景。
太阳能取之不尽，其中利用光电制氢的方法即称为太阳能氢能系统，国外已进行实验性研究。
随着太阳电池转换能量效率的提高、成本的降低及使用寿命的延长，其用于制氢的前景不可估量。
同时，太阳能、风能及海洋能等也可通过电解制得氢气并用氢作为中间载能体来调节、贮存转化能量，使得对用户的能量供应更为灵活方便。
天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程
天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程清晰
一、天然气制氢工艺过程
1、原料：
天然气作为原料，其单位的能量超过木炭。
天然气中含氢量为3-7%，主要是由甲烷组成。
2、工艺流程：
（1）气液分离：
经热交换、放空等操作，天然气经液气分离装置分离，得到的气体为
纯净的天然气。
（2）燃烧：
经加热和压缩后，热能和机械能组合在一起，进行燃烧，产生大量的
高压热能烟气。
（3）回流：
将烟气经过扩散塔再燃烧，燃烧后的烟气进入回流管，分为气和水，
其中气液分离后的混合物进入洗涤装置，经过多次洗涤，得到纯净的氢气。
（4）冷凝：
气液分离出来的混合物经过冷凝，冷凝出的氢气填充到压缩氢气罐中，完成气体的回收。
（5）净化：
经压缩的氢气进入净化器，通过吸附塔相当于洗涤，捕集细颗粒，净化氢气。
（6）储存：
经过净化的氢气填充到存储罐中，进行氢气的长期储存，为用户提供及时的氢气供应。
二、天然气制氢装置技术参数
(1)天然气的比热容：1.9KJ/m3·K；
(2)氢的摩尔比：1.360；
(3)氢的密度：0.093Kg/m3；
(4)氢的比热容：2.98KJ/kg·K；
(5)氢的温度：-253℃；
(6)氢气的蒸汽压：1.5kPa；。
天然气制氢流程
天然气制氢流程一、前言天然气是一种广泛应用的清洁能源，而氢气则是一种高效、环保的能源。
因此，将天然气制成氢气已成为当前研究的热点之一。
本文将详细介绍天然气制氢的流程。
二、天然气制氢的原理天然气主要由甲烷组成，而甲烷可以通过催化剂将其转化为一氧化碳和氢气。
这个过程称为重整反应（steam reforming）。
重整反应的方程式如下：CH4 + H2O → CO + 3H2三、天然气制氢的流程1. 原料准备首先需要准备好原料，即纯度高达99%以上的甲烷和水蒸汽。
这些原材料需要经过严格的处理和纯化才能用于生产。
2. 反应器装置重整反应需要在高温和高压下进行，因此需要一个反应器装置来实现这个过程。
反应器通常采用管式或板式结构，其中填充了催化剂。
3. 加热系统在反应器中加入原料后，需要对其进行加热以达到适宜的温度。
加热系统通常采用电热、燃气或蒸汽加热。
4. 冷却系统在反应器中产生的氢气需要通过冷却系统进行冷却和净化。
冷却系统通常包括水冷却器和吸收塔。
5. 氢气处理在冷却后，产生的氢气需要经过进一步的处理，以去除其中的杂质和残余碳一氧化物。
这个过程通常包括吸附、压缩、干燥和纯化等步骤。
6. 储存和运输最后，制得的氢气需要被储存起来，并通过管道或车辆运输到使用地点。
四、优缺点分析天然气制氢具有以下优点：1. 可以利用现有的天然气基础设施进行生产和输送；2. 产生的二氧化碳排放量相对较少，因此可以减少环境污染；3. 氢能源具有高效性、环保性和可再生性等特点，在未来能源领域具有广阔前景。
但是，天然气制氢也存在一些不足之处：1. 生产成本相对较高，因此目前仍难以实现大规模商业化生产；2. 由于天然气资源的有限性，未来可能会面临供应短缺的问题；3. 制氢过程中仍会产生少量的二氧化碳排放，因此仍需要进一步减少环境污染。
五、总结天然气制氢是一种重要的新能源技术，其原理和流程相对简单。
然而，其商业化生产仍面临着一些挑战。
随着技术的不断发展和成本的不断降低，相信天然气制氢将会在未来成为一种重要的能源供应方式。
天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程
天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程
1.原料：
-天然气：天然气是制氢装置的主要原料，通过管道输送至装置。
天
然气主要成分为甲烷（CH4），其它成分包括乙烷、丙烷等。
-水蒸气：水蒸气用于促进气化反应和转化反应。
2.工艺流程：
(1)气化反应：天然气与水蒸气进行反应生成合成气。
在气化炉中，
天然气与水蒸气混合后加热至高温（一般800-1000℃），从而发生反应。
气化反应的方程式如下：
CH4+H2O→CO+3H2
反应中生成的一氧化碳（CO）主要用于后续反应的中间产物。
(2)水气转移反应：将合成气与水蒸气进一步反应得到更高含氢量的
气体。
水气转移反应的方程式如下：
CO+H2O→CO2+H2
(3)调整反应：在这一步骤中，通过控制温度和气体流量，将二氧化
碳（CO2）与一氧化碳（CO）进行反应转化，生成更多的氢气。
调整反应
的方程式如下：
CO+H2O→CO2+H2
(4)氢气纯化：通过纯化过程将合成气中的杂质去除，得到纯净的氢气。
常见的纯化方法包括吸收-洗涤法、膜分离法等。
这些方法可以去除
氢气中的二氧化碳、一氧化碳等杂质，获得高纯度的氢气。
(5)氢气储存：将纯净的氢气储存起来，以便后续使用。
常用的储氢方式包括压缩氢气储存和液态氢气储存。
以上是天然气制氢装置的工艺过程、原料及工艺流程的详细介绍。
该装置通过将天然气与水蒸气进行一系列反应和处理，最终得到纯净高纯度的氢气。
天然气制氢装置在能源转型和环保领域具有重要的应用价值。
甲醇制氢生产装置设计
生产能力为2800 m3/h 甲醇制氢生产装置设计、八氢气是一种重要的工业用品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量也有着不同的要求。
近年来随着中国改革开放的进程，随着大量高精产品的投产，对高纯氢气的需求量正在逐渐扩大。
烃类水蒸气转化制氢气是目前世界上应用最普遍的制氢方法，是由巴登苯胺公司发明并加以利用，英国ICI 公司首先实现工业化。
这种制氢方法工作压力为2.0-4.0MPa, 原料适用范围为天然气至干点小于215.6 C的石脑油。
近年来，由于转化制氢炉型的不断改进。
转化气提纯工艺的不断更新，烃类水蒸气转化制氢工艺成为目前生产氢气最经济可靠的途径。
甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。
它具有以下的特点：1 、与大规模天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢比较，投资省，能耗低。
2、与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。
3、所用原料甲醇易得，运输储存方便。
而且由于所用的原料甲醇纯度高，不需要在净化处理，反应条件温和，流程简单，故易于操作。
4、可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。
目录前言--------------------------------- 2目录--------------------------------- 3摘要--------------------------------- 3设计任务书----------------------------- 4第一章工艺设计--------------------------- 51.1.甲醇制氢物料衡算--------------------------------1.2.热量恒算------------------------------------第二章设备设计计算和选型：塔、换热设备、反应器--------- 82.1.解析塔的选择---------------------------------2.2.换热设备的计算与选型-----------------------------2.3.反应器的设计与选型------------------------------第三章机器选型--------------------------- 133.1.计量泵的选择--------------------------------- 153.2.离心泵的选型第四章设备布置图设计------------------------ 154.1.管子选型------------------------------------ 174.2.主要管道工艺参数汇总一览表-------------------------- 84.3.各部件的选择及管道图-----------------------------第五章管道布置设计------------------------- 165.1.选择一个单参数自动控制方案-------------------------- 215.2.换热器温度控制系统及方块图课设总结------------------------------- 28摘要本次课程设计是设计生产能力为2800m3/h 甲醇制氢生产装置。
天然气制氢工艺流程
天然气制氢工艺流程天然气制氢是一种先进而高效的制氢技术，以天然气为主要原料，通过催化剂的作用将天然气中的甲烷转化为氢气。
下面将介绍天然气制氢的一般工艺流程。
首先，天然气通过管道输送到制氢厂，经过调压、过滤等处理，进入制氢装置。
在制氢装置的一开始，天然气会经过脱硫处理，主要是去除其中的硫化氢和其他硫化物。
脱硫可以使用吸附剂、洗涤剂等方法进行。
接下来，脱硫后的天然气进入煤气化装置。
煤气化是将天然气中的甲烷转化为合成气的过程。
在煤气化装置中，天然气与一定量的氧气和蒸汽混合，经过高温、高压的反应，产生合成气。
合成气是一种含有大量氢气和一定量一氧化碳、二氧化碳等成分的气体。
这一步骤主要是利用催化剂的作用，将甲烷转化为氢气。
制得的合成气经过一系列的净化过程，主要包括冷却净化、水汽冷凝和吸附净化。
在冷却净化过程中，合成气经过冷却器降温，其中一部分水汽被冷凝。
冷却后的气体进入吸附器进行吸附净化，去除其中的杂质气体和碳氢化合物。
接下来，净化后的气体进入蒸汽重整装置，其中一氧化碳与水蒸汽在催化剂的作用下发生反应，生成较为纯净的氢气和二氧化碳。
这一步骤主要是利用水蒸汽重整反应将合成气中的一氧化碳转化为氢气。
最后，制得的氢气通过压缩、储存等处理，得到高纯度的氢气。
压缩会将氢气的体积减小，储存则是将氢气储存起来，以便用于后续的应用。
总体而言，天然气制氢的工艺流程包括天然气脱硫、煤气化、净化、蒸汽重整等环节。
这些步骤通过催化剂的作用，将天然气中的甲烷转化为高纯度的氢气。
天然气制氢工艺的优点是高效、环保，同时也可以利用天然气资源，对能源资源的利用有着重要意义。
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２ 合成氨装置联合 甲醇装置制氢方案
２ １ 工艺 流 程 ．
合 成 氨装 置联 合 甲醇装 置 改制 氢 工 艺采 用 原 工 艺 的一 部分 。油 田天然 气 进 入合 成 氨装 置后 经 除尘 、 压缩 、 硫后 进 入一 、 脱 二段 转化 炉 ， 经高 低 再
中图分类号 ：Ｏ ０ Ｔ ２ 文献标识码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ １９ １ （ ０ ２ ０ ．８０ １０ ．２ ９ ２ ０ ） ５２ —３
０ 前 言
齐 鲁石 化 公 司第 二 化肥 厂 化肥 装 置 以油 田天 然 气 为 原 料 ， 计 规模 为 年产 ３ 设 ０万 吨 合 成 氨 、８ ４ 万 吨尿 素 ， 年需 油 田气 ４亿 ｍ３近 年来 由于 油 田 ， 天然 气供 应 不 足 ， 置 仅 能 维持 ５ ％ ～６ ％ 的负 装 ０ ０ 荷运 行 （００年 油 田供 气 仅 ２． ２０ ２亿 ｍ３ ， 时 由 ）同 于 尿素 市 场疲 软 、 格 下滑 ， 肥 生产 出现 了亏损 价 化
一
１ 制氢 方案
本 着满 足 生产 要 求 、 分利 用廉 价 原料 、 持 充 保 装 置原 有 生 产 能 力 不 受 影 响 的 原则 ， 经讨 论 初 步 制 定 了两套 不 同生 产 负 荷下 的制 氢 方案 ： 方案 一 ： 厂 两 套 制 氢 装 置 停 ， 炼 甲醇 停 产 ， 合 成气 全 部 转 送 合 成 氨 装 置 改 制 氢 ， 荷 ８ 万 负
见表 １ 。
表 １ 甲醇 合 成 气 组 成
Ｔａ ｌ Ｏ ｍａ ｏ ｉｉｎ ｏ ｅ ｓ ｎ ａ ｒ ｍ ｔ ａ ｏ ｌ ｔ ｂｅ１ ｐ ｓ ｔ ｆｔ ｙ ｇ ｓ ｆｏ ｍｅ ｈ ｎ ｌｐ ａ ｏ ｈ ｎ
两套 以轻 油 为 原 料 、 产 能 力 分别 为 ４万 Ｎｍ３ｈ 生 ／ 的制 氢 装 置 。随 着 油价 上 涨 ， 气 成 本 也 居 高 不 氢 下 ， 此 联 合 化 肥 与 甲醇 两 套装 置 ， 因 以天 然 气 、 渣 油替 代 轻 油做 制 氢原 料 ， 化 资源 配置 ， 挥公 司 优 发
维普资讯
天然 气化 工
２０ ０ ２年 第 ２ ７卷
左 继 功 ， 金 勇 ， 永胜 张 孙 （ 鲁石 化 公 司 第 二 化 肥 厂 ， 东 淄 博 ２ ５ ０ ） 齐 山 ５４ ０
摘要 ： 分析 了以天然气 为原料 的合成氨装 置联 合 以渣油 为原料 的 甲醇 装置 的部分 合成气 做原料 改 造 为制 氢装 置方
的局 面 ； 厂 的 甲 醇 装 置 以 渣 油 为 原 料 ， 用 同 采
Ｎｍ ｈｏ ／
方案 二 ： 厂 一 套 制 氢 停 ， 一 套 低 负 荷 运 炼 另 行， 合成 氨联 合 甲醇装 置 改 制氢 ， 甲醇 装 置合 成 气 部分 供 制 氢 ， 分 生 产 甲 醇 ， 氢 负 荷 ４～６万 部 制
案提 出 的背景 ， 出了改制 氢运行 的方案并对 方案的实施情 况进行 了介绍 ， 提 对改制 氢后装置 的运 行状况进 行 了评 价 和分 析， 同时对制氢装 置存在 的问题提出 了进 一步改进 的意 见。 关键词 ： 天然 气 ； 油 ； 化 ； 渣 转 氨装 置 ； 甲醇装 置 ； 氢 ； 制 改造
对 于 方案 二 ， 制氢 能 力 可 以保证 ， 成 氨制 氢 合 负 荷可 视 原 料 供 应 情 况 和 甲 醇 市 场 情 况 进 行 调 整 。同时 ， 厂运 行 一套 制 氢 ， 炼 减轻 了装 置转 产 带
来 的风 险 。 因此该 方 案 具有 明 显 的优 势 。
炼 油、 化工一体化的优势， 就成为公司降本增效 的 条 重 要措 施 。
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第 ５期
左 继功 等 ： 然 气制氨 联 合 甲醇 装 置改 制 氢方 案 天
控 制 系统 不 变 ， 口温 度 控 制 在 ８ ０ ２ ℃ ， 出 ０ ～８ Ｏ 和 制 氨时 完 全 相 同 。 甲醇 合 成 气 由渣 油经 Ｓ ｅ 气 ｈｌ ｌ 化 制得 ， Ａ ｓｌ 液 （ 乙 醇胺 ＋甲醇 ） 硫 后 经 ｍｉ 溶 ｏ － 脱 加 至制 氢 装 置 高温 变换 炉 入 口。 甲醇合 成气 组 成
温 变换 、 脱碳 、 甲烷 化 后 引 出产 品 氢 气 ， 由新 铺 管
线输 送 至炼 厂 。甲烷 化 以后 的工 序 以及 空气 压 缩 机 （０ —） 开 ， １ ｌＪ停 二段 转化 炉 不 配 空 气 。原 料 气 压
缩机 （ ０ 一） 口 压力 控 制 ３ ５ ａ 一 段 转 化 炉 １２Ｊ 出 ． ＭＰ ，
势 必增 加 氢气 生产 的风 险 ， 威胁 用 氢装 置 。
Ｓ ｅ 气化 炉 制 取 合 成 气 合 成 甲 醇 。近 年 来 由于 ｈｌ ｌ
甲醇产 品 市场 低迷 ， 也处 于 亏损 状 态 ， 工厂 生产 经 营 十分 困难 。 该 公 司炼 油 厂加 氢 装 置所需 氢 气 主要 来源 于
Ｎｍ３ ｈ。 ／
对 两 个方 案 的分 析 ：
对 于方 案一 ， 成 氨 装 置 原 设 计 满 负 荷 时 产 合 氢 ９ ３万 ｍ３ｈ 因此 整 个 系统气 体加 工 流 通 能 力 ． ／， 可 以保 证 。而 联合 甲醇装 置 的羰 基 合 成 气生 产 氢 气 ， 以减 轻在 甲醇 市场 疲 软时 甲醇装 置 亏 损 ， 可 具 有 显著 的经济 效 益 。运行 上 可 以根 据 油 田天然 气 供应 情 况 和 甲醇 市 场 情 况 调 整 甲 醇 与 氢 气 产 量 。 但 炼厂 两套 制 氢装 置 全停 ， 天然 气供 应 又 不 稳定 ，