甲醇裂解制氢工艺安全评价研究
制氢站的安全评价范本
制氢站的安全评价范本制氢站安全评价报告引言：制氢站是将水通过电解技术分解为氢气和氧气的设备，该设备可以广泛应用于多个领域，如能源生产、化工工业和交通运输等。
然而，制氢站的运营过程中存在一定的安全风险，因此需要进行全面的安全评价。
本报告将对制氢站的安全性进行评估，并提出相应的控制措施和建议，以确保制氢站的正常运营和安全性。
一、制氢站的工艺过程描述及相关安全风险1.工艺过程描述：制氢站的主要工艺过程包括水电解、气体处理和气体储存。
水电解是将水分解为氢气和氧气的过程，该过程需要电力供应。
气体处理是指对分解出的氢气和氧气进行过滤和干燥处理，以确保气体纯度符合要求。
气体储存是将处理后的氢气和氧气储存起来，以备后续使用。
2.相关安全风险：制氢站的运营过程中存在以下安全风险：-电解过程中可能发生意外爆炸事故，导致人员伤亡和设备损坏。
-氢气具有易燃易爆特性，在储存和使用过程中可能发生泄漏、爆炸等事故。
-氧气具有强氧化性，可能导致火灾和爆炸事故。
-气体处理过程中可能存在燃烧、破裂等风险。
二、制氢站的安全评价方法及结果1.安全评价方法：本次安全评价采用了定性与定量相结合的方法，通过对制氢站的工艺流程、设备状况、环境因素等进行评估，综合考虑相关安全风险因素。
2.安全评价结果：根据评价分析，制氢站的安全问题主要包括：-电解过程中的意外爆炸风险。
-氢气和氧气储存过程中的泄漏和爆炸风险。
-气体处理过程中的燃烧和破裂风险。
三、制氢站安全控制措施和建议1.电解过程控制措施：-按照相关标准要求选择合适的电解设备，确保设备可靠性和安全性。
-定期进行设备检查和维护，确保电解过程的正常运行。
-配备适当的防爆设备和防火设施，减少意外爆炸事故的风险。
2.气体储存过程控制措施：-建立完善的气体泄漏检测系统，确保及时发现气体泄漏，并采取相应的控制措施。
-选择合适的气体储存设备，确保设备的安全性和可靠性。
-加强气体储存区域的防火、防爆措施，减少爆炸风险。
甲醇裂解制氢工艺安全评价研究
甲醇裂解制氢工艺安全评价研究张玉林【摘要】A Medium-sized,8 400 m 3/h,methanol decomposition hydrogen production program was taken as an example.Dow＇s fire and explosion danger index method were used to study quantifiedly its safety problems.Furthermore,its risk was reduced from ＂very dangerous＂ to ＂medium＂ by taking security measures.%以中等规模8 400 m3/h甲醇裂解制氢项目为例,采用道化学火灾爆炸危险指数法对其安全问题进行量化研究,并通过采取安全措施使其危险性由＂非常大＂下降为＂中等＂。
【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2011(031)004【总页数】4页(P39-41,50)【关键词】甲醇制氢;火灾爆炸危险指数;安全评价【作者】张玉林【作者单位】临汾职业技术学院,山西临汾041000【正文语种】中文【中图分类】TQ116.28引言工业上大量生产氢气的方法是，利用水蒸气通过灼热焦炭生成的水煤气经分离而得，或是烃类与水蒸气作用后生成的物质经分离而得。
氢能广泛利用的最大障碍在于其储存与配给困难。
解决这些问题的有效办法之一就是通过合适的具有高含氢量的液体燃料的催化转化。
在所有可能利用的液体燃料中，甲醇以其含氢量高、价格低廉、储存容易、运输方便、供大于求的优点而成为最佳选择。
利用甲醇制氢有3种途径:甲醇裂解、甲醇部分氧化和甲醇蒸气重整。
其中，甲醇裂解制氢由于氢收率高(由反应式可以看出其产物的氢气体积分数接近75%)、能量利用合理、过程控制简单、便于工业操作而更多地被采用。
然而，由于其原料甲醇和产品氢气都是可燃性物质，易燃易爆，所以对其工艺的安全问题进行研究非常必要。
甲醇转化制氢工艺探讨
有许 多 如 热化学热分解光催化 等多种 。然而通过 甲醇的分解转化制氢气是 当前 比较成 熟和规模较大的一种 ，本文就结合笔者工作经验围绕着甲醇分解
转 化 制 氢 气 和 变 压 吸 附提 纯制 氢 气 两种 方法 浅 谈 制 氢工 艺 。 关 键 词 ： 甲醇 转 化 制氢工艺 问题 探 讨
气 的原 料 甲醇 来 讲 ，其产 品质 量较 好 ，而成 本 轻低 ，使 用范 围很 广 ， 极易 取得 。因为 甲醇 原料 广 ，据有 关部 门统 计来 看 ，最近 几年 ，我国 的 甲醇 产 量极 速上 升 ，速 度 明显 。二 千 年 时还 仅为 一 百九 十 八万 吨 ，
三、改造 甲醇 合成锻 工艺 ，将 制氢驰放气 回收方 案
本装 置采 用变 压吸 附技 术 （ 简称 Ｐ Ｓ Ａ ）将 甲醇驰 放气 的组份 进行 分离 ，最终 产 品是 纯 度 为 ９ ６ ． ５ ％的氢 气 以其 它 如富 氮 气 和 富 碳 气等 所体 。
１ ． 工艺技术 分析
பைடு நூலகம்
从 甲醇合 成来 的压 力 ５ ． ８ ＭＰ ａ （ Ｇ ） ， 温 度 ≤４ ０ ℃的弛 放气 由管道 自界 区外送 入 界 内 ，首 先经过 调 节 阀减压到 ２ ． ４ ＭＰ ａ（ Ｇ ） ， 然后进 入 一台气
液分离 器 ，将 其 中的游离 液态 物分 离 ，再从 变压 吸附 提氢 装置 吸附塔 中一 台正 处于 吸附 的吸 附塔 底部 进入 ，从 吸附塔 顶 出来 纯度 为 ９ ６ ． ５ ％ 的氢气 到后 ；顺 放二 、逆 放和 冲洗 出来 的解 吸气到 后工 序 ，顺放 三 的 富氮 气到燃 气 管 网。本 装置 的整个 生产 过程 （ 吸 附与 再生 ）工 艺切换 过程 均通过 程 控 阀门按 一定 的工艺 步序 和顺 序进行 开 关来 实现 的 。这 样可 以将 甲醇 合成工 艺 中多余的驰放 气回收 利用 。
甲醇制氢可行性研究报告
甲醇制氢可行性研究报告一、技术原理甲醇制氢的基本原理是通过水蒸气重整反应，将甲醇和水蒸气在高温高压条件下催化反应，生成氢气和二氧化碳。
反应方程式如下：CH3OH + H2O → CO2 + 3H2这个反应过程需要在高温高压条件下进行，通常在300-500摄氏度和20-50大气压之间。
同时，还需要添加合适的催化剂来促进反应进行。
二、优势1. 原料广泛：甲醇是一种易得且廉价的原料，可以从化石燃料或生物质中生产，因此甲醇制氢具有丰富的原料来源。
2. 高效率：甲醇制氢的反应可以在相对温和的条件下进行，产率高，效率高。
3. 适用性强：甲醇制氢技术适用于小型生产和大型工业生产，具有广泛的应用前景。
4. 低碳排放：与传统石油加氢反应相比，甲醇制氢反应生成的二氧化碳排放量较低，是一种相对清洁的氢气生产方式。
三、劣势1. 催化剂选择困难：选择合适的催化剂对于甲醇制氢过程至关重要，不同的条件和催化剂会影响反应效率。
2. 能耗较高：虽然甲醇制氢反应在相对温和的条件下进行，但是仍需要一定的能量供应，因此能耗较高。
3. 二氧化碳排放：虽然甲醇制氢产生的二氧化碳排放较低，但仍然无法完全避免环境影响。
四、市场前景随着清洁能源需求的增加，氢气作为清洁能源的地位越来越重要，甲醇制氢作为一种新兴的氢气生产技术，具有广阔的市场前景。
尤其是在汽车、航天航空等领域，甲醇制氢技术有着巨大的应用潜力。
因此，相关企业可以考虑投资研发甲醇制氢技术，以谋求更好的发展。
五、结论甲醇制氢是一种有着广阔市场前景的氢气生产技术，具有原料广泛、高效率、适用性强等优势。
尽管存在着催化剂选择困难、能耗较高等劣势，但通过技术改进和创新，这些问题可以得到解决。
因此，甲醇制氢技术具有可行性，值得企业和政府部门的关注和投资。
甲醇裂解制氢工艺技术改进分析
甲醇裂解制氢工艺技术改进分析环境保护法规日益严格、高标准清洁燃料的需求趋旺及原油的重質化和高含硫量均使油品加工过程中对氢气的需求增加。
工业制氢的方法有多种，包括烃类水蒸气转化法、重油或煤气化法、甲醇裂解法、水电解法。
随着工业天然气价格上涨和环保要求的提高（煤制氢项目受限制），甲醇裂解制氢得以迅速发展，弥补了氢气缺口。
本文对甲醇裂解制氢工艺技术改进进行分析。
标签：甲醇裂解；制氢工艺；改进1、引言石油化工对氢气的需求是最大的，工业制氢的方法有很多，其中甲醇裂解制氢技术不断发展，其装置规模提升了近20倍。
而在甲醇裂解制氢过程中，甲醇原料成本占制氢总成本的70%以上，如何降低甲醇裂解制氢中的甲醇原料消耗是关键，这就需要对甲醇裂解制氢工艺技术进行有效的改进。
2、工艺原理及特点2.1工艺原理甲醇和水经过预热、汽化后进入甲醇裂解反应器，在催化剂作用下，发生如下反应：CH3OH→CO+2H2-90.8kJ/molCO+H2O→CO2+H2+43.5kJ/mol整个反应过程是吸热的，因而反应器和汽化器所需的热量需由热媒炉提供。
循环使用的热媒（导热油）温度为280～320℃。
吸热的裂解反应和放热的变换反应同时进行，有效地利用了反应热并消除了放热反应可能带来的热点问题。
在甲醇裂解制氢中需要加入催化剂，铜系催化剂是当期使用最广泛也是研究最早的一种催化剂，它有着活性高、反应性能好的优点，但铜系催化剂也有着一定的缺点，其抗毒能力较差，在高温环境下可能会失去活性。
就目前来看，我国内的工业甲醇裂解制氢工艺技术一般采用铜系催化剂。
2.2工艺流程甲醇原料自贮槽来，与水洗塔底部来的水按一定比例混合。
经过甲醇预热器、甲醇汽化器加热汽化。
汽化后的甲醇、水蒸汽进入列管式反应器内，在催化剂的作用下分别进行下列裂解和变换反应。
工艺水经水泵送至水洗塔顶部，对裂解气进行洗涤。
塔顶气相经分液后进入变压吸附（PSA）提纯氢气，塔底液相返回与原料甲醇混合。
甲醇裂解制氢工艺原理
甲醇裂解制氢工艺原理1、工艺原理甲醇转化制氢技术是以甲醇、脱盐水为主要原料，甲醇水蒸汽在催化剂床层转化成主要含氢气和二氧化碳的转化气，该转化气再经变压吸附技术提纯，得到纯度为99.9～99.999%的产品氢气的工艺技术2、甲醇蒸汽转化工艺原理甲醇、脱盐水混合后经加热汽化、过热后进入转化器，甲醇、水蒸汽在一定温度下通过转化器的专用催化剂床层发生转化反应，生成氢气和二氧化碳。
其化学方程式如下：CH3OH + H2O → CO2 + 3H2 – 49.5 KJ/mol （1）转化反应的同时伴随有副产物CO生成，经过对反应热力学和反应机理的研究，结果表明该转化反应是由两步反应完成的，即甲醇裂解反应和一氧化碳变换反应。
其过程方程式如下：甲醇裂解 CH3OH → CO + 2H2 – 90.7 KJ/mol （2）变换 CO + H2O → CO2 + H2 + 41.2 KJ/mol （3）总反应为吸热反应，为节约能耗和物耗，需保证反应在高单程转化率和高选择性下进行，所以一般控制反应温度为230～290℃，故需热载体供热，装置原料的汽化、过热、反应由热载体导热油供热。
由于甲醇蒸汽转化反应为增加分子的反应，从理论上说，压力太高不利于反应的进行。
但为了满足氢气的使用压力和变压吸附分离对压力的要求，一般采用的操作压力范围是0.9～2.0 MPa。
工艺过程包括原料液换热、汽化、过热、反应、降温及水洗等，转化气送出前先进行水洗不但可回收夹带的甲醇、降低甲醇消耗，而且可大大降少从弛放气排出的甲醇量，有利于环境保护。
3、变压吸附气体分离技术工艺原理研究发现一些具有发达微孔结构的固体材料对流体分子具有吸附作用，这类吸附材料被称为吸附剂。
当流体分子与固体吸附剂接触后，吸附作用随即会发生。
吸附过程有以下特性：（1）吸附剂对气体的吸附有选择性，即不同气体在吸附剂上的吸附量是有差别的；（2）气体在吸附剂上的吸附量随其分压的降低而减少。
甲醇裂解制氢含甲醇蒸汽转化和变压吸附制氢两部分
甲醇裂解制氢含甲醇蒸汽转化和变压吸附制氢两部分甲醇、脱盐水混合后经加热汽化、过热后进入转化炉，甲醇、水蒸气在催化剂的作用下，在转化炉中完成甲醇裂解、一氧化碳变换二氧化碳二步化学反应，反应产物经换热、冷却、冷凝和水洗分离，得到含氢73％、含二氧化碳25％的转化气，甲醇单程转化率90％以上，未反应部分循环使用，转化气进入变压吸附，过程为吸附、逐级降压解吸、逐级升压、吸附，循环进行。
吸附塔数越多，氢气回收率越高。
本系统还需要一个导热油加热系统，可根据厂家不同采用不同的加热办法。
本系统为自动控制系统，在操作室内就可操作。
系统所用原料、消耗及动力、消耗情况：（以1000立方米氢气计）甲醇（0.56t）、脱盐水（0.32t）、柴油（加热导热油）（0.125t）、循环水（40t）、仪表空气（100立方米）、电（90kwh）、蒸汽（0.02t）、专用催化剂（0.2kg）、开车用氮气、开车用氢气。
主要设备有：汽化塔、过热器、转化炉、换热器、冷却器、水洗塔、循环液贮罐、甲醇中间罐、脱盐水中间罐、转化气缓冲罐、过滤器、吸附器、氢气缓冲罐、鼓风机、真空泵、进料泵、缓冲气囊、导热油加热炉。
一、氢气的物化性质••1.氢的存在••••氢是自然界分布最广的一种元素。
它在地球上主要以化合态存在于化合物中，如：水、石油、煤、天然气以及各种生物的组成中。
自然界中，水含有11%重量的氢，泥土中约含1.5%，100公里高空主要成分也是氢。
在地球表面大气中很低，约1PPM。
••2.氢气的物化性质••••1）物理参数：••••分子量：2.02；密度：0.08988克/升（0℃，1大气压）；熔点：-259.19℃；沸点：-252.71℃；比热容=14.30焦/度•克；溶解度（毫升/100毫升水）=2.15（0℃），1.95（10℃），1.85（20℃），1.75（25℃），1.70（30℃），1.64（40℃），1.61（50℃），1.60（60℃）；溶于乙醇：6.925毫升/100毫升。
甲醇裂解工艺风险分析以及防范措施
甲醇裂解危险与可操作风险安全分析
1、甲醇制氢裂解装置
确定单元：
混合气
进导热出导热油
以甲醇制氢转化炉的进甲醇气管道为分析单元
综合性分析，在甲醇裂解制氢过程中，应采取以下措施进行防范：
1、定期对制氢装置进行检维修，彻查每一个关键点；
2、定期对原料甲醇的品质进行跟踪化验分析，保证原材料的质量；
3、精心操作，严格生产工艺的执行和检查；
4、增加甲醇、氢气职业危害告知牌；
5、在岗位增加紧急救护设施器材；
6、每天对岗位人员进行劳动防护用品佩戴检查记录；
7、每班人员至少2小时对甲醇、氢气设备周围气体浓度进行检测。
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即总塔数为 ８２座塔 同时进料吸附 ， ， 其他 ６座塔分 别 处于再 生 的 不 同步 骤 ， 均压 、 空 再 生 工 艺 ， ３次 抽
达 到连 续生 产氢 气 的 目的 。产 品氢 气送 出界 外 ， 解 吸 气经稳 压后 输 出界 区 Ｊ 。
利 用 甲醇制 氢 有 ３种途 径 ： 甲醇 裂解 、 甲醇 部分 氧化 和 甲醇 蒸 气重 整 。其 中 ， 甲醇裂 解 制 氢 由 于氢
Ｈ２ ０＋Ｃ Ｏ—— Ｃ ２ Ｈ２ ÷Ｏ ＋
（） ２
Ｃ ３ Ｈ＋Ｈ ０ ＨＯ ２ Ｃ ２ Ｈ Ｏ ＋３ ２ （） ３ 缓 冲罐 中的 甲醇与 来 自循 环 液储 罐 的循环 液 混
的转化气经换热器与原料气换热后进入冷却器 ， 用 冷却水冷却冷凝 。冷却冷凝后 的反应产物送水洗塔
进 行 吸收分 离 。 导 热油 经循 环泵 加压 后 ， 通过 加热 炉加 热 ， 甲 供 醇 过热 器 、 转化 炉加 热 以及气 化塔 气化 循环 使用 。
ｌ 甲醇裂解 制氢工艺
中图分类号 ： Ｑ １ ． ８ Ｔ １６ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０４ ７ ５ （０ １ ０ ．０ ９０ １０ ．０ ０ ２ １ ）４０ ３ ．３
引 言
工 业 上 大 量 生 产 氢气 的方 法 是 ， 用 水蒸 气 通 利 过 灼热 焦 炭生 成 的水 煤 气 经 分 离 而得 ， 或是 烃 类 与
收率高（ 由反应式可以看 出其产物 的氢气体积分数 接近 ７ ％ ） 能量利用合理 、 ５ 、 过程控制简单 、 于工 便
业操 作 而更 多 地 被 采 用 。然 而 ， 于其 原 料 甲 醇 和 由 产 品氢 气都 是 可燃 性物 质 ， 易燃 易爆 ， 以对 其 工艺 所 的安 全 问 题 进 行 研 究 非 常 必 要 。本 文 以 中 等 规 模 ８４０ｍ ／ ０ ３ｈ甲醇裂解制氢为例 ， 用道化 学公 司的“ 利 火 灾爆 炸危 险指 数 法 ” 其 安全 问题 进 行 了研究 … 。 对
定 的温度 、 压力条件下通过催化剂 ， 在催化剂的作用
下 发生 甲醇裂 解反应 和 Ｃ Ｏ的变换 反 应 ， 生成 Ｈ 和
Ｃ Ｏ 。这 是一 个 多 组 分 、 反 应 的 气 固催 化 反 应 系 多 统， 反应 方 程 如式 （ ）～ （ ） １ 式 ３：
Ｃ Ｏ Ｈ３ Ｈ Ｃ ２２ Ｏ＋ Ｈ （） １
甲醇裂解制氢的反应原理是 甲醇与水蒸气在一
收稿 日期 ：０ １０ －２ ２ １－４２
环液储罐 。循环液储罐 中的循环 液与原料 甲醇混 合， 经进料泵加压后循环使用。
１ ２ 变压吸 附提 氢 工序 ．
作者简 介： 张玉林 ， ， ６ 男 １ ３年出生 ， ０ ９ ２ ８年毕业于 山西师范大学化学 ０ 专业 ， 讲师 ， 注册安全工程师， 现从事高职院校教学工作。
项具 体取 值 见表 １ 。
表 １ 甲 醇 制 氢 一 般 工 艺 危 险 系数
项目
危 险系数范围 采用危 险系数
２ 火 灾 、 炸 危 险 指 数 安 全 评 价 法 爆
目前 ， 国内使用 的安全评价方法大多是定性评
价 ， 专 家 评 议 法 、 全 检 查 法 、 果 分 析 图法 等 。 如 安 因 定 性评 价方 法 因 易 于 操 作 、 果 直 观 被 广 泛 应 用 。 结 ２ １２ ２ 特殊 工艺 危 险系数 （ ． ．． Ｆ） 特殊 工 艺危 险系数 是影 响 事故发 生概 率 的主要 因素 。特定 的工艺 条 件 是 导 致 火灾 、 炸 事 故 的 主 爆 要原因， 主要 从有 毒性 物质 、 炸极 限范 围 内或 其 附 爆 近 的操作 、 力释 放等 １ 方 面进行 分析 。本工 艺 压 ２个 的特殊工 艺 危 险 系数 （ ）＝基 本 系 数 ＋所 选 取 的 特 殊工 艺 危 险 系 数 之 和 ＝１ ０ ． ０＋０ ２ ．０＋０ ５ ． ０＋
合 后用 原料 泵加 压 送 换 热 器 ， 从 转 化 炉 出来 的转 与 化 气换 热 ， 热 后 的原 料 进入 气 化 器 气 化 。气 化 后 换 的原料 气进 入过 热 器 ， 导 热 油 加 热 至 反应 温 度 后 用 进 入转 化炉 。转 化炉 用 导热油 加 热 。从 转 化炉 出来
转化气通过气液分离器脱除液态物质后 ， 先进
・
４ ・ ０
山
西
化
工
２ １ 年 ８月 ０１
人 Ｐ ＡＩ－Ｏ／ Ｓ Ｃ ２Ｒ脱 除 Ｃ ２再进 入 Ｐ Ａ Ｉ— 得 到 Ｏ， Ｓ ＩＨ２ 产 品氢气 。整个 提氢 工序 采用 ８２３ Ｒ －－／ Ｖ运 行 方式 ，
系数 ＋ 所取各选项系数之和 ＝１ｏ ０２ ０ ５ ．ｏ＋ ．０＋ ．０＋
１１ 甲醇 裂解 工序 ．
由脱盐水储罐来的脱盐水经进料泵送水洗塔作 为 吸收剂 ， 经水洗 后 的转化 气从 水 洗塔 塔顶 出来 ， 经 转化气缓 冲罐缓冲后送变压吸附提氢工序。脱盐水 自水 洗 塔 顶 部 喷 淋 而 下 ， 收 反 应 产 物 中 的 液 相 吸
（ 未反 应 的 甲醇 、 ） ， 水 洗 塔底 部排 出 ， 人 循 水 后 从 进
水蒸气作用后生成 的物质经分离而得。氢能广泛利 用 的最大障碍在于其储存与配给困难。解决这些问 题 的有效办法之一就是通过合适的具有高含氢量的 液 体燃 料 的催 化转 化 。在所 有 可 能利 用 的液体 燃料 中， 甲醇以其含氢量高 、 价格低廉、 储存容易 、 运输方 便 、 大于 求 的优 点而 成为 最佳 选 择 。 供
ｔ ｔ ４ ＾ ｔ ＾
蕞
。
甲醇 裂 解 制氢 工 艺 安 全 评 价 研 究
张 玉林
（ 临汾职业技术 学院 ， 山西 临汾 ０ １０ ） ４ ０ ０
摘要 ： 以中等规模 ８４ ０ｍ ｈ甲醇裂解 制氢项 目为例 ， ０ ／ 采用 道化 学火灾 爆炸 危险指 数法对其 安全 问题进行 量化研究 ， 通过采取安全措施使 其危险性 由“ 常大 ” 并 非 下降 为“ 中等” 。 关键 词 ： 甲醇 制氢 ； 火灾爆炸危 险指数 ； 安全评 价
第３ １卷第 ４期
２１ ０ １年 ８月
： ｒ・ ：：： ・ ｔ ： ｔ ：；：：：： ：：：：： ・ ： ＮＯ ４ １３ ． Ａ ｇ ０ １ ｕ ．２ １
Ｓ ＨＡＮＸＩＣ ＨＥ Ｃ ＮＤＵＳ ＲＹ ＭＩ ＡＬ Ｉ Ｔ
豢琏 摹