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甲醇裂解制氢生产装置(500m3 /h) 工艺流程及产污环节分析

发布:65环保2019-3-27 1:42分类: 可研报告 标签:

500m3 /h 甲醇裂解制氢生产装置工艺流程及产污环节分析

( 1)汽化裂解单元

该单元包括原料汽化、裂解转化和冷却洗涤等 3 个生产工序。

A 原料汽化工序

该工序核心设备为 1 台过热汽化器( E101),操作主要目的为将甲醇汽化。过程如下:将储罐区甲醇罐(注:甲醇采用内浮顶罐储 存)中甲醇用泵打入甲 醇缓冲罐( V101,甲醇缓冲罐产生的 “呼吸气 ”经过单呼阀直接排放)中, 和循环液缓冲罐( V102) 循 环液(来自净化塔底的吸收液, T101)中 的 按 设定的比例经管道混合后送至换热器( E102)(注:控制换热器中温度在 200℃左右 、压力 0.8MPa 左右 ,换热器在此过程需密封严实 ,无气体泄出 ), 经加热后的甲醇溶液进入过热汽化器( E101)(注:控制过热汽化器中温 度在 200℃左右 、压力 0.8MPa 左右 ,过热汽化器在此过程需密封严实 ,无 气体泄出)。

B 裂解转化工序

该工序核心设备为 1 台转化器( R101), 进行的反应为甲醇裂解生成 氢气的化学反应。过程如下:经汽化的物料进入装填有裂解催化剂 和变换催化剂的转化器( R101)(注:裂解转化装置开车时需使用氮气置换装 置内的气体,置换废氮气直 接排空,置换完成后,密封转化器后开始进行 裂解反应,转化器在此过程 需密封严实,无气体泄出),甲醇在裂解催化 剂作用下裂解为一氧化碳和 氢气。一氧化碳在变换催化剂的变换下,与水 蒸汽发生变换反应转化成二 氧化碳和氢气。

裂解转化工序中产生产生固废(催化剂)。

C 冷却、喷淋洗涤工序

该工序核心设备为 1 台净化 塔( T101),操作主要目的为将气体冷却。 过程如下:转化器出来的气体(注: 温度约在 270℃左右、 0.8MPa 左右) 经再经 冷凝 器( E1030)降温至 40℃左右 、压力 0.8MPa 左右 ,然后进入净化塔中 ( T101,此过程需密封严实,无气体 泄出);净化塔顶部喷淋去离子水, 吸收转化器中未反应的极少量甲醇气体、水汽 经过密封管道送至汽化工序 换热器中继续使用,吸收液从净化塔 底排出,经增压泵增压至 0.8MPa 后回换热器)。吸收液从净化塔 (T101) 底排出进入循环液缓冲罐 (V102) 回前 步生产。

( 2)变压吸附、压缩单元

该单元包括气液分离和压缩 2 个生产工序。

A 变压吸附工序

该工序核心设备为 1 台气液分离缓冲罐( V103), 操 作主要目的为将 气液分离。过程如下: 从净化塔 (T101)顶出来的气体经气液分离缓冲罐 (V103,气 液分离缓冲 罐中微量甲醇气体 、水汽经过管道送 至汽化工序换热器中继续使用 ),分 离 水进循环液缓冲罐 (V102)后,气体进入 PSA 变压吸附塔( T201a~ f)(变 压吸附塔内装分子筛),进行变压吸附分离, 得到氢气。分离出的废气气 体经废气管道进 15 米高排气筒放空。(注:变压吸附原理:利用装 在立式压力容器内的活性炭、活性氧化铝、分 子筛等固体吸附剂对气体的 吸附容量随压力的不同而有差异的特性,对混 合气体中的各种杂质进行选 择性的吸附。由于混合气体中各组分沸点不同 ,根据易挥发的不易吸附, 不易挥发的易被吸附的性质,将原料气通过吸 附剂床层,在加压情况下, 氢以外的其余组分作为杂质被吸附剂选择性地 吸附,而沸点低、挥发度最 高的氢气基本上不被吸附,高纯度离开吸附床 ,从而达到与其它杂质分离 的目的。在减压情况下脱除这些组分使吸附剂 获得再生。本项目采用的氢 变压吸附装置采用多个吸附床循环操 作,使气体分离过程连续进行。)

B 压缩工序

该工序核心设备为 3 台氢气压缩机 (17C17301A~ C),操 作主要目的为 将气体压缩使用。过程如下:从变压吸附塔 (T201A ~ F) 分离出来的氢气温度在 30 ℃左右、压力 0.8MPa,经产品气缓冲罐 (V201)缓冲后,进入氢气压缩机 (17C17301A~ C) 压缩至≤ 10.0MPa。经压缩的氢气经管道送至氢气集装间的氢气汇流排, 充装到氢气集装格里的氢气钢瓶中贮存后减压输送使用。

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