甲醇制氫技術 甲醇裂解制氫裝置 甲醇制氫設備-圖片-特點-應用領域

一、工藝流程簡述

按照一定比例配制的甲醇與水混合過熱蒸汽在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑作用，同時發(fā)生催化裂解反應和一氧化碳變換反應，生成氫氣、二氧化碳的混合氣。轉化氣送變壓吸附裝置分離提純，得到高純度的產品氫氣。

主要反應如下：

CH₃OH→CO+2H₂               -90.7 kJ/mol

CO+H₂O→CO₂+H₂              +41.2kJ/mol

總反應為：

CH₃OH+H₂O→CO₂+3H₂       -49.5 kJ/mol

二、技術特點

生產技術成熟、運行安全可靠；

反應溫度低，能量損失小，整體運轉能耗費用低；

操作控制穩(wěn)妥實用，自動化程度高；

甲醇水蒸氣在轉化器中直接轉化生成CO₂和H₂O工藝流程短，投資低；

操作簡單，符合調節(jié)范圍寬。

三、主要性能指標

裝置規(guī)模：根據(jù)用戶需要一般配置50~60000Nm³/h

產品純度：99~99.999%(v/)

產品壓力：1.5~3.0MPa

溫度：常溫

四、工藝過程

甲醇轉化：甲醇與水分別經(jīng)計量、混合、通過原料液計量泵加壓后送入汽化塔汽化過熱達到反應所需溫度后送入轉化器，在固定床催化反應器內同時進行甲醇裂解、一氧化碳變換等反應，*終主要生成H₂及CO₂的混合氣。

反應后混合氣體經(jīng)過換熱器與原料進行熱交換，以減少熱量損失，再經(jīng)冷凝器冷凝和氣液分離器分離及冷凍干燥，以分離未反應的甲醇和水，使裂解氣中甲醇含量達到造氣規(guī)定質量要求，完成造氣。

冷凝分離液為甲醇和水的混合物，全部送回原料液罐回收利用。

變壓吸附：甲醇裂解氣進變壓吸附壓力：1.60～1.65MPa-g；

本方案變壓吸附工藝采用5-1-2/P（5個吸附塔，1個塔同時吸附，2次均壓）的常壓解吸工作方式，每個吸附塔在一次循環(huán)中均需經(jīng)歷吸附（A）、一均降（E1D）、二均降（E2D）、順放（PP）、逆放（D）、沖洗（P）、二均升（E2R）、一均升（E1R）以及終充（FR）等九個步驟。

具體過程簡述如下：

a.吸附過程

甲醇裂解氣自塔底進入吸附塔后，在其中裝填的多種吸附劑的依次選擇吸附作用下，以二氧化碳為主的雜質等組分均被一次性吸附下來，得到產品氫氣經(jīng)調壓閥穩(wěn)壓后送出界區(qū)。

當被吸附雜質的傳質區(qū)前沿(稱為吸附前沿)到達床層出口預留段某一位置時，關掉該吸附塔的原料氣進料閥和產品氣出口閥，停止吸附。吸附床開始轉入再生過程。

b.均壓降壓過程

這是在吸附過程結束后，順著吸附方向將塔內的較高壓力的氫氣放入其它已完成再生的較低壓力吸附塔的過程，該過程不僅是降壓過程，更是回收床層死空間氫氣的過程，本流程共包括了二次的均壓降壓過程，因而可保證氫氣的充分回收。

c.順放過程

順放過程是在一次均壓降壓過程結束后，將吸附塔中剩余的氫氣順著吸附方向，對另外一個吸附塔進行沖洗。該氫氣將用作吸附劑的再生氣源。

d.逆放過程

在順放過程結束后，吸附前沿已達到床層出口。這時，逆著吸附方向將吸附塔壓力降至接近常壓，此時被吸附的雜質開始從吸附劑中大量解吸出來，解吸氣經(jīng)過阻火消音器直接放空。

e.沖洗過程

逆放結束后，為使吸附劑得到徹底的再生，用順放的氫氣逆著吸附方向沖洗對吸附床層，進一步降低雜質組分的分壓，使被吸附的雜質完全解吸，吸附劑得以徹底再生。解吸氣經(jīng)過阻火消音器直接放空。

f.均壓升壓過程

在沖洗再生過程完成后，用來自其它吸附塔的較高壓力氫氣依次對該吸附塔進行升壓，這一過程與均壓降壓過程相對應，不僅是升壓過程，而且更是回收其它塔的床層死空間氫氣的過程，本流程共包括了連續(xù)二次均壓升壓過程。

g.產品氣升壓過程

在二次均壓升壓過程完成后，為了使吸附塔可以平穩(wěn)地切換至下一次吸附并保證產品純度在這一過程中不發(fā)生波動，需要通過升壓調節(jié)閥緩慢而平穩(wěn)地用產品氫氣將吸附塔壓力升至吸附壓力。

經(jīng)這一過程后吸附塔便完成了一個完整的“吸附-再生”循環(huán)，又為下一次吸附做好了準備。五個吸附塔在執(zhí)行程序的安排上相互錯開，構成一個閉路循環(huán)，以保證原料氣連續(xù)輸入和產品氫氣不斷輸出。產品氫氣通過緩沖罐后送至下游用氫工段。