甲醇制氢气工艺原理默认分类 20

甲醇制氢气工艺原理默认分类 20 甲醇制氢气工艺原理默认分类 2009-03-03 11:17:04 阅读282 评论1 字号:大中小 订阅 甲醇制氢技术是以甲醇、脱盐水为主要原料，甲醇水蒸气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99.99%的产品氢气的工艺技术。本技术分两部分即甲醇转化技术和变压吸附提纯技术。 甲醇和水的蒸汽在高于200?的温度条件下通过专用的催化剂床层会发生转化反应，生成化学比例的氢气和二氧化碳。其化学方程式如下: CH3OH+ H2O ? CO2+3 H2,49.5 KJ/mol ? 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: CH3OH ? CO+2H2 ,90.7 KJ/mol ? 41.2 KJ/mol ? CO+H2O ? CO2+H2 ， 甲醇水蒸气转化反应为吸热反应。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应高于230?，而反应的高选择性是由高选择性的专用催化剂和操作工艺参数决定的。 甲醇水蒸汽转化反应为分子增加的反应，一般情况下加压不利于转化反应的正方向进行。由于变压吸附技术和后续用户对氢气压力要求，为节约气体压缩过程的电耗，转化气一般可在0.7,2.5MPa间。 没有参与反应的甲醇经冷却冷凝后部分随反应转化带出，利用甲醇和水的物理性质进行水洗回收其中的甲醇，既降低原料甲醇的消耗，又可以减少后续变压吸附装置吸附剂装填量，提高氢气的回收率。回收的甲醇在系统循环。 专用转化制氢催化剂是该转化工艺的核心，主要组分为氧化态的铜、锌、铝，活性组分为单质铜，在投料使用前进行还原活化，将氧化态的催化剂变为具有活性的单质铜。催化剂的还原过程以氢气为还原剂，氮气作为为载体和稀释剂。 在催化剂使用初期，催化剂的活性较高，可在较低的温度下进行反应。随着催化剂使用时间的延长，催化剂活性会逐渐下降，需逐渐提高反应温度以提高反应速度、保证甲醇的单程转化率和产气量。 二 装置规模:1000Nm3/h氢气，弹性范围50,110%。 三 装置产品氢气规格 名称 H2 (%) CO mg/kg CO2 mg/kg 甲醇 mg/kg 甲烷 mg/kg 硫化物 mg/kg 水 含量 99.9~99.99% ? ?20 ?10 平衡 ?1 平衡 四 原料及公用工程用量 称 规 格 单位 消耗 序号 名 (每立方氢) 用量 (小时) 备注 1 甲醇 符合GB336-92一级品 Kg 0.58 580 2 脱盐水 符合锅炉用水要求 Kg 0.35 35 3 催化剂 专用 kg 0.00015 二年半换 4 电 380/220V，50HZ kwh 0.08 80 5 燃煤 优质煤 Kg 0.40 400 6 仪表空气 0.4~0.6mPa，?32? Nm3 0.07 70.0 7 循环冷却水 ?0.3mPa,?32? t 0.05 50.0 五 工艺说明 甲醇和脱盐水按一定比例混合后经换热器E101预热后送入汽化塔T101，汽化后的水甲醇蒸 汽经气体换热器E102换热、过热器E103过热，过热到反应温度的原料气进入转化器R101 在催化剂床层进行甲醇水蒸气转化反应，高温转化气经气体换热器E102、换热器E101换热、冷却冷凝器E104后降低到40?以下进入水洗塔T102用脱盐水逆向吸收转化气中未反应的甲醇，吸收液返回系统循环参与反应，水洗后的转化气进入转化气缓冲罐V104缓冲后送入变压吸附装置提纯。 自甲醇水蒸汽转化工序送出的转化气进入2个正处于吸附状态的(T201A/B/C/D/E/F中的2个)吸附塔，除氢气外的其余杂质被吸附，弱吸附组分氢气则通过床层作为产品输出。其余4塔分别进行其他步骤(均压、逆放、抽真空、终充等)的操作，6个塔交替切换操作。原料气连续输入，产品气脉冲连续稳定输出。整个操作过程在环境温度下进行。每个吸附塔经过吸附(A)、均压降1(E1D)、均压降2(E2D)均压降3(E3D)、逆放(D)、抽真空(V)、均压升3(E3R)、均压升2(E2R)、均压升1(E1R)、终充(FR)等12个操作步骤，完成一个吸附周期。产品氢气经计量后送产品氢气缓冲罐。 PSA系统的解吸气来自吸附塔的逆放及抽真空阶段。从吸附器排出来的逆放气和由真空泵(P201A、B/C)抽出直接放空或送出系统。 变压吸附过程的12个步骤由PLC自动控制完成。当发生故障时，根据具体情况，可直接进行切换、4-1-2/V(4个吸附塔，1塔吸附，2次均压，抽真空解吸)的操作工艺。当故障排除后，又可恢复6-2-3/V操作工艺。PSA系统的解吸气由逆放、抽真空步骤排除。从吸附器排除的逆放气放空管就地排放;由真空泵从吸附塔抽出的抽空气体也经放空管高空就地排放。 六 装置工艺设备 本装置工艺设备共计28台，其中非标设备约16台，定型设备共12台。非标设备在制造时所有钢材均应分别符合GB6654-96等技术条件。用于制造吸附器及中间罐的20R钢板，在制造前还需逐张经超声波探伤检验，按ZBJ74003-88的规定，合格级别按装配图或制造技术要求;本装置非标设备中的吸附塔为疲劳容器， 采用美国ASME和中国JB4732-95进行应力计算和设计。 罗茨鼓风机为开车初期催化剂还原时使用，不设备机。其余动力设备均设有一台备机，以备设备或设备运转故障时切换使用。 七 甲醇制氢装置设备一览表 序号 设备名称 型号规格 材质 数量 (台) 总重(t) 1 汽化过热器 Ф600X5100, F=55m2， 不锈钢 1 3.80 3 转化反应 Ф1400X3000, 20R 1 15.00 4 水洗塔 Ф1400/400X6100, 不锈钢 1 3.50 5 循环液罐 Ф1700X2500,V=5.2M3, Q235 1 1.30 5 甲醇中间罐 Ф1700X2500,V=5.2M3, Q235 1 1.30 6 脱盐水罐 Ф1200X2100 V=2.1M3, Q235 1 0.50 7 储油罐 Ф1200X2100 V=2.1M3, Q235 1 0.50 8 膨胀罐 Ф800X2800 V=1.5M3, Q235 1 0.45 9 产品缓冲罐 Ф2000X6300,V=15M3, 16MnR 1 4.30 10 吸附塔 Ф800X6200 V=2.5M3, 20R 6 10.00 11 甲醇贮罐 V=100M3 Q235 1 17.00 12 甲醇输料泵 流量5.0m3/h出口气压0.4MPa 组合 2 1开1备 13 进料计量泵 流量1.5m3/h出口气压1.6MPa 组合 2 1开1备 14 进料计量泵 流量0.45m3/h出口气压1.6MPa 组合 2 1开1备 15 真空泵 气量540Nm3/h,极限压力3kPa 组合 3 2开1备 16 鼓风机 气量200Nm3/h,出口力0.05MPa 组合 1 17 换热器 板式换热器F=35m2 不锈钢 1 18 冷凝器 板式换热器F=55m2 不锈钢 1 19 合计 28 八 装置定员 本装置连续生产，操作人员按四班三运转编制。 定员: 管理、技术人员 2人 倒班工人 3×3,9人 维修人员 1人 本装置定员总共12人。文 - 汉语汉字 编辑词条 文，wen，从玄从爻。天地万物的信息产生出来的现象、纹路、轨迹，描绘出了阴阳二气在事 物中的运行轨迹和原理。 故文即为符。上古之时，符文一体。 古者伏羲氏之王天下也，始画八卦，造书契，以代结绳(爻)之政，由是文籍生焉。--《尚书序》 依类象形，故谓之文。其后形声相益，即谓之字。--《说文》序》 仓颉造书，形立谓之文，声具谓之字。--《古今通论》 (1) 象形。甲骨文此字象纹理纵横交错形。"文"是汉字的一个部首。本义:花纹;纹理。 (2) 同本义 [figure;veins] 文，英语念为:text、article等，从字面意思上就可以理解为文章、文字，与古今中外的各个文学著作中出现的各种文字字形密不可分。古有甲骨文、金文、小篆等，今有宋体、楷体等，都在这一方面突出了"文"的重要性。古今中外，人们对于"文"都有自己不同的认知，从大的方面来讲，它可以用于表示一个民族的文化历史，从小的方面来说它可用于用于表示单独的一个"文"字，可用于表示一段话，也可用于人物的姓氏。 折叠编辑本段基本字义 1(事物错综所造成的纹理或形象:灿若,锦。 2.刺画花纹:,身。 3(记录语言的符号:,字。,盲。以,害辞。 4(用文字记下来以及与之有关的:,凭。,艺。,体。,典。,苑。,献(指有历史价值和参考价值的图书资料)。,采(a(文辞、文艺方面的才华;b(错杂艳丽的色彩)。 5(人类劳动成果的总结:,化。,物。 6(自然界的某些现象:天,。水,。 7(旧时指礼节仪式:虚,。繁,缛节(过多的礼节仪式)。 8(文华辞采，与“质”、“情”相对:,质彬彬。 9(温和:,火。,静。,雅。 10(指非军事的:,职。,治武功(指礼乐教化和军事功绩)。 11(指以古汉语为基础的书面语:552,言。,白间杂。 12(专指社会科学:,科。 13(掩饰:,过饰非。 14(量词，指旧时小铜钱:一,不名。 15(姓。 16( 皇帝谥号，经纬天地曰文;道德博闻曰文;慈惠爱民曰文;愍民惠礼曰文;赐民爵位曰文;勤学好问曰文;博闻多见曰文;忠信接礼曰文;能定典礼曰文;经邦定誉曰文;敏而好学曰文;施而中礼曰文;修德来远曰文;刚柔相济曰文;修治班制曰文;德美才秀曰文;万邦为宪、帝德运广曰文;坚强不暴曰文;徽柔懿恭曰文;圣谟丕显曰文;化成天下曰文;纯穆不已曰文;克嗣徽音曰文;敬直慈惠曰文;与贤同升曰文;绍修圣绪曰文;声教四讫曰文。如汉文帝。 折叠编辑本段字源字形 字源演变与字形比较 折叠编辑本段详细字义 〈名〉 1(右图是 “文”字的甲骨文图片，资料来源:徐无闻主编:《甲金篆隶大字典》，四川辞书出版社。1991年7月第一版。 “文”字的甲骨文字绘画的像一个正面的“大人”，寓意“大象有形”、“象形”;特别放大了胸部，并在胸部画了“心”，含义是“外界客体在心里面的整体影像、整体写真、整体素描、整体速写”。 许慎《说文解字》把“文”解释为“错画也”，意思是“对事物形象进行整体素描，笔画交错，相联相络，不可解构”，这与他说的独体为文、合体为字的话的意思是一致的。“说文解字”这个书名就表示了“文”只能“说”，而“字”则可“解”的意思。“文”是客观事物外在形象的速写，是人类进一步了解事物内在性质的基础，所以它是“字”的父母，“字”是“文”的孩子。“文”生“字”举例(以“哲”为例):先对人手摩画，其文为“手”;又对斧子摩画，其文为“斤”。以手、斤为父母，结合、生子，其子就是“折”(手和斤各代表父母的基因)。这个“折”就是许慎所谓的“字”。“字”从宀从子，“宀”表示“独立的房子”，子在其中，有“自立门户”的意思。故“字”还能与“文”或其他“字”结合，生出新“字”来。在本例，作为字的“折”与作为文的“口”结合，就生出了新的字“哲”。 2( 同本义 [figure;veins] 文，错画也。象交文。今字作纹。——东汉?许慎《说文》 五章以奉五色。——春秋?左丘明《左传?昭公二十五年》。注:“青与赤谓之文，赤与白谓之章，白与黑谓之黼，黑与青谓之黻。” 美于黼黼文章。——《荀子?非相》 茵席雕文。——《韩非子?十过》 织文鸟章，白旆央央。——《诗?小雅?六月》 斑文小鱼。——明? 刘基《诚意伯刘文成公文集》 3(又如:文驾(彩车);文斑(杂色的斑纹);文旆(有文彩的旗帜);文绣(绣有彩色花纹的丝织品;刺花图案);文织(有彩色花纹的丝织品);文鳞(鱼鳞形花纹)。 4(字，文字(“文”，在先秦时期就有文字的意思，“字”，到了秦朝才有此意。分别讲，“文”指独体字;“字”指合体字。笼统地说，都泛指文字。) [character] 饰以篆文。——南朝宋?范晔《后汉书?张衡传》 分文析字。——东汉?班固《汉书?刘歆传》 夫文，止戈为武。——《左传?宣公十二年》 距洞数百步，有碑仆道，其文漫灭。——王安石《游褒禅山记》 文曰“天启壬戌秋日”。——明? 魏学洢《核舟记》 文曰“初平山尺”。 5(又如:甲骨文;金文;汉文;英文;文迹(文字所记载的事迹);文书爻(有关文字、文凭之类的卦象);文异(文字相异);文轨(文字和车轨);文狱(文字狱);文钱(钱。因钱有文字，故称);文状(字据，军令状);文引(通行证;路凭);文定(定婚)。 6(文章(遣造的词句叫做“文”，结构段落叫做 “章”。) [literary composition] 故说诗者不以文害辞。——《孟子?万章上》 好古文。——唐? 韩愈《师说》 属予作文以记之。——宋? 范仲淹《岳阳楼记》 能述以文。——宋? 欧阳修《醉翁亭记》 摘其诗文。——清? 纪昀《阅微草堂笔记》 7(又如:文价(文章的声誉);文魔(书呆子);文会(旧时读书人为了准备应试，在一起写文章、互相观摩的集会);文移(旧时官府文书的代称);文雄(擅长写文章的大作家);文意(文章的旨趣);文义(文章的义理);文情(文章的词句和情思);本文(所指的这篇文章);作文(写文章;学习练习所写的文章);文魁(文章魁首);文价(文章的声价);文什(文章与诗篇)。 8(美德;文德 [virtue] 圣云继之神，神乃用文治。——杜牧《感怀诗一首》 9(又如:文丈(对才高德韶的老者的敬称);文母(文德之母);文武(文德与武功);文命(文德教命);文惠(文德恩惠);文德(写文章的道德);文薄(谓文德浅薄);文昭(文德昭著)。 10.文才;才华。亦谓有文才，有才华 [literary talent] 而文采不表于后世也。——汉? 司马迁《报任安书》 11(又如:文业(才学);文英(文才出众的人);文采风流(横溢的才华与潇洒的风度);文郎(有才华的青少年);文彦(有文才德行的人);文通残锦(比喻剩下不多的才华)。 12(文献，经典;韵文 [document;classics;verse] 儒以文乱法。——《韩非子?五蠹》 言必遵修旧文而不穿凿。——《说文解字?叙》 13(辞词句。亦指文字记载 [writings;record]。如:文几(旧时书信中开头常用的套语。意为将书信呈献于几前);文倒(文句颠倒);文过其实(文辞浮夸，不切实际);文义(文辞);文辞(言词动听的辞令);文绣(辞藻华丽)。 14(自然界的某些现象 [natural phenomenon] 经纬天地曰文。——《左传?昭公二十八年》 15(又如:天文;地文;水文;文象(日月星辰变化的迹象);文曜(指日月星辰;文星); 文昌(星座名)。 16(文治;文事;文职。与“武”相对。 [achievements in culture and education;civilian post] 文能取胜。——《史记?平原君虞卿列传》 文不能取胜。 文武并用。——唐? 魏征《谏太宗十思疏》 精神折冲于千里，文武为宪于万邦。――明《袁可立晋秩兵部右侍郎诰》 17(又如:文臣，文吏(文职官吏);文席(教书先生的几席);文品(文官的品阶);文帅(文职官员出任或兼领统帅);文烈(文治显赫);文员(文职吏员);文阶(文职官阶);文道(文治之道);文业(文事);文僚(文职官吏)。 18(法令条文 [articles of decree] 而刀笔吏专深文巧诋，陷人于罪。——《史记?汲黯列传》 19(又如:文劾(根据律令弹劾);文法吏(通晓法令、执法严峻的官吏);文丈(规矩;);文移(官府文书);文牓(布告;文告);文宪(礼法;法制)。 20(文言。古代散文文体之一;别于白话的古汉语书面语 [literary language]。如:半文半白;文语;文白(文言文和白话文)。 21(文教;礼节仪式 [rites] 则修文德。——《论语?季氏》 22(又如:文丈(崇尚礼文仪节);文俗(拘守礼法而安于习俗);文致(指礼乐);文貌(礼文仪节);文绪(文教礼乐之事);文仪(礼节仪式) 23(指表现形式;外表 [form;appearance]。如:文服(表面服从);文榜(告示、布告之类);文诰(诰令) 24(指鼓乐，泛指曲调 [music;tune]。如:文曲(指乐曲);文始(舞乐名) 25(谥号，谥法:勤学好问叫文 [study deligently] 何以谓之文。——《论语》 是以谓之文。 26(姓 〈动〉 1(在肌肤上刺画花纹或图案 [tatto (the skin)] 被发文身。——《礼记?王制》。注:“谓其肌，以丹青涅之。” 文绣有恒。——《礼记?月令》 2(又如:文笔匠(在人身上刺花的艺人);文身断发(古代荆楚、南越一带的习俗。身刺花纹，截短头发，以为可避水中蛟龙的伤害。后常以指落后地区的民俗);文木(刻镂以文采之木) 3(修饰;文饰 [cover up] 身将隐，焉用文之?——《左传?僖公二十三年》 饰邪说，文奸言，以枭乱天下。——《荀子?非十二子》 粉饰;掩饰);文冢(埋葬文稿之处) 4(又如:文过饰非;文致( 5(装饰 [decorate] 舍其文轩。——《墨子?公输》 此犹文奸。 文车二驷。——明? 归有光《项脊轩志》 文马四百匹。——《史记?宋世家》 若将比予文木邪。——《庄子?人间世》 6(又如:文巧(文饰巧辩);文竿(以翠羽为饰之竿);文舫(装饰华丽的游艇);文饰(彩饰);文榭(饰以彩画的台榭);文舟，文艘(装饰华丽的船);文剑(装饰华丽的剑);文舆(饰以彩绘的车) 7(撰写文章 [write]。如:文匠(写文章的大家);文祸(因写文章而招来的灾祸);文雄，文杰(指文豪) 〈形〉 1(有文采，华丽。与“质”或“野”相对 [magnificent;gorgeous] 其旨远，其辞文。——《易?系辞下》 晋公子广而俭，文而有礼。——《左传?僖公二十三年》 2(又如:文巧(华丽奇巧);文朴(文华与质朴);文服(华美的衣服);文砌(华美的石阶);文 ;文质(文华与质朴) 背(不文雅，粗俗);文轩(华美的车子) 3.柔和，不猛烈 [mild;gentle]。如:文烈(指火候温猛) 4(美，善 [fine;good]。如:文徽(华美);文鸳(即鸳鸯。以其羽毛华美，故称);文衣(华 美的服装) 5(通“紊”。紊乱的 [disordered] 惇宗将礼，称秩元祀，咸秩无文。——《书?洛诰》 天子祭天下名山大川，怀柔百神，咸秩无文。——《汉书?郊祀志上》 王者报功，以次秩之，无有文也。——庆劭《风俗通义?山泽》 〈量〉 1(用于旧时的铜钱。如:一文钱 2(用于计算纺织物 五扶为一首，五首成一文。——《后汉书》