文档介绍：安徽丰原集团有限公司
1500Nm3/h天然气转化制氢装置
项目建议书
编号 :FU-2013-1112
声明：未经我公司许可，请不得将本文件复制或转交给第三方
一、总论
装置名称及建设地点
装置名称：1500Nm3/h天催化剂的作用下 CO和水
蒸汽变换为 CO2 和 H2 ，变换气进入变换后换热器，与锅炉给水换热，再依次进入
MDEA兑碳再沸气、脱盐水预热器和循环冷却水，逐步回收热量最终冷却到 40c以
下，再经气液分离器分液后进入脱碳工序。工艺冷凝液进入酸性水气体塔气体，气相与工艺蒸汽进入转化炉、液相作为锅炉补水，无排放，环保节能。
气体提纯
脱碳工序 :
天然气制氢提纯脱除二氧化碳有两种方式 : （双方讨论后才能工艺确定）。
化学净化法即 MDEA兑碳和变压吸附（PSA脱碳。一般需要回收提纯食品级
CO2则采用化学净化法脱碳，PSA提纯氢气。该方法脱出的二氧化碳纯度杂质含量少，但投产及生产成本较高。另一种方法是脱碳和提纯氢均选择 PSA技术（抽空脱碳
解析的方式）其投资，和生产成本低于化学净化法的制氢。
PSA＜纯工序:
由脱碳塔来粗氢气进入变压吸附提氢系统，气体采用 8-2-5vPSA 工艺，即提纯
装置由 8 个吸附塔组成。采用 2 个吸附塔吸附， 5 次均压。每个吸附在一次循环过程
中要经历吸附、 4 次压力降、逆放、、 4 次均压力升、最终升压等步骤。
PSA 工艺设计要求是 ; 连续的、稳定和提高氢气收率。采用 “均压” “顺放”
“ 顺放” “逆放”“ 冲洗” 或抽空”等达到设计目的。
尾气回收
变压吸附过程排出的解吸气（已脱碳）通过 2 台解吸气缓冲罐和自动调节系统在
较为稳定的压力下，提供给转化炉作燃料。
余热回收
: 在原料气的预热方面，采用转化炉对流段烟气预热方案。采用该方案后，不仅
增加了原料预热温度调节的灵活性，节约了投资 .
工艺方案的选择（技术交流后确定）
脱硫工段
转化催化剂在使用过程中极易受到毒害而丧失活性，对原料中的杂质含量有严
格的要求，一般要求精制后的原料气硫含量小于 ***）为了防止
催化剂中毒，保障装置长周期运行，本技术方案设有脱硫净化工序，精制脱硫反应
器可将有机硫转换成无机硫，在脱有机硫反应器后串一台脱无机硫反应器，以保障
将天然气中硫含量降到最低。
蒸汽转化工艺条件的选择
天然气蒸汽转化反应操作条件的选择是影响制氢装置经济性的重要因素转化温
度
蒸汽转化反应过程是受热力学限制的，为满足高温转化反应的工艺要求，提高
转化反应的转化率，降低转化气中的甲烷含量，应维持较高的转化气出口温度，以
降低原料消耗。选用一种种性能优良的新型耐高温炉管。
转化压力
转化压力选择为 -（G）左右。
由于转化压力较低，尽管设备壁厚降低，但设备直径加大，投资不一定降低，
尤其是转化炉和蒸汽发生系统的投资和中压方案相比，基本不变；
在低压操作条件下，中变气的露点降低，使得中变气的低温位潜热无法有效利
用，降低了中压蒸汽产量，增加了冷却中变气的水电消耗；
在低压操作条件下，则氢气回收率降低，造成原料耗量增加。
高压力过高，增加装置投资成本外也加大了系统的安全隐患
根据上述情况，制氢装置一般应采用中压转化方案设计较为理想 , 同时氢气缓冲
罐在较高压力下供氢，可以很好保证下游用氢的稳定性，对负荷变动的调整也十分
有利。
一氧化碳变工段
采用一段中变流程（若建设方同时需要CQ则不需要中变工段，增加从C3收
系统）
采用一氧化碳变换，降低原料单耗节省转化炉、吸附工段投资。为此在制氢装置设计中，均采用一氧化碳变换工艺。 C吸换反应为放热反应，低温对变换平衡有
利，可得到较高的COE换率，进而可提高单位原料的产氢量，由转化部分来的约 340-360 C的转化气进入中温变换反应器，在催化剂的作用下发生变换反应：
CO+H2O=CO2+H2 △ Ho298 =-
将变换气中C嗡量降至2%左右，同时继续生产氢气。中变气经过锅炉给水预热器、脱盐水预热器进行热交换回收部分余热后，再经中变气水冷器冷凝除去水分，经分水后进入PS即产部分。
工艺冷凝液的回收利用
来自装置外的脱盐水经脱盐水预热器预热后与来自酸性水气提塔的净化水混合后进入除氧器装置。除氧器所需的蒸汽由装置自产水蒸气提供。除氧水经过中压锅炉给水泵升压后经过锅炉给水预热器预热后进入汽包。
锅炉水通过自然循环的方式分别经过转化炉烟道气产汽段、转化气蒸汽发生器产生蒸汽。所产生的蒸汽一部分作为工艺蒸汽使用；多余部分减压作为除氧器除氧用、外