高桥石化炼厂8.0MPa氢气管网改造优化与应用

通过对高桥炼厂现有重整氢、制氢氢和膜分离氢三种产氢装置产氢量和氢纯度的分析,对柴油加氢、蜡油加氢等三套加氢装置用氢氢源、氢纯度、氢压力及新氢增压机能力的分析,说明三套加氢装置用氢来源基本相同(为重整氢和制氢氢),氢纯度一致(为92%~93%),装置系统压力一致(为7.2MPa),且新氢增压机有余量。据此提出,在炼厂相同压力等级的三套加氢装置之间,建立一套8.0MPa氢气管网。具体做法:将装置新氢增压机出口原新氢管线上接出新增管线并相互连通,根据氢气平衡和节能最大化原则,停用某套装置的一台新氢增压机,节约电耗,同时减少了泄漏耗氢。新氢管网投用与否,受装置处理量和产品质量平衡的制约,新氢管网投用不影响原生产装置操作及其产品质量。日常生产数据表明,优化后的氢气管网运行稳定,操作简单,年创效益450万元。     

炼厂气用作制氢原料

炼油厂大量的炼厂气一直作为廉价的燃烧烧掉，如何合理利用炼厂气一直是人们关注的问题。本文介绍了炼厂气作制氢的实际应用情况，并用炼厂气的合理利用节约轻油，提出了改进建议。     

炼化企业氢气平衡与优化

炼化企业氢气平衡与优化是一个涉及工艺优化、能源管理、环保等方面的综合问题,旨在提高氢气的利用效率,增加效益。为了提高氢气系统管理水平,确保炼化企业临氢装置运行平稳,以某炼油厂为研究对象,对全厂氢源、氢阱现状进行分析,根据氢源压力不同,分2.0MPa和3.0MPa两级向氢阱供应氢气;对正常生产工况和应急工况的氢气平衡控制方式进行总结,提出了氢气系统压力过剩、不足或氢气中断应急处置原则和恢复方案;按氢气纯度对装置的影响,增加了高纯度氢气供硫黄回收装置、某企业2条流程,确保两套装置稳定运行;分析1号加氢装置柴油密度与氢气纯度关系,讨论优化措施;同时根据产氢成本高低,对降低制氢装置负荷、提高连续重整装置负荷、多产廉价氢气进行探讨;根据制氢装置负荷情况,优化氢气压缩机运行模式,6个月增加效益约50.7万元。     

加氢型炼厂富氢尾气回收氢气技术

近年来,面对原油质量越来越差、对其相应产品的质量要求越来越高的双重压力,加氢工艺在炼厂中得到越来越广泛的应用,氢气耗量大大增加。氢气的高价格导致炼厂的生产成本大大增加,因而通过回收炼厂富氢尾气中的氢气,能够大大增加炼厂经济效益。以某加氢型炼厂为例,分析了该炼厂多股富氢气体的流量、压力及各组分含量,该炼厂具有较大的回收氢气潜力,对比了变压吸附分离技术、膜分离技术、深冷分离技术和膜分离与吸附分离耦合技术的优劣,结合炼厂实际情况,决定新建膜分离装置并与该炼厂现有PSA装置耦合使用,来提纯该炼厂富氢尾气中氢气。既提高了氢气回收率,又提高了氢气纯度。项目实施后,每年可回收氢气约20kt,增加炼厂效益约2亿元,同时可以为炼厂带来提高燃料气热值,提高加热炉效率等附加收益。     

氢氮混合气可以替代氢气保护气体

用作保护性气体(如电真空零件的退火、净化、焊接、金属化等)的氢气可用氢氮混合气替代。这样可以安全可靠地降低生产成本节约制氢所用能源。并以35％氢气和65％氮气混合气及50％氢气和50％氮气混合气替代纯氢在卧式烧氢炉中的实验情况和获得氢氮混合气的途径及其经济性分析。     

克拉玛依石化公司氢气系统优化运行实践

氢气是石化企业加氢工艺的重要原料。为了缓解近年来由于油品升级带来的用氢矛盾,中国石油克拉玛依石化公司对氢气系统进行了优化:①对氢气进行了分类运行管理,形成了A、B两套氢气系统(其中,A系统为天然气制氢系统,主要为2套高压加氢装置供氢;B系统为催化重整副产氢气以及其他各临氢装置回收的氢气,主要为加氢精制装置供氢),理顺了氢气系统运行方式,提高了系统的平稳率。②通过对循环氢、低分氢的回收利用,提高了氢气资源的综合利用率,降低了制氢成本。③通过对氢气品质和压力能的梯级利用,在生产环节上简化了氢气流程,提高了压缩机的利用率,降低了运行成本。④通过加强管理,实现了氢气资源的零排放,杜绝了氢气资源的浪费。上述措施实施后,克拉玛依石化公司基本达到了优化氢气资源的目标。     

微生物电解池:污水变氢气

<正>哈尔滨工业大学市政环境工程学院的生物制氢科研团队,利用微生物电解池技术,通过一种存在于生活污水中的耐寒产电细菌,实现了在4℃低温下生物制氢,从而攻克了低温制氢难题。这使实现家庭能源     

基于秸秆类生物质的生物氢气净化研究

主要研究微藻对生物氢气的净化作用,生物氢气为秸秆类生物质光合生物制氢所得,利用驯化的微藻净化光合生物制氢中的生物氢气.以H2浓度、CO2浓度、微藻生物量为指标,探究初始pH值以及通气速率对提纯生物氢气的影响,优化微藻净化光合生物制氢中的生物氢气工艺,实现H2的高效提纯与净化.结果表明:一定范围内pH值对微藻净化生物氢气...     

基于氢气储能的热电联供微电网容量优化配置

以光伏系统、氢燃料电池、电解槽、储氢罐构建的热电联供微电网为研究对象,制定初始投资成本等年值以及年运行成本最小的优化目标,提出热电联供微电网热负荷满足率评价指标,针对系统运行的基本约束设计微电网控制综合策略,并以某地历史源荷数据为参考,建立满足工程应用的数学模型,采用粒子群优化算法进行求解,得到氢气储能的孤岛型微电网热电需求基本方案。从应用层面论证氢气储能替代电池储能的可行性,并进行微电网系统容量优化配置,可满足居民负荷供能需求,提高系统运行经济性,预期具有较好的应用前景。     

氢气在发动机中的应用研究

氢气作为最清洁、最环保、可再生的能源,将其应用于发动机可大大减少大气污染和缓解石油资源短缺的问题。但由于氢气燃烧速度快、着火极限范围宽,在应用于发动机时常常出现回火、爆震等异常燃烧,从而影响发动机的性能和正常使用。本文通过对一台ZS1100单缸机燃用氢气燃料的试验基础上,系统地研究了氢气发动机混合气形成方式。剖析了氢气发动机异常燃烧机理,总结了异常燃烧的抑制技术。通过试验指出了发动机的点火提前角、压缩比对发动机的性能和异常燃烧的影响。     

新能源制氢在传统炼化企业的应用

目的   化石燃料和新能源电力在使用和发展中面临着问题与挑战。为解决传统炼化企业依赖化石燃料制氢中的碳排放问题,和新能源电力发展中的波动性问题提供建议,有必要对氢气制备技术的应用与发展,和传统炼化企业的氢气网络状况进行梳理。 方法   调研了氢气制备技术的应用与发展,尤其关注了关键技术电解水制氢技术的应用发展;分氢制备、氢使用、氢纯化三部分对传统炼化企业的氢气网络进行了深入剖析。 结果   通过总结,提出通过电解水制氢技术将富余的新能源电力与传统炼化企业氢网络相结合的设想。在传统炼化企业附近布置新能源电给,不但可以供炼厂日常用电,还可将因波动性大而无法直接利用的弃电部分,直接通过电解水制氢技术,制氢供传统炼化企业使用,有效降低传统炼化企业的碳排放强度。 结论   要解决化石燃料使用中的碳排放问题与新能源电力使用中波动性高的问题,实现新能源制氢在传统炼化企业的应用,还面临着诸多挑战。     

基于Ca循环的生物质加压气化制氢系统的模拟与优化

建立了基于Ca循环的生物质气化制氢模型,包括气化单元和燃烧单元.气化单元包括热解与重整2个模块,通过快速热解试验获得初始热解模块的结果,并进行了压力和温度的修正计算;通过调整二次热解时进入燃烧炉的焦炭量,使得燃烧炉能够达到煅烧碳酸钙的温度,剩余焦炭进入气化炉;重整模块以及燃烧单元采用Gibbs自由能最小化原理进行计算.通过控制气化反应平衡趋近温度得到系统加压时非平衡态工况的结果,并与气化炉试验结果进行了对比验证.考察了压力、温度、n（Ca）/n（C）和n（H2O）/n（C）对氢气体积分数与产量、碳酸化率和碳酸钙煅烧率等的影响.通过优化,得到了最优的氢气产量为106.4 g/kg,体积分数可达94.0％.     

聚丙烯装置用氢优化及改造措施

介绍了中国石油大连石化公司有机合成厂化二车间为降低7×10^4t／a聚丙烯装置成本，将化一车间重整氢提纯装置多余的氢气作为其聚合反应原料所进行的项目改造。列出了项目改造后进行的试车方案和投用方案。项目改造完成投用后，装置氢调敏感性和催化剂消耗基本与使用电解氢相当，每年在原料氢的供应方面可节约成本约1067247元。     

新能源制氢及氢能应用浅述

氢能作为一种清洁、可储存的能源,是世界新能源和可再生能源领域正在积极开发的二次能源。氢能具有巨大的发展潜力,因此氢能在全球范围内获得了极大的关注和发展。简述了氢能环境分级和常规的氢能制取方法,介绍了新能源制取“绿色氢气”的基本原理和系统组成。以容量为5 000 Nm³·h^-1和20 000 Nm³·h^-1的制氢系统为例,分析了制氢系统的占地面积、投资构成和影响新能源制氢成本的因素,结果表明电价和制氢系统年运行小时数是影响新能源制氢成本的两个关键因素。最后讨论了氢能作为原料和动力燃料的应用途径。     

降低高压加氢裂化装置氢耗的措施探讨

在加氢裂化装置中,氢气是正常生产不可缺少的原料。加氢处理、加氢裂化反应均需消耗氢气;同时,氢气消耗还包括机械泄漏、溶解损失以及微量排放等。氢气成本约占加氢裂化装置加工成本的7%～13%。中国石化某加氢裂化装置采用石油化工科学研究院(RIPP)开发的RN-32/RHC-1催化剂,设计转化率为58.3%(以重石脑油计算),馏出物计算方法转化率为60.3%。在此条件下,无论大小尾油方案,设计化学氢耗均为2.25%。实际生产中,装置转化率在60%左右,与设计值基本相当,但氢耗较高,各加工方案氢耗均在2.7%～3.0%范围。从加氢裂化装置理论氢耗入手,分析氢耗与实际操作的关联性,结合降低氢耗试验,分析原油品种变化和转化率对氢耗的影响,提出降低氢耗的主要措施应为优化加氢裂化反应转化率。另外,优化装置原料、降低原料干点也是降低氢耗的有效手段之一。     

生物制氢和氢能发电

本文阐述了光发酵生物制氢技术和厌氧发酵生物制氢技术制氢的机理以及光合–发酵杂交技术的优势。采用生物制氢技术有利于减少环境污染,节约不可再生能源,应该成为未来能源制备技术的发展方向。随着氢能规模化、工业化生产,借助于氢的输送成本低,损失小的输电优势。氢与燃料电池相结合可提供一种高效、清洁、无传动部件、无噪声的发电技术。氢能发电技术将不断发展和日趋成熟并逐步获得广泛应用。     

庆阳石化项目总加工流程的优化

庆阳石化新厂项目原油一次加工能力为300×104t/a,拥有主要炼化生产装置15套.所加工的原油,为长庆油田庆阳、靖马、西马三种原油按体积比为4:3:3混合后的原油,混合原油硫含量为0.11％(质量分数),(Ni+V)含量为3.3g/g,届于低硫中间基原油,具有轻油拔出率高,硫、氮、重金属等杂质含量较低的特点,其常压渣油是较好的催化裂化原料.经过充分比选,全厂总加工流程选择“常压蒸馏-重油催化裂化-柴油加氢改质-连续重整”的技术路线,建设国内领先的短流程燃料型炼油厂.同时,配套实施了轻烃整合方案、脱硫系统整合方案以及全厂节能方案设计.通过对重油催化裂化工艺实施技术优化,可多产汽柴油产品6.72×104t/a,全厂轻质油收率由81.39％提高到83.72％;通过实施多项全厂节能整合措施,炼油单位能量因数能耗为9.89kg标油/(t·因数),达到同类型炼厂先进水平.     

Hydrogen Storage in the Form of Methylcyclohexane

Abstract

The use of compounds, such as toluene, that can store hydrogen with a specific volume of 46 kgH₂/m³ in the form of methylcyclohexane, has been already shown to be potentially feasible for both mobile and stationary applications. Thus, produced hydrogen by the dehydrogenation of methylcyclohexane to toluene could be a very attractive option to be adopted for these applications. In this study, dehydrogenation of methylcyclohexane reaction for hydrogen production was investigated. The catalytic experiments were made in a tubular pyrex glass fixed bed reactor. The experiments were performed between 380°C and 440°C under the total pressure of about 1 atm with a Pt/Re/Al₂O₃ (sulfided) catalyst (UOP) (UK). Power law rate models were tested for the experimental data. r = k.P^m _MCH was found as an appropriate model for the experimental data of this study.     

制氢过程中一氧化碳氧化反应的局部非线性行为分析

研究一氧化碳氧化反应的机理对于工业制氢具有重要意义,为了考察一氧化碳氧化反应的非线性行为,本文应用已有的几何学模型,得到了一氧化碳氧化反应突变边界的局部几何性质,并由此预测出一氧化碳氧化反应的几种较为特殊的非线性行为,希望为制氢过程中一氧化碳氧化反应的实验研究和工程应用研究提供指导。