天然气或液体燃料现场制氢新工艺

采用常规浸渍法制备了经氧化镧改性的Ni-La/MgAl2O4催化剂,采用共沉淀方法制备了经氧化镧改性的Ni-La/Al2O3催化剂.通过氧分布器向催化剂床层分布引入氧气,研究了天然气催化部分氧化与水蒸气重整耦合绝热反应制氢的性能,结果说明,Ni-La/MgAl2O4催化剂对于天然气绝热转化制氢具有高的催化活性、选择性和稳定性.采用常规固定床反应器研究了氨分解反应的性能,结果说明,Ni-La/Al2O3催化剂对于氨分解制氢具有高的催化活性,以非贵金属镍基催化剂替代贵金属钌基催化剂,用于较低温度下氨分解制氢是可行的.对于液态烃类制氢,采用预转化与带有氧分布器的绝热转化集成工艺,可以从根本上解决催化剂积碳问题.以氧化铝多孔陶瓷管做为支撑体,通过对其表面进行有效修饰和控制制备的技术关键,可以制备高效复合金属钯膜.以氨分解制氢与钯膜分离氢进行技术集成,在维持氢回收率为84%的前提下,在实验的500小时内,氢气的纯度始终保持在～99.97%,透氢量始终保持在30 m3/m3·h附近,说明氨分解催化剂和复合金属钯膜具有长期稳定性.所制备的复合金属钯膜在含有～2%CO的混和气体中可以稳定地用于分离氢气.     

旋转弧放电等离子体重整乙醇制氢

目的 为了抑制炭沉积、优化操作条件和提高产氢效率,基于绿色制氢和现场制氢的理念,研究了一种用等离子体重整制氢的新型制氢技术,优化设计了一套等离子体气相重整乙醇制氢装置.方法 以空气作为工作气体,研究了氧醇物质的量比(以下简称氧醇比)、乙醇流量、放电电压和放电间距对重整结果的影响.结果 氧醇物质的量比过大或者过小都不利于...     

140dam3/h制氢装置开工难点与对策

讨论了某公司140 dam3/h制氢装置首次开工过程中遇到的开工难点和对策.装置采用轻烃蒸汽转化制氢技术,由于规模大,开工时系统吹扫、气密、机泵试运等过程有一定困难.通过改造,解决了鼓风机、引风机入口蝶阀不能正常开关等问题,加装轴流风机和百叶窗,降低了转化炉顶环境温度,从界区外倒引中压蒸汽提高了清洁蒸汽汽包煮炉压力,在原料精制部分增加开工氮气线,解决了系统长循环流量不足问题.装置一次开车成功说明采取措施是正确的,开工正常后各项运行参数均处于合理范围,装置运行初期每吨氢气加工能耗47.86 GJ,低于设计值.     

制氢装置首次纯氢开工总结

分析了纯氢开工对制氢装置有关催化剂的破坏作用，经过计算找出了合适的操作条件，在实际开工中采取相应的措施以避免催化剂的过度还原和露点冷凝，保证了首次纯氢开工顺利完成。     

酸性水汽提-氨精制装置液氨质量的影响因素及运行优化

介绍中国石油化工股份有限公司洛阳分公司酸性水汽提-氨精制工艺流程,分析影响液氨质量的因素,讨论优化酸性水汽提和氨精制运行操作、提高液氨质量的方法,包括加强脱油频率和"罐中罐"除油技术的使用,尽可能减少原料水和带油对酸性水汽提操作的影响;投用富氨气冷却器,降低三级分凝器温度至10℃以下,有效去除粗氨气中硫化物,保证粗氨气浓度达到97%以上;控制氨精制塔顶温度在-10~-7℃,在减少补液氨量的同时保证液氨质量分数在99.6%以上,实现氨精制塔平稳长周期运行。对酸性水汽提-氨精制系统的不足提出改进建议:增设氨精制退液至一期酸性水原料水罐的管线,减小退液对二期酸性水装置的操作影响;投用另一个液氨储罐,实现不合格液氨的循环处理。     

制氢转化炉满负荷瓶颈分析与对策

某炼油厂60 dam³/h制氢转化炉在2017年大检修期间进行了技术改造，将低温段的热管式空气预热器更换为铸铁板式空气预热器、将高温段板式空气预热器更换为低压力降板式空气预热器。制氢装置自2018年1月开工以来，制氢炉炉顶两个压力测点随运行负荷的提高逐步呈现间断性微正压状态，超过控制指标(-90～-20 Pa)。经研究分析，认为设计输入条件(氧体积分数2.08%)偏离实际运行条件(氧体积分数5.6%)造成低温段空气预热器设计压力降偏大，从而制约了制氢转化炉负荷的提高，这是制氢转化炉满负荷运行瓶颈的主要原因。     

洗涤-结晶-吸附-精馏的联合氨精制工艺

采用洗涤—结晶—吸附—精馏的氨精制联合工艺对原氨精制单元进行改造.生产实践证明:该工艺精制效果好.可以确保生产合格的液氨,所产液氨含硫化氢量小于0.02%,且装置操作简便、运行平稳。     

转化炉炉管弯曲的原因分析和对策

某制氢装置在第1次开工时转化炉炉管发生弯曲现象,影响了装置的正常运行.通过对转化炉运行参数进行分析,查明了炉管的弯曲原因、提出技术改造方案,很好地解决了炉管的弯曲问题.     

国产CN-14型预转化催化剂的工业应用

介绍了CN-14型预转化催化剂在巴陵石化公司制氢装置中的工业应用。该公司的石脑油制氢装置采用使用CN-14预转化催化剂的预转化技术后,优化了转化炉的工况,解决了转化炉的积炭问题,大大延长转化催化剂的寿命,从根本上解决了制氢装置的可靠性问题。预转化技术为当前各大制氢、合成氨装置以及城市煤气的节能降耗、扩能改造及改善工艺操作状况提供了一条切实可行的途径。     

“浓氨水循环洗涤+吸附脱硫”氨精制工艺应用

阐述了“浓氨水循环洗涤+吸附脱硫”氨精制工艺流程、原理以及工业应用中常见的问题.分析了原料氨气质量对操作的影响及控制措施;原料氨气降温凝析水形成的浓氨水对硫化氢吸收能力的影响;浓氨水吸收液退液量对酸性水原料浓度影响等.提出了提高氨液循环泵灌注头、减小循环泵管路阻力和选用汽蚀余量小的循环泵;将补液氨位置设置在精制塔中部防止出现氨液过饱和现象;选用无油润滑、对杂质不敏感的迷宫式压缩机等优化措施.2012年应用此工艺新建了一套氨精制装置,投用两年多来装置运行稳定,实现了长周期运行,液氨中氨质量分数达到99.6％.     

氨分解制氢催化剂的研究进展

氢能作为二次能源在可再生能源和化石能源发展中将发挥重要的桥梁和纽带作用,但其推广应用受限于氢气储存成本高和运输效率低等因素。采用氨作为储氢载体,其储氢密度高、运输技术成熟,方便分布式现场制氢就地供应,避免氢气储运带来的困扰。氨载氢技术推广应用关键在于氨分解催化剂的发展水平。对近年来用于氨分解的Ru基催化剂、非贵金属催化剂、双金属催化剂和氮化物/碳化物催化剂研究进展进行总结,分析了各种催化剂上氨分解的反应机理以及活性金属、载体、助剂和制备方法对催化剂物化性质和催化性能的影响,指出了不同类型催化剂的优势和不足,并对其未来研究方向进行了展望。     

采用国外技术的新型转化炉的工业应用

由中国石化集团洛阳石油化工工程公司设计的中国石油大港石化分公司制氢装置在转化炉的设计上吸收了国外的先进技术,革新了转化炉出口管系的形式,取消了传统的出口猪尾管,采用冷壁下集合管,在低能耗下,提高了装置的操作弹性及转化能力。该技术是首次在国内大型工业装置上应用,介绍此项应用的详细情况,对开工过程中出现的问题进行分析并提出了相应的解决办法。装置的运行结果表明,在比较缓和的操作条件下,转化气中甲烷体积分数仪6．19％,低于设计值,说明工业应用是成功的。     

分布式制氢技术进展及成本分析

当前,中国交通能源用氢气主要采用20 MPa长管拖车运输,运输效率低且成本较高,一定程度上限制了氢能的大规模应用。分布式制氢由于无氢气长距离运输困扰而受到人们越来越多重视。介绍了分布式甲醇制氢、天然气制氢、碱性电解水制氢、质子交换膜(PEM)电解水制氢以及氨分解制氢的技术进展并分析了制氢成本。分布式甲醇和天然气重整制氢技术较为成熟,原料价格对制氢成本影响较大;两种分布式电解水制氢方式均实现商业化应用,电价是影响制氢成本的重要因素,此外PEM电解水制氢设备初始投资较高,进一步增加了制氢成本;对于分布式氨分解制氢,商用技术有进一步提高,当前阶段经济竞争力低于甲醇制氢,但在碳中和背景下具有一定应用潜力。     

新型PSA吸附剂在制氢装置上的应用

由于原料变化及PSA(变压吸附)能力限制,中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司(大庆石化)炼油厂制氢装置实际的产氢能力达不到用氢需求,在油品升级国Ⅳ、国Ⅴ时存在氢气缺口,根据大庆石化氢气平衡情况,为保证炼油厂油品升级的顺利完成,需要将制氢装置PSA提纯系统能力提高到44 dam3/h,以解决由于制氢装置中变气PSA能力不足带来的油品升级困难。2015年7月,对大庆石化炼油厂制氢装置进行了扩能改造,采用了HX5A-10H,HXNA-CO/10新型吸附剂,此种吸附剂相对传统的吸附剂具有强度高、吸附容量大、堆密度大等特点,使PSA装置吸附剂的装填比例更加优化,吸附剂动态吸附容量提高,同时进一步减小了吸附塔死空间,提高了PSA装置氢气收率及氢气产量,中变气PSA装置出口氢气纯度能够达到99.9%,氢气收率达到90%以上,为炼油厂油品升级提供了稳定的氢气保障。     

LNG冷能发电制氢及液化的综合能源系统研究

目的 为实现LNG冷能的回收利用、氢气的绿色制取和液态储运的多重目标,提出LNG冷能发电作为电解水制氢的电力来源,同时提供氢液化用能,并辅助氢预冷的一套综合能源系统。方法 使用HYSYS软件对LNG冷能发电循环及氢液化进行模拟测算,建立系统中各单元物料与电能匹配关系的数学模型,通过模型求解获得了直接膨胀、朗肯循环、联合循环3种发电方式在不同外输压力下的年液氢产量。结果 LNG年接收量为300×10⁴ t时,综合能源系统液氢产量约1 420～3 790 t/a。结论 在相同外输压力下,制氢效率相同时的联合循环发电制氢效益最明显;其他条件相同时,随外输压力的增大,制氢量呈下降趋势;同等条件下,PEM电解制氢效益优于碱性电解法。     

二甲醚重整制氢技术的研究进展

二甲醚重整对生产燃料电池用途的富氢原料气有重要意义。本文总结和评述二甲醚重整制氢技术的研究进展,包括二甲醚重整催化剂以及其失活机理等。指出低温高活性的双功能催化剂的开发,以及体积小、质量轻、快速启动、自供热二甲醚重整系统的研制是今后研究的主要方向。     

炼厂气中氢气通过PSA和膜分离利用的比较

介绍了炼厂气中氢气资源的合理利用。针对洛阳石油化工工程公司承担的50 dam~3/h装置原料中含氢气体如何更合理利用进行了比较。方案一是直接采用膜分离工艺把50%氢气从干气中先分离出来,再把剩下的气体作为制氢的原料;方案二是把含氢干气直接作为制氢原料,原料中的氢气从制氢的PSA单元一起分离出来。结果表明:方案二流程短,投资省,操作费用低,管理更方便,对有这种资源的炼油厂干气中氢气的利用提供了参考的选择。     

钛硅分子筛催化环己酮氨肟化反应过程--影响过氧化氢分解的因素分析

在实验室对钛硅分子筛催化环己酮氨肟化制备环己酮肟反应体系中引起H2O2分解的原因进行了考察。结果表明，最重要的因素是氨的过量所导致的碱性环境，维持反应体系低含量的氨和H2O2，有利于提高H2O2的有效利用率，反应温度的提高会造成H2O2的利用率略有下降，钛硅分子筛及加入的量对H2O2的分解几乎没有影响，但TiO2和硅胶的存在会对其分解有一些影响，反应器材质宜选不锈钢，使用前对其表面进行适当的酸、碱处理可消除其对H2O2分解的影响。这些结果可为H2O2进料方式的合理选择，反应器、分布器和混合器元件的优化设计提供依据。     

比值控制系统在氨氧化炉改造中的应用

根据浓硝酸装置氨氧化炉工艺反应特点,应用比值控制系统使进入氨氧化炉的氨气和空气的体积流量配比稳定。但氨氧化炉触媒催化层的温度波动造成一氧化氮生成率存在波动,故在改造方案中引入了双闭环变比值控制系统。通过触媒催化层的温度控制器使氨气与空气的体积流量比值由原来的固定值变成可调值,通过调节该比值以保证氨氧催化层的温度恒定,最终保证了一氧化氮的生成率,满足工艺的生产要求,减少开车过程中氨气的消耗,同时降低后续生产过程铵盐的产生,使尾气超标的问题得到了彻底根治。     

制氢装置水分器三通开裂原因分析

分析了某炼油厂制氢装置水分器三通的腐蚀开裂原因,认为在高温工况时,失效构件的高温蒸汽腐蚀诱发的应力腐蚀占主导地位,它破坏了不锈钢表面氧化膜的保护性并产生腐蚀微裂纹,冲刷和气蚀及二氧化碳腐蚀起加剧作用;在低温工况时,氢致开裂占主导地位,进一步使裂纹扩展直至开裂;各种腐蚀形式交互影响,加剧了水分器三通的腐蚀开裂失效。通过工艺流程动改,取消了三通部件,彻底消除了该部位存在的腐蚀开裂隐患。