新形势下石油制氢装置的工程应用

研究了石油制氢装置在新形势下的工程应用,分析了制氢需求变化、石油制氢的基本原理、装置工程设计、反应器优化、热能回收、安全预防、仿真优化等方面。结果表明,为确保高效、安全、清洁的氢能生产,石油制氢装置的工程应用需要持续地技术创新与管理改进,特别是在产氢量控制、工艺流程优化、设备设计等方面,确保氢能生产更高效、更安全。     

石化业制氢过程中温室气体排放的识别与核算——以烃类转化法制氢为例

氢气在应用环节虽然可以实现零排放,但制氢过程却是石化行业温室气体的重要排放源之一。阐述了温室气体排放源识别的基本思路。以烃类转化法制氢为例,识别石化业制氢过程中主要温室气体的种类及其排放源,将排放源分为燃料燃烧、化学反应、装置逸散3大直接排放源以及外购能源(如电力和热力)导致的间接排放源。基于产品的工业碳足迹评价方法及物料平衡原理,构建了烃类转化法中不同排放源的温室气体排放率核算模型;利用模型估算了以炼油厂干气为原料及燃料的烃类转化制氢温室气体排放率,核算结果与目前国内外的研究结果一致,验证了该核算模型的适用性。     

制氢装置的腐蚀与防护

中国石油天然气股份有限公司克拉玛依石化分公司有两套制氢装置,I装置为二手设备改建,通过不断改造,提高了设备的防腐蚀性能,已安全稳定运行15 a.II装置于2004年12月试车生产,设计之初就在选材等方面考虑到了耐蚀问题,现已经平稳安全运行4 a.两套制氢装置在防腐蚀方面都做了大量工作,有一些经验可供相关技术和管理人员分享.     

浅谈制氢装置事故处理经验

制氢装置在全厂流程中处于平衡氢气供需的重要位置,通过对事故案例的分析,论述 了制氢装置事故处理的经验。     

基于色谱法校正因子测定氢气中微量氩杂质方法研究

目的助力我国氢能产业发展以及提升行业氢气质量,解决氢气质量分析方法中因氧、氩难以有效分离而导致氩杂质定量困难的技术问题。 方法建立了基于色谱法校正因子准确测定氢气中微量氩杂质的分析方法,首先通过自主研制的氢中氩和氢中氧气体标准物质建立氦离子化气相色谱分析方法,研究氧气和氩气在氦离子化气相色谱仪上的校正因子,建立氧气和氩气的响应关系,并对响应关系进行长期稳定性考查,然后通过微量氧分析仪单独测定氢气中的氧杂质含量。 结果依据氧、氩的响应关系准确测定氢气中氩杂质含量。 结论首次提出了氦离子化气相色谱法联合电化学法测定氢气中氩气杂质分析方法。该方法原理简单、可操作性强、测定范围宽,弥补了氢能产业发展中氩杂质分析方法的不足,在氢气质量分析中具有较好的应用前景。      

天然气净化厂SO2达标排放技术适应性分析研究

目的解决国内中小规模天然气净化厂硫磺回收装置烟气中SO₂达标排放及装置在低负荷或低H₂S含量的条件下开工、停工除硫及加氢催化剂预硫化期间高浓度SO₂短时超标排放的问题。 方法统计研究了国内28座天然气净化厂硫磺回收、尾气处理工艺和硫磺产量,分析了现阶段还原吸收、氧化吸收、碱液洗涤及液相氧化还原4种处理工艺在天然气行业的应用情况,介绍了天然气研究院开发的Claus尾气中SO₂催化吸附技术的相关情况。 结果对天然气净化厂SO₂减排技术提出以下建议:①充分重视气田潜硫量变化引起的装置低负荷稳定运行等问题;②现有装置增设尾气处理装置时,避免对原硫磺回收装置工艺进行改变,选择环保、无二次污染物产生且能与工厂智能化建设衔接的工艺技术;③SO₂减排需从源头解决问题,着眼于硫磺回收单元的精细化操作和管理、催化剂正确使用及性能跟踪分析,进而提高硫回收率,减少后端处理的负荷。 结论采用上述研究结果,一方面可保障硫磺回收装置长周期稳定运行,另一方面可在现有排放的基础上进一步减少SO₂排放。      

炼厂氢气的清洁高效利用

通过对克拉玛依炼厂氢资源利用现状及存在问题的分析,结合在改造中采用回收利用加氢等装置、尾气中低浓度氢的优化、氢气资源利用等措施,介绍了将不同来源、不同品质的氢气进行按质供应和优质优用以及清洁高效利用的实际运用状况,总结出炼厂氢气资源综合回收利用的经验。     

从炼油厂含氢气体中回收氢气的研究

分析中国石油化工股份有限公司济南分公司(济南分公司)氢气平衡和含氢气体组成,发现其氢气利用率较低,仅为76.37%,同时有大量廉价氢气可以回收。根据含氢气体特性,研究了加氢低分气脱硫脱氨工艺,脱除低分气中的氨和硫化氢后,重整氢气提浓装置可以回收低分气中的氢气;通过改造催化干气氢气提浓装置,可以回收催化干气和重整氢气提浓装置解吸气中的氢气。预计项目实施后,基于目前的加工量,济南分公司可以回收氢气4 313 m~3/h,从而停运干气制氢装置,氢气利用率可以提高近10百分点。在质量升级项目完成后,氢气回收项目可以充分发挥作用,每年可以回收氢气6 253 t,节约天然气27 kt/a,降低全厂加工损失率0.36%,具有较好的经济效益。     

干气制氢装置提高氢气回收率减少二氧化碳排放的研究

中国石油化工股份有限公司济南分公司干气制氢装置采用的是干气(天然气、轻烃)蒸汽转化+变压吸附制氢工艺,该工艺具有氢气纯度高的优点,但也具有氢气回收率低,二氧化碳排放量大的缺点,造成炼油厂氢气成本高,加工损失率大。通过分析中变气性质和各脱碳工艺,拟选择醇胺法脱除中变气中的二氧化碳,吸收剂选用活化N-甲基二乙醇胺溶剂,并从工艺流程、原料、产品、公用工程消耗、经济评价方面分析了项目可行性。研究结果表明:通过增加中变气脱除二氧化碳设施,干气制氢装置可以多回收氢气1 003 t/a,可提高氢气回收率5百分点左右,有效降低制氢成本;同时回收85 620 t/a的二氧化碳副产品,降低企业加工损失率约1.71百分点,减少二氧化碳排放,增加经济和社会效益。     

中型炼油厂碳排放评估与碳减排措施

针对某中型炼油厂,依照SH/T 5000—2011和SH/T 3110—2001核算其碳排放量,考察了不同生产工艺和不同碳捕集技术对碳减排的作用效果。结果表明:该炼油厂碳排放量列前3位的装置依次为煤制氢装置、催化裂化装置和延迟焦化装置,占比分别为21.37%,16.00%,11.96%;制氢装置的主要碳排放源为工艺排放CO2,约占装置总排放量的95.0%以上,采用膜法回收制氢解吸气中H2与CO2的耦合工艺,可实现直接碳排放减排量为152.86 kmol/h,回收CO2为5 380 t/a;通过减少以电力和蒸汽为主的公用工程消耗,可降低CO2的间接排放;新型悬浮床渣油加氢工艺装置较传统焦化装置具有显著降低碳排放的作用。     

天然气掺混氢气在家用燃气具上燃烧的安全性及排放性能测试与评价

面对日益严峻的能源短缺和环境恶化问题,氢能作为绿色、高效且具有可持续性的柔性二次能源被广泛关注和研究。借鉴欧洲的电转气技术(power to gas),将可再生能源电解制成氢气后,以一定比例掺入到天然气管网中供给居民使用,被认为是改善城镇燃气质量与烟气排放的有效途径之一。因此,基于互换性理论分析了掺氢天然气作为家用燃气具燃料的掺氢比例,并基于12T基准天然气测试与验证了掺氢天然气在家用燃气具上燃烧的安全性能与排放性能。研究结果表明:①掺氢比例体积分数不应高于20%;②掺氢天然气在家用燃气具中燃烧的点火率、火焰稳定性与烟气排放性能全部合格,未发现安全性问题;③家用燃气具的烟气排放指标满足标准要求,并且随着氢气的体积分数增加,烟气中CO与NO_x排放量有所降低。     

炼油厂大检修后瓦斯中氢气、液化气组分的回收

某炼油厂于2019年进行了大检修改造,在开工初期,瓦斯系统中H2、C3+液化气含量发生了较大的变化,装置自产的富氢、富烃组分并至高压瓦斯系统,瓦斯系统中H2、液化气组分未充分回收,用作装置加热炉燃料气,造成H2、液化气资源的浪费.通过优化制氢单元原料气流程及操作参数、优化轻烃回收流程、调整常减压装置初馏塔定压等措施,回...     

制氢装置水碳比的交叉限幅控制方案

制氢装置一般进料种类较多,进料量不稳定,正常生产过程中系统压力波动较大,调整不及时可能会引起转化炉水碳比失调,造成转化催化剂结炭、失活。根据装置多种进料的实际情况,提出水碳比交叉限幅控制方案,通过单独核算每股进料的碳含量,以此作为依据计算混合进料的碳含量,当上游外来进料性质变化不大时,可以保证负荷调整过程中碳含量计量的准确。同时通过高低选择器调整蒸汽流量和原料流量,确保水碳比始终在设定范围内,满足生产调整负荷的需要。与传统的水碳比控制方案相比,交叉限幅控制方案操作便捷,更有利于指导调整生产,保护转化催化剂长周期运行。     

天然气混合制氢弛放气生产甲醇的补碳方法探讨

简述了几种天然气制取甲醇的补碳工艺,详细介绍了天然气混合制氢弛放气生产甲醇的补碳工艺创新。通过计算混合制氢弛放气前后的氢碳比,得知天然气混合制氢弛放气后氢碳比得到优化。采用该技术的工业装置实际运行表明,原料气消耗减少,装置生产能力提高,达到了节能降耗的目的。