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甲醇制氢工艺简介 

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3、根据所需脱盐水流量,将调节阀投入自动调节

4、根据所需转化气量及水甲醇配比,调节原料液进料泵流量。 5、根据循环液流量,将调节阀投入自动调节。

6、调节冷却器进水阀,使转化气出的温度在40℃以下。 7、当系统转化气流量稳定后,将系统压力调节阀投入自动调节。 8、根据所需转化气量及组成,适当调整进系统导热油温度。

9、由汽化塔下部排液阀连续排出少量废水,排出量控制在15.0~20.0Kg/h。 全系统已处正常稳定运转。

系统处于正常操作时,按时记录各操作参数并巡回检查各控制点、设备、仪表、阀门等是否处正常状态,发现异常现象,应立即查明原因,及时处理,排除故障,维持系统正常操作状态。 3.2 正常停车操作

1、停止导热油炉加热,维持导热油循环,待反应温度降至200℃以下后,导热油炉房停止向造气装置送导热油,即开启导热油装置内部短路阀。导热油炉停车按导热油炉停车要求进行。

2、在导热油炉降温的同时,手动调节系统压力调节阀,使系统缓慢降压至0.4Mpa(或切开气体缓冲罐,转化气可备用转化炉置换,开启水洗塔顶放空阀降压)。

3、关闭进转化炉阀门 ,缓慢开启汽化塔顶放空阀 ,汽化塔前系统降压至常压。 4、汽化塔系统降压的同时,停原料进料泵,停止向系统进料。

5、转化炉后系统继续降压,待降至0.2Mpa时,关闭转化炉的前后阀、旁路阀。

6、停脱盐水泵,停止向水洗塔送脱盐水。关闭水洗塔釜排液阀。

7、分别用氮气或气体缓冲罐转化气对转化炉前后分段置换,考虑到降温对系统压力的影响,最好系统分段用氮气或氢气保压至0.2Mpa。

导热油按要求降至一定温度后, 停导热油循环泵。 若长期停车,则用加压氮气将导热油从系统压回导热油贮罐。

8、对催化剂实行保护操作或钝化处理。 3.3 紧急停车操作

1、凡遇下列情况之一应采取紧急停车操作: ⑴ 停电。 ⑵ 停冷却水。

⑶ 设备、管道爆炸断裂、起火。

⑷ 设备、管道或法兰严重漏气、漏液无法处理。 ⑸ 重要控制仪表失灵。 2、操作步骤

⑴ 紧急通知导热油装置停止加热,打开导热油装置内部短路阀,停止向造气装置送导热油。 ⑵ 关闭转化炉前阀,切开汽化塔系统与反应系统。转化炉后系统适当卸压。汽化系统可维持压力稳定。

⑶ 停原料进料泵。 ⑷ 停脱盐水进料泵。

⑸ 对催化剂实行特殊保护操作。 ⑹ 查明事故原因后再作进一步处理。

CNZ-1甲醇制氢催化剂说明书

CNZ-1型催化剂是一种以铜为活性组份。由铜、锌、铝等的氧化物组成的新型催化剂。其对甲醇蒸汽转化制氢和二氧化碳具有高活性和良好的选择性。

一、 催化剂的主要特性 ⒈ 型号:CNZ-1型 ⒉ 外观颜色、外型尺寸和形状: 催化剂为黑色圆柱体。表面光滑,有光泽。 公称尺寸:Ф5×5毫米 ⒊ 化学组成(重量%): 组 成 CuO ZnO Al2O3 Na2O 烧失重 含量%(重量) ≥60 5~20 5~15 <0.1 ≤10 ⒋ 堆密度:0.95~1.25公斤/升 ⒌ 机械破碎强度:≥60牛[顿]/厘米 ⒍ 催化活性 采用模拟反应器测定 反应器:Ф25×1.5 mm 催化剂尺寸:Ф5×5 mm 催化剂装量:60毫升 还原条件: 还原压力:常压 还原温度:110~230℃ 还原空速:1000时 还原时间:50小时 还原气:含H2 0.5~20%的N2气(或脱硫天然气) 测定条件: 反应压力:常压 反应温度:250℃ 甲醇流量:30毫升/小时 催化剂活性: 时空产率(转化气)≥ 600Nm/( m·cat·h)。 二、催化剂包装、贮存 ⒈ 催化剂用塑料袋包装后装入铁桶内。室内贮存,严防受潮、受震和毒物污染。搬运过程中禁止在地上滚动。禁止从高于0.5米的地方落下,或撞击。 ⒉ 在正常情况下,催化剂可以贮存一年以上,对催化剂的物理性能和活性不会有影响。 三、催化剂的升温、还原和钝化 CNZ-1型催化剂由铜、锌、铝的氧化物组成。使用前应进行还原。 ⒈ 还原条件: 还原压力:常压 还原空速:1000时 还原气:含H2 0.5~10%的氮气(或脱硫天然气) ⒉ 还原气质量: O2<0.1% H2O<0.2% S<0.1ppm 氯化物<0.1ppm -133-1油雾极微

⒊ 升温还原程序

该CNZ-1型催化剂使用前须进行升温还原。在不同的温度段分别按15℃/h、10℃/h、5℃/h升温速度进行,在升温过程中分阶段提高还原气中的氢气含量(0.5~20%)。

⒋ 开车准备

还原结束后,停止加入氢气,关小还原气量至原流量的80%。准备正常开车投料,建议投料量为正常运转时的30~80%。

⒌ 催化剂的钝化

卸出催化剂时,必须将催化剂钝化处理。 钝化条件:

钝化气:氧含量(用仪表空气)为0.1~5%的工业纯氮气。 钝化空速:1000时 钝化压力:常压

钝化处理后的催化剂便可以卸出。 四、注意事项:

⑴ 催化剂的还原是十分重要的一步骤,必须小心操作。要保证催化剂充分还原,不可急燥行事。

⑵ 还原完毕,准备正常投料时,要避免反应器温度下降超过10℃。

⑶ CNZ-1型催化剂可以在230~280℃下操作。催化剂使用前期可维持较低的操作温度,后期可将操作温度提高,以发挥催化剂的最大能力。

⑷ 铜系催化剂的缺点是耐热性较差,故无论是升温还原或在反应操作中都要避免催化剂淬冷淬热。否则会造成铜晶粒变化,从而影响催化剂的活性和寿命。

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工艺过程说明

甲醇催化转化造气生产工艺过程可分为: 原料液预热、汽化、过热、转化反应、产品气冷却冷凝、产品气净化等四个过程。

本装置为两套完全独立的系统,在以下叙述过程中设备、阀门、调节阀等位号省去 系统。 1 工艺过程

1.1 原料液预热、汽化、过热工序 将甲醇和脱盐水按规定比例混和,经泵加压送入系统进行预热、汽化过热至反应温度的过程。其工作范围是:甲醇计量罐、循环液贮槽、 原料进料泵、换热器、汽化塔、过热器等设备及其配套仪表和阀门。 1.2 催化转化反应工序

在反应温度和压力下,原料蒸汽在转化炉中完成气固相催化转化反应。工作范围是:转化炉一台设备及其配套仪表和阀门。该工序的目的是完成化学反应,得到主要组分为氢气和二氧化碳的转化气。

1.3 转化气冷却冷凝工序

将转化炉下部出来的高温转化气经过冷却、冷凝降到40℃以下的过程。其工作范围是:换热器、冷却器二台设备及其配套仪表和阀门。 1.4 转化气净化工序

含有氢气、二氧化碳以及少量一氧化碳、甲醇和水的低温转化气,进入水洗塔用脱盐水吸收未反应甲醇的过程。其工作范围是:水洗塔、脱盐水中间罐、气体缓冲罐、 脱盐水进料泵五台设备及其配套仪表和阀门。

2.0 工艺过程主要控制指标 2.1 原料汽化过热

2.1.1 原料甲醇流量 1134kg/h 2.1.2 原料液流量 ~ 2590Kg/h 2.1.3 汽化过热塔进料温度 ~165 ℃ 2.1.4 汽化过热塔塔釜压力(表压) 1.1 MPa 2.2 转化反应

2.2.1 进料温度 200~260℃ 2.2.2 反应温度 220~280℃ 2.2.3 导热油温度 235~290℃ 2.2.4 换热器出口转化气温度 110~140℃ 2.2.5 冷却器出口转化气温度 <40℃ 2.2.6 反应压力(表压) ~1.1MPa 2.3 水洗分离

2.3.1 进塔脱盐水量 636Kg/h 2.3.2 循环液量(出塔) ~1469Kg/h 循环液组成(wt%):甲醇 0~25% 2.3.3 出塔转化气量 ~3135Nm3/h 转化气组成(V%):氢 73~74.5% 二氧化碳 23~24.5% 一氧化碳 ~0.8% 甲醇 0.03% 甲烷 0.20% 2.4 催化剂还原

2.4.1 还原循环气量 ~2100 Nm3/h 2.4.2还原气氢含量 0.5~10% 2.4.3 还原温度 110~230℃ 2.4.4 还原压力 ~0.05 MPa 2.5 其它

2.5.1 进工段冷却水压力 0.3MPa 2.5.2 进工段仪表空气压力 0.4~0.60 MPa 2.5.3 导热油流量 ~160 m3/h 化学反应原理

甲醇与水蒸汽混合物在转化炉中加压催化完成转化反应,反应生成氢气和二氧化碳,其反应式如下:

主反应: CH3OH+H2O=CO2+3H2 +49.5 KJ/mol 副反应: CH3OH=CO+2H2 +90.7 KJ/mol 2CH3OH=CH3OCH3+H2O -24.90KJ/mol

CO+3H2=CH4+H2O -206.3KJ/mol

主反应为吸热反应,采用导热油外部加热。转化气经冷却、冷凝后进入水洗塔,塔釜收集未转化完的甲醇和水供循环使用,塔顶转化气经缓冲罐送变压吸附提氢装置分离。

原料和产品性质

1.1 原料性质

⑴ 原料甲醇性质

化学名称为甲醇,别名甲基醇、木醇、木精。分子式CH3OH,分子量32.04。是有类似乙醇气味的无色透明、易燃、易挥发的液体。比重为0.7915。熔点-97.80℃,沸点64.7℃,20℃时蒸汽压96.3mmHg,粘度0.5945厘泊,闪点11.11℃,自燃点385℃,在空气中的爆炸极限为6.0~36.5%。甲醇是最常用的有机溶剂之一,能与水和多种有机溶剂互溶。 甲醇有毒、有麻醉作用,对视神经影响很大,严重时可引起失明。 ⑵ 原料脱盐水性质(省略) 1.2 产品性质

本装置生产的产品甲醇催化转化气, 其主要组份为氢气和二氧化碳,性质分述如下: ⑴ 氢气性质 分子式H2,分子量2.0158,无色无臭气体。无毒无腐蚀性。气体密度0.0899Kg/m3, 熔点-259.14℃,沸点-252.8℃,自燃点400℃,极微溶于水、醇、乙醚及各种液体, 常温稳定, 高温有催化剂时很活泼,极易燃、易爆,并能与许多非金属和金属化合。 ⑵ 二氧化碳性质

化学名称二氧化碳,别名:碳酸酐、 碳酐、碳酸气。分子式CO2,分子量44.01,无色无臭气体。有酸味,气体密度1.977Kg/m3,熔点-56.6℃,沸点-78.5℃(升华), 易溶于水成碳酸,可溶于乙醇、甲醇、丙酮、氯仿、四氯化碳和苯,属不燃气体,可作灭火剂。 原料和产品规格 2.1 原料规格 甲醇:符合国标GB338-92一级品标准要求。建议用30Kt/y以上规模合成甲醇装置产品,运输过程无污染;严禁使用回收甲醇。

脱盐水: 符合国家GB12145-89P(直流炉)要求,且氯离子含量小于或等于3ppm 2.2 产品规格

⑴ 转化气组成:

H2 73~74.5% CO2 23~24.5% CO <0.8% CH3OH 300ppm H2O 饱和 ⑵ 压力: 1.1MPa ⑶ 温度: <40℃

CNZ-1型甲醇脱氢催化剂升温还原操作要求 1.还原条件

还原压力:常压

还原空速:500——1000时-1 还原气:含H2 0.5~10%的纯氮气 2.还原气质量 O2<0.1% H2O<0.2% S<0.1ppm

氯化物<0.1ppm 油雾极微

3.升温还原程序

甲醇制氢工艺简介 

3、根据所需脱盐水流量,将调节阀投入自动调节4、根据所需转化气量及水甲醇配比,调节原料液进料泵流量。5、根据循环液流量,将调节阀投入自动调节。6、调节冷却器进水阀,使转化气出的温度在40℃以下。7、当系统转化气流量稳定后,将系统压力调节阀投入自动调节。8、根据所需转化气量及组成,适当调整进系统导热油温度。
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