制氢装置技术问答

第十三章 制氢装置

第一节 制氢原理及设备

一、制氢原理

氢气（H2）是无色无味的气体。它是气体中最轻的(只有同体积空气重量的1/14.28)，具有最大的扩散速度，容易通过各种细小的空间。因而氢气具有高导热性，氢气的导热系数是空气的6.69倍，CO2的10.5倍，N2的6.2倍。在氢气中噪音较小，而且绝缘材料不易受氧化和电晕的危害。经过严格处理的氢气可以保证发动机内部的清洁。氢气的优良特性使它非常适合作为大型发电机的冷却介质。

工业上制取氢气的方法有以下几种：一是将水蒸气通过灼热的煤焦炭，可取纯度只有75%左右的氢气；二是将水蒸气通过灼热的铁，可制纯度在97%以下的氢气；三是由水煤气中提取氢气，它的纯度也较低；四是电解水制取氢气，它的纯度高达99%以上。因此，用于冷却发电机的氢气，都是由电解水制取的。

所谓电解，就是借助直流电的作用，将溶解在水中的电解质分解成新物质的过程。简单的说就是利用直流电分解物质的过程。有些溶有电解质的水溶液通电以后，分解出来的两种新物质，与原来的电解质完全没有关系，被分解的是作为溶剂的水。例如：硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等。这是因为纯水的电离度很小，导电能力极差，是弱电解质，没有以上的电解质，就不会被分离成氢气和氧气。

第十三章 制氢装置

第一节 制氢原理及设备

一、制氢原理

氢气（H2）是无色无味的气体。它是气体中最轻的(只有同体积空气重量的1/14.28)，具有最大的扩散速度，容易通过各种细小的空间。因而氢气具有高导热性，氢气的导热系数是空气的6.69倍，CO2的10.5倍，N2的6.2倍。在氢气中噪音较小，而且绝缘材料不易受氧化和电晕的危害。经过严格处理的氢气可以保证发动机内部的清洁。氢气的优良特性使它非常适合作为大型发电机的冷却介质。

工业上制取氢气的方法有以下几种：一是将水蒸气通过灼热的煤焦炭，可取纯度只有75%左右的氢气；二是将水蒸气通过灼热的铁，可制纯度在97%以下的氢气；三是由水煤气中提取氢气，它的纯度也较低；四是电解水制取氢气，它的纯度高达99%以上。因此，用于冷却发电机的氢气，都是由电解水制取的。

所谓电解，就是借助直流电的作用，将溶解在水中的电解质分解成新物质的过程。简单的说就是利用直流电分解物质的过程。有些溶有电解质的水溶液通电以后，分解出来的两种新物质，与原来的电解质完全没有关系，被分解的是作为溶剂的水。例如：硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等。这是因为纯水的电离度很小，导电能力极差，是弱电解质，没有以上的电解质，就不会被分离成氢气和氧气。

【资料】12000Nm3/h制氢装置试车开工技术总结

张丽媛 师天林 季宇明 黄晓晖 黄楚斌

（中国石油克拉玛依石化公司 新疆克拉玛依 834003）

摘要 本文介绍了克拉玛依石化公司12000Nm3/hⅡ套制氢装置的概况、开工准备情况、开工全过程以及装置在开工过程中的经验及存在的不足。 1 前言

2004年12月，由中国石化工程建设公司设计、中石油第七公司承建的克拉玛依石化公司Ⅱ套制氢装置试车获得圆满成功，该装置的建设是为了与稠油集中加工项目150万吨/年延迟焦化、90万吨/年汽柴油加氢装置相互配套，随着这几套装置的建成投产，克拉玛依石化公司原油加工能力达到500万吨/年。Ⅱ套制氢装置设计产氢规模为年产99.9v%的工业氢气0.9万吨，年开工8000小时，相当于每小时产纯氢12000标准立方米。装置采用技术先进、成熟可靠的制氢工艺方案，在降低能耗，减少环境污染的同时为下游装置提供稳定的高纯度氢源。

2 装置设计技术特点

12000Nm3/h制氢装置以油田气为主要原料，采用烃类水蒸汽转化法造气，PSA净化提纯等先进的工艺路线制取氢气如图1，该装置与国内其它装置相比，具有以下突出特点： 图1 先进的制氢工艺路线

（1）优化

催化剂基本知识

1、什么是催化剂？催化作用的基本特征是什么？

答：在化学反应中能改变能改变反应速度而本身的组成和重量在反应前后保持不变的物质叫催化剂。加快反应速度的叫正催化剂；减慢的叫负催化剂。通常所说的催化剂是指正催化剂。

催化作用改变了化学反应的途径。在反应终了，相对于始态，催化剂虽不发生变化，但却参与了反应，例如形成了活化吸附态、中间产物等，因而使反应所需的活化能降低。

催化作用不能改变化学平衡状态，但却缩短了达到平衡的时间，在可逆反应中能以同样的倍率提高正、逆反应的速度。催化剂只能加速在热力学上可能发生的反应，而不能加速在热力学上不可能发生的反应。

2、什么是活化能？

答：催化过程之所以能加快反应速度，一般来说是由于催化剂降低了活化能。从一般意义上来说，反应物分子有了较高的能量，才能处于活化状态发生化学反应。这个能量一般一般远较分子的平均能量为高，两者之间的差值就是活化能。在一定温度下，活化能越大，反应越慢，活化能越小，反应越快。也可以说，在化学反应中使普通分子变成活化分子所必须提供的最小能量就是活化能。其单位通常用千卡/克分子或千焦/摩尔表示。

3、什么是催化剂的活性？具体有哪些表示方法？

衡量一种催化剂的催化效能采用催化活性来表示

水电解制氢装置讲义

中国船舶重工 第七一八研究所

集 团 公 司 1

水电解制氢装置讲义

目 录

前 言 .................................................. 1

通用部分

第一章 氢 气 .......................................... 1 第一节 氢气的制备 .................................... 1 第二节 氢气的性质和用途 .............................. 6 第二章 水电解制氢 ...................................... 8 第一节 水电解制氢装置的工作原理 ...................... 8 第二节 水电解制氢装置的用途与技术参数 ................ 9 第三节 水电解制氢装置 ............................... 12 1. 水电解制氢装置的组成 ........................... 12 2. 工艺流程简介 ....

编号

QJ/SL-81-245-2005

1＃、2＃制氢装置PSA单元操作法

（补充）

中国石化股份公司 上海高桥分公司炼油事业部

二零零五年四月

上海高桥石化公司、高桥分公司 事业部级工艺技术文件修改审批表

编号：QJ/SL-81-245-2005

单位名称 文件编号 文件名称 加氢车间 QJ/SL-81-245-2005 制氢装置PSA操作法 装置名称 2＃制氢装置 修改原因及依据：（可附页） PSA系统改造，修改原有操作法。 修改方式： 出单行本 编制(装置工艺员)：李华宗 查定(车间主管主任)：卢福明 2005 年 4 月 30 日 2005 年 4 月 30 日 审事业部工艺技术岗： 查 事业部调度专业: 事业部工艺技术高级主管/主管： 年 月 日 事业部安全专业: 年 月 日 年 月 日 年 月 日 会事业部环保专业: 签 事业部设备动力专业： 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 审批(事业部总工程师)：

3000Nm3/h甲醇裂解-PSA制氢

山东海科瑞林化工有限公司

3000Nm3/h甲醇转化-PSA制氢装置

操 作 规 程

山东海科瑞琳化工有限公司

2010年12月

3000Nm3/h甲醇裂解-PSA制氢

甲醇裂解转化部分

目 录

1.0 2.0 3.0

前言----------------------------------------------------- 2 料及产品的性格和规格------------------------------------- 3 工艺过程说明--------------------------------------------- 5 3.1 工艺过程--------------------------------------------- 5 3.2 化学反应原理----------------------------------------- 5 4.0 5.0 6.0 7.0

工艺流程叙述--------------------------------------------- 6 工艺过程主要控制指标--------------------------------

X X X X X X 有 限 公 司

培 训 教 材

煤制氢装置工艺说明书

二 ○ 一 ○ 年 九 月

第一章 概 述

1 设计原则

1.1 本装置设计以无烟煤、蒸汽、空气为主要原料生产水煤气，然后经过一系列的净化变换处理生产工业氢气；生产规模：30000Nm3/h工业氢气。

1.2 本装置采用成熟、可靠、先进的技术方案，合理利用能源，降低能耗，节省投资。

1.3 认真贯彻国家关于环境保护和劳动法的法规和要求，认真贯彻“安全第一、预防为主”的指导思想，对生产中易燃易爆、有毒有害的物质设置必要的防范措施，三废排放要符合国家现行的有关标准和法规。 1.4 采用DCS集散型控制系统。 2 装置概况及特点 2.1装置概况

本装置技术采用固定床煤气发生炉制气、湿法脱硫、全低温变换、变压吸附VPSA脱碳和（PSA）提纯氢气的工艺技术路线，其中的变压吸附脱碳和提氢技术采用上海华西化工科技有限公司的专有技术。

本装置由原料煤储运工序、固定床煤气发生炉制水煤气工序、水煤气脱硫工序、水煤气压缩工序、全低温变换工序、变换气脱硫工序、变压吸附脱碳和提氢工序、造气和脱硫循环水处理工序以及余热回收等部分组成。 2.2装置组成

原料煤储运→造气→气柜→水

轻芳烃加氢 VPSA氢气提纯装置

吹扫试压方案

1

目 录

第一篇 轻芳烃加氢装置吹扫气密方案

第一章 装置吹扫方案……………………………………………………………………….…3 一、吹扫目的和原则………………………………………………………………………….…3 二、吹扫介质…………………………………………………….………………………………3 三、蒸汽吹扫………………………………………………………………………………….…4 四、临氢…………………………………………………………………..………………...……6 第二章 装置试压方案…………………………………………………………………….……10 一、试压目的……………………………………………………………………………….……10 二、试压方法……………………………………………………………………………….……11 三、试压要求及注意事项…………………………………………………………….…………11 四、试压标准……………………………………………………………………………….……11 五、非临氢系统氮气贯通、吹扫、试压………………………………………………….……11 六、临氢系统贯通、吹扫、气密……

PSA制氢装置培训教材

目 录

第一节、概述

第二节、吸附分离工艺原理

第三节、工艺流程及工艺条件的选择

第四节、主要设备

第一节 概述

吸附现象早就被人们发现利用，早在数千年前，人门就开始利用木炭、酸性白土、硅藻土等物质所具有的强吸附能力进行防潮、脱臭和脱色，湖南长沙市出土的汉代古墓中就放有木碳，显然墓主当时是用木炭吸收潮气等作为防腐措施。因此吸附分离是一门古老的技术。

变压吸附(Pressure Swing Adsorption)气体分离与提纯技术成为大型化工工业的一种生产工艺和独立的单元操作过程（称为吸附分离工程），是在上世纪六十年代迅速发展起来的。由于最早的吸附剂吸附能力较低、选择性较差，吸附分离仅用在吸湿干燥、脱色、除臭、饮用水净化上，吸附剂往往是一次性使用，使用时能耗不高。1942年德国发表了第一篇无热吸附干燥和净化空气（脱除CO2和H2O）的专利文献，1959年Skarstrom发明了PSA气体分离技术（当时称为“等温吸附”或“无热吸附”）。上世纪60年代初，在世界能源危机情况下，美国联合碳化物公司(UCC)首次实现了变压吸附四床工艺技术的工业化，于1966年建成投产