說說甲醇制氫裝置的基本工作過程
更新時(shí)間:2021-06-25 點(diǎn)擊次數(shù):1292次
甲醇裂解制氫根據(jù)一定比例的甲醇和水混合過熱蒸汽,在一定溫度和壓力條件下,通過催化劑的作用,同時(shí)催化裂解反應(yīng)和一氧化碳變換反應(yīng),生成氫氣和碳的混合物二氧化氮。重整氣送至變壓吸附裝置進(jìn)行分離提純,得到高純產(chǎn)品氫氣。甲醇制氫裝置就是進(jìn)行這樣一項(xiàng)工作的設(shè)備。
甲醇和水蒸氣在一定的溫度和壓力條件下通過催化劑。在催化劑的作用下,發(fā)生甲醇分解反應(yīng)和一氧化碳的變化反應(yīng),生成氫氣和二氧化碳。這是一個(gè)多組分、多反應(yīng)的氣固催化反應(yīng)體系。甲醇和水分別經(jīng)料液計(jì)量泵計(jì)量、混合、加壓,然后送入汽化塔進(jìn)行汽化和過熱達(dá)到反應(yīng)所需溫度,再送入轉(zhuǎn)爐,甲醇在此進(jìn)行裂解和炭化。一氧化碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)在固定床催化反應(yīng)器中同時(shí)進(jìn)行,主要產(chǎn)生H2和CO2的混合物。反應(yīng)結(jié)束后,混合氣體通過換熱器與原料進(jìn)行熱交換,減少熱損失,經(jīng)冷凝器冷凝,經(jīng)氣液分離器分離,冷凍干燥,分離出未反應(yīng)的甲醇和水,使裂解氣中甲醇含量達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求,完成產(chǎn)氣。
甲醇裂解氣從塔底進(jìn)入吸附塔后,在其中填充的各種吸附劑的選擇性吸附作用下,一次吸附雜質(zhì)等成分,主要是二氧化碳,然后得到產(chǎn)品氫氣由調(diào)壓閥穩(wěn)定后送出邊界區(qū)。當(dāng)吸附雜質(zhì)的傳質(zhì)區(qū)前沿(稱為吸附前沿)到達(dá)床出口預(yù)留段某一位置時(shí),關(guān)閉吸附塔原料氣進(jìn)料閥和產(chǎn)品氣出口閥,停止吸附。吸附床開始轉(zhuǎn)移到再生過程。下面來說下甲醇制氫裝置的基本過程。
1、均壓降壓過程
這是將塔內(nèi)高壓氫氣在吸附過程結(jié)束后,投入其他低壓吸附塔內(nèi)已完成再生的過程。該過程不僅是降壓過程,而且是床層死區(qū)氫氣回收的過程。該過程包括均壓和降壓兩個(gè)過程,從而保證氫氣的*回收。
2、順序釋放過程
順序釋放過程是在完成一個(gè)均壓降壓過程后,將吸附塔中剩余的氫氣沿吸附方向沖刷到另一個(gè)吸附塔中。氫氣將用作吸附劑的再生氣源。
3、逆向釋放過程
經(jīng)過順序釋放過程,吸附前沿已達(dá)到到床的出口。此時(shí),吸附塔的壓力逆吸附方向降低至接近常壓。此時(shí),吸附的雜質(zhì)開始大量從吸附劑上解吸,解吸的氣體直接通過阻燃劑排出。
4、沖洗過程
反向排放結(jié)束后,為使吸附劑*再生,向吸附床逆吸附方向連續(xù)通入氫氣,進(jìn)一步降低雜質(zhì)組分分壓,使吸附劑吸附雜質(zhì)*解吸,吸附劑*再生。解吸氣體直接通過阻燃劑排出。
5、均壓升壓過程
沖洗和再生過程完成后,吸附塔依次增加來自其他吸附塔的更高壓力的氫氣。該過程對(duì)應(yīng)于均壓和降壓過程,不僅是升壓過程,還有回收其他塔床死區(qū)氫氣的過程。該過程包括連續(xù)的兩級(jí)均衡和升壓過程。
6、產(chǎn)品氣升壓過程
在第二次均壓升壓過程完成后,為了使吸附塔順利切換到下一次吸附,并保證在此過程中產(chǎn)品純度不發(fā)生波動(dòng),需要壓力通過升壓調(diào)節(jié)閥將吸附塔內(nèi)的產(chǎn)品氫氣緩慢穩(wěn)定地升至吸附壓力。
甲醇制氫裝置經(jīng)過這個(gè)過程,吸附塔就完成了一個(gè)完整的“吸附-再生”循環(huán),準(zhǔn)備進(jìn)行下一次吸附。五個(gè)吸附塔在執(zhí)行程序上錯(cuò)開排列,形成一個(gè)閉環(huán),保證原料氣的連續(xù)輸入和產(chǎn)品氫氣的連續(xù)輸出,產(chǎn)品氫氣通過緩沖罐,送到下游的用氫段。