一、工艺技术条件
1、生产规模:2500Nm3/h氢气 2、原料规格:天然气或石脑油
二、工艺过程简述(流程框图见下) 1、天然气水蒸汽转化部分 1.1 、进料系统
原料天然气自储罐处来,首先经过原料压缩机升压后送入进料缓冲罐与循环氢(解吸气)混合,进入原料气脱硫部分。
1.2、脱硫系统
进入脱硫系统的原料气经过原料换热器换热至380℃,再进入反应器进行反应,使有机硫转化为无机硫,接着进入氧化锌脱硫反应器,以脱除硫化氢,使气体硫含量小于0.2ppm ,然后进入转化系统。
1.3、转化系统
精制后的原料气按水碳比3.5与3.5Mpa水蒸汽混合,经过转化炉对流段预热至500℃,进入转化炉辐射段。在催化剂的作用下,发生水蒸汽转化反应。整个反应是吸热过程,所需热量由分布在转化炉顶部的气体燃烧嘴提供,出转化炉的高温(约820℃)转化气经过转化气蒸汽发生器换热后,温度得到降低(降低至360℃)后进入中温变换系统。 1.4、变换系统
由转化气蒸汽发生器来的转化气(约360℃)进入中温变换反应器,在催化剂的作用下发生变换反应,将变换气中 CO含量降低至3-4%左右。中变气经过中变气锅炉给水换热器、脱盐水预热器进行热交换回收部分余热后,再进入中变气水冷却器冷却至40℃,经过气水分离器分离后进入下一工段PSA提纯系统。
2、 PSA氢提纯部分
经过冷却、气水分离后的中变气进入PSA提纯系统,吸附除去氢以外的其它杂质(N2、CH4、CO、CO2、H2O等),使气体得以进一步精制。
PSA氢提纯工段采用6-2-3流程,即:PSA部分包括6台吸附塔,其中2台吸附塔始终处于吸附状态。其吸附和再生工艺过程由吸附、连续三次均压降压、顺放、逆放、冲洗、连续三次均压升压和产品最终升压等步骤组成。
天然气 ① ③④产品氢 天然气裂解 变换系统 PSA氢提纯 水蒸气 ② ⑤ 解吸气燃烧
图三、天燃气水蒸汽转化制氢工艺流程框图
三、主要技术经济指标
1、 单位氢气产品消耗指标: 序号 项目 规格要求 单 位 消耗指标 1 2 3 4 5 6 附表: 天然气规格 组分 甲烷 V% 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戊烷 正戊烷 CO2 0.06 0.1 0.01 1.1 N2 0.91 天然气 电 循环水 脱盐水 仪表风 燃料 参考附表 220V/380V 50HZ 32℃ 0.2MPa 32℃ 0.2MPa 露点<-20℃,压力>0.2MPa 天然气 Nm3/Nm3-H2 KWh/Nm3-H2 Kg/Nm3-H2 Kg/Nm3-H2 Nm3/Nm3-H2 Kg/Nm3-H2 0.40 0.10 20 0.35 0.005 0.02 95.491 1.779 0.450 0.1 2、占地面积
生产装置:天然气裂解装置 500(m2) 氢气提纯装置占地 30(m2) 操作控制室: 20 (m2)
总占地面积约 550(m2)
四、投资效益分析 1、投资估算 序号 项目 1 装置造价 其中 非标设备制造费 仪器仪表购置费 管道、阀门购置费 触媒、吸附剂费 技术转让费 2 安装工程费(自建) 3 土建工程费(自建) 4 不可预见费 总投资 5 2、氢气成本估算: 序号 名 称 1 项目规模 2 项目总投资 3 氢气产量 4 5 6 7 8 9 生产成本分项 其 中:(1)天然气(含税) (2)电费 (含税) (3)循环水费 (含税) (4)脱盐水费 (5)人工工资(按12人计) 车间年总成本 车间氢气单位成本 (6)基本折旧及大修理费 (7)贷款利息 (8)企业管理费 生产总成本 氢气单位成本 计算依据: 天燃气 循环水 脱盐水 电价 万元 1380 980 120 50 150 80 50 50 约1480 单 位 Nm3/h 万元 万Nm3 万元 万元 万元 万元 万元 万元 元/Nm3 万元 万元 万元 万元 元/Nm3 元/m3 元/T 元/T 元/度 总 量 2500 1480 2000 1680 104 40 7 36 1867 0.934 201.3 103.6 44.4 2216.3 1.11 2.0 1.0 10 0.52 人工工资 贷款利息 基本折旧及大修理费 企业管理费 元/人.月 % /年 固定资产× % 固定资产× % 2500 7 13.6 3
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