苏公网安备 苏ICP备14012790号
网站地图氢气大范围的使用在国民经济各工业部门，特别是近几年来，中小用户急速增多，传统制氢工艺已不能够满足要求。甲醇和水催化转化制取氢气和二氧化碳，很容易用吸附或化学方法分离制得纯氢和二氧化碳，与电解法相比可节电90％以上，成本下降20～40％。本新工艺原料来源方便，装置简单，无污染，且节能价廉，深受广大中小用户的欢迎。本装置操作和管理修东西的人必须熟知本操作规程，须经考核合格后才能上岗操作。
1.2 装置规模及技术路线/h工业氢，采用甲醇裂解、变压吸附净化法的工艺路线, 主要工艺过程由甲醇裂解、PSA净化等几个部分组成。产品为工业氢。
装置原料为工业一等品甲醇（符合GB338-2004），脱盐水（符合GB12145-89P，且氯离子小于3ppm）。其规格要求如下：
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。
甲醇与水蒸汽混合物在裂解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。
2.1.1 通过吹扫及冲洗，清除施工过程中进入设备、管道中的焊渣、泥沙等杂物，以及管道内的油污和铁锈。
2.2.1 对装置的甲醇裂解、PSA等系统的主要工艺管道及设备，用氮气进行吹扫。
2.2.3 对循环水管道、脱盐水管道、净化压缩空气管道以及非净化压缩空气管道，用各自本身的介质进行冲洗。
2.3.1 吹扫前要掌握每一条管道的吹扫流程、吹扫介质和注意事项，清楚吹扫介质的给入点和临时给入点、每条管道的排放点和临时排放点。对排污点，要做好遮挡工作，防止将污物吹入设备或后续管道。
2.3.3 吹扫的顺序一般是先主管、后支管，分段进行。吹扫前应把调节阀、孔板、流量计拆除，若调节阀没有付线，应装上短节，以利后续管道的吹扫。
2.3.4各吸附塔应和管路系统一同吹扫，为保证吹扫时不损伤程控阀密封面，PSA部分应采用爆破式吹扫，即在各总管端头加石棉垫，然后向塔内充压缩气直到压缩气体将石棉板冲破为止。应特别注意:吹扫时应把程控阀门取下来，再进行吹扫,以免损伤密封面。
2.3.5吹扫及冲洗应分段进行。遇到阀门时应在阀门前拆开法兰，并在拆开法兰处插入铁片，以便排出污物。吹扫干净后，再把上法兰，并开大阀门进行后续管道的吹扫。管道上的单向阀如与吹扫、冲洗的流向不符,则要转向。吹扫、冲洗
干净后再装好。沿线的各排凝点或放空点也要逐个打开，排出污物，直至把全部管道吹扫干净为止。
2.3.6 在吹扫冲洗的过程中，要注意吹扫、冲洗有关跨线和小管道，以保证装置吹扫、冲洗不留死角。
2.3.7 吹扫冲洗过程中应反复憋压几次，但压力不能超过该设备管道的操作压力。在憋压过程中，应检查各静密封点的泄漏情况。如发现泄漏应做好标记和记录，待卸压后处理。
2.3.8 在吹扫及冲洗带安全阀的设备管道时，应把安全阀拆除，吹扫完后再装上。
2.3.9 在吹扫经过泵的管道时，介质应走泵的跨线。吹扫一段时间后，拆开入口法兰，吹扫泵入口管道，干净后装上过滤网和法兰，吹扫出口管道。在吹扫入口管道时，要做好泵入口的遮挡工作，防止杂物吹入泵体内。没有跨线的泵，可将其出口管道反吹。
2.3.10 在吹扫各容器、塔、反应器时，应由里向外吹。一般不准直接向容器、塔、反应器里吹扫、冲洗。
2.3.11 在吹扫冷换设备时，不论壳程、管程，在入口处均应拆开法兰。待管道吹扫干净后，再装上法兰，让介质通过。
在装置准备开车以前，要试验每台新泵的性能并检验有无缺陷，即进行试运转。试运介质为水，试运水流量以电机不超负荷为准。试车过程中应在泵入口管
本装置设计由于采用甲醇作原料，因此，选择的催化剂主要具有甲醇分解和CO 变换的双重性能。可供选择的催化剂为QMH-01。
甲醇与脱盐水按一定比例混合后，经进料泵加压进入换热器，汽化并达到要求温度后进入反应器。反应器中装填有QMH-01催化剂，在QMH-01催化剂上，同时有两个反应发生：
总的甲醇蒸汽转化制氢反应是体积增大的吸热反应，高温、低压、高水醇比有利于反应向产品气方向移动。由于QMH-01催化剂具有较好的甲醇分解活性，在260℃—280℃即可使甲醇达到很高的转化率，同时高温不利于催化剂长期使用和CO变换反应进行，故选择280℃左右反应为宜。而提高操作压力可降低动力消耗，工业装置的操作压力一般仍在0.5—2.5MPa。水醇比增大虽然对平衡向目的产物生成有利，但造成装置能耗大幅度上升，故适宜的水醇比为1.2—2.0（摩尔比）。
QMH-01催化剂采用硬质纸板桶包装，内衬塑料袋封严。贮存及运输过程中应防止催化剂受潮、剧烈震荡和化学污染。催化剂应贮存于干燥通风的仓库中。
4.2.1.1 在整个催化剂装填过程中，要保持催化剂清洁、干燥、不受潮，要在
4.2.1.3擦拭反应器各炉管，确保每根反应管的清洁。进入现场操作人员不许携带任何易脱落杂物，以免掉入反应管内。
4.2.1.4 装填前有关准备工作必须完毕，用具齐全，装填人员劳保用品穿戴符合规定要求。高空作业要系好安全带，进入反应器带好防护面具，并有专人监护。
4.2.1.5 催化剂搬运、装填过程必须慎重，做到轻放轻装，以防催化剂破碎，催化剂装填操作时，催化剂下落的自由高度不得大于1m。
4.2.1.6 催化剂装填前，必须经筛选或手选，不得将破碎的催化剂装入反应器
4.2.1.8 必须按指定的规格、型号、装填尺寸准确装入，并做到装填均匀，料
4.2.1.9 在向反应器列管装填催化剂前，首先要通过人孔⑦（见催化剂装填示意图）向反应器底部III尽可能的装填瓷球，高度至少超过人孔⑦的中心。将瓷球表面推平，再在瓷球上铺两层12目丝网，再向底部II位置装填催化剂，直至不能再装为止。封闭人孔⑦。
4.2.1.10将过筛后催化剂按一定重量装入准备好的细帆布袋，并运至反应器顶部平台，逐根反应管进行装填。催化剂装填应遵循“同高度、同重量”的原则。确保催化剂自由下落高度不得超过1米。不允许将催化剂直接从炉管顶部向下倾倒，防止落差太大造成催化剂破碎。装填一定高度后，振动反应管，使催化剂床层装填密实均匀。直至将催化剂装满各反应管为止。
4.2.1.11 在以上步骤完成后，在反应器顶部II位置装填高度约100mm的催化剂，推平催化剂表面，添加两层12目丝网，在上面再加约100mm瓷球。
4.2.1.12 催化剂装填完毕，清理现场，确保无遗漏工具和杂物后，把好反应器封头。
4.2.1.11 各种催化剂装填前进装置水、蒸汽、风、氮、氢等线加盲板，必须关死与反应器相连的各有关阀门，反应器内构件安装应合格。
注：催化剂装填结束后，按要求对反应器进行气密性试验，确保反应器封头法兰无泄漏；对反应器已拆卸过的设备和管线等有关部位进行试漏查漏，必要时需再次测试泄漏率达合格。
在系统强度检验、吹扫、气密检验和单机试车完成，程控阀系统调试完毕，系统置换合格后，即可进行吸附剂的装填工作。其步骤如下：
4.3.2用干燥空气置换所有需要装填的吸附塔，确定无爆炸、有毒或窒息性气体。
4.3.3吸附剂装填前应先检查吸附塔下分布器，要求确认：分布器四周满焊，无缝隙；分布器的不锈钢丝网规格无误，安装正确、牢固。
4.3.4选择天气晴朗时进行装填，装填时间最好在一天中的上午九点至下午四点间进行，因为此时空气中的相对湿度较低。
4.3.5为保证吸附剂在装填时磨耗和破碎较少，料斗下应装布袋，布袋长度为5-6米。
4.3.6装填时，首先将吸附剂装入预备好的料斗，然后由吊车将其吊入吸附塔。吸附剂装入料斗时，应有专人记录装入的袋数（或桶数），保证每斗数量相对一样。在塔顶有专人记录到入吸附塔的斗数，保证各塔所装吸附剂的种类、数量顺序完全相
4.3.7每装一定数量的吸附剂后，则应用木板等工具将吸附剂抹平，以保证吸附剂装填密实，同时验算装填高度与装填量。
4.3.8每装填完一类吸附剂，就应下塔将吸附剂抹平并铺一层不锈钢丝网，装填时上海华西化工科技有限公司的技术人员一定在场指导。
4.3.9装填完成后，应确认上分布器丝网材质规格无误、安装牢固后再封塔盖。
4.3.10完成吸附剂装添工作后应进行吸附剂的吹扫，这时应关闭所有程控阀门，将塔内压力升至0.3MPa左右然后从排污口或塔底法兰处吹出。但注意：此时必须是用干燥空气或氮气进行吹扫。
注意：装填后必须是用深度干燥空气或氮气进行吹扫和气密，干燥气只允许从吸附塔塔底进入，绝对严禁从塔顶进入，最后应保持塔内微正压。
1)每种吸附剂装填完成必须测量空间高度，并由华西公司技术人员确认后，方可继续装填下一种吸附剂。
2)严格按规划的装填堆放场地施工作业。合理转运堆放吸附剂及包装物，轻拿轻放，以免损坏吸附剂包装。
3)对未装填的吸附塔塔顶口应用塑料薄膜临时封盖，并用木板盖严，以保安全。
4)一旦下雨或雪，应立马停止装填，任何情况下，停止装填时都应及时用塑料薄膜和木板临时封闭塔顶，严防吸附剂进水和吸潮。
5)装料时，尽量做到需要装填多少即开桶（袋）多少，减少吸附剂在空气中的时间，严防吸附剂受潮。
6)严控露天长时间堆放吸附剂量，做到装填多少转运多少，转运多少则装填多少。当天确实装填不完的必须用塑料蓬布将吸附剂遮盖。
首次开工需要对甲醇裂解催化剂进行还原，必须仔细做好负荷试运前的准备工作，考虑好各工序之间的衔接，以便缩短开工时间，降低装置开工费用。负荷试运前的准备工作:
5.1.3 现场安装问题处理完毕；各反应器炉管已按规定要求装好催化剂，吸附塔按要求装填好吸附剂。
5.1.4 导热油炉、机泵、电气、仪表设备等经试运、检查校验合格处于备用状态。
5.1.5 原料、氮气、外供氢气、1.0MPa蒸汽、煤、循环水、脱盐水、净化风等全部畅通无阻，且保证足量供应。
5.1.8 装置的设备、管线按要求标明编号、介质、名称、流向。做好安全阀的定压工作，并铅封。
装置进行了催化剂的和吸附剂装填，在装填吸附剂的过程中会产生一些粉尘，为了能够更好的保证装置运行的可靠性及保证产品氢气的质量，所以要对吸附塔部分进行二次粉尘吹扫。吹扫完毕，还应重新进行气密与氮气置换。
甲醇裂解催化剂QMH-01出厂时呈氧化态，在使用前需要将其中的CuO 还原为具有活性的金属铜。还原反应如下：
此反应为强放热反应，为防止还原反应带来的剧烈温升，避免催化剂烧毁，应严控氢气配入量和还原反应温度。
原性气氛中进行。用氮气循环升温至反应器床层温度高于水蒸汽露点温度以上20℃时，向系统缓慢配入氢气，再按还原温度慢慢提升还原温度以及配氢量。
3) 待反应器床层温度达105℃时，恒温4小时，脱除催化剂中的物理水分，催化剂床层温度自动上升时，认为脱水已结束。切忌在催化剂脱水结束之前提温，以防导致催化剂破碎。然后以5-10℃/h速度升温至120℃，恒温2小时。系统维持120℃，压力0.5MPa左右，向系统缓慢配氢。首次配氢浓度为0.5%(v/v)。待系统稳定后，再将氢气浓度调到1%。
4)当循环气进出反应器氢浓度达到平衡时，保持反应器入口氢浓度1%，以5—10℃/h速度升温，直到反应器床层温度达到220-230℃。待反应器进、出口氢浓度平衡时缓慢提高氢浓度至4-5%。
5)当反应器进、出口氢浓度再次达到平衡时，以5-10℃/h速度继续升温至系统温度达到250℃，恒温。当反应器进、出口氢浓度平衡时，再将反应器入口氢浓度提高到10%，待进、出口氢浓度平衡时，认为催化剂还原结束。
6)整个还原过程中，应严控反应器出口温度的升高速度和幅度。若出现温升太大或太快的情况，应立即加大氮气量并停止氢气配入。
凡是还原过(包括未还原完全)的催化剂要卸出前，都必须钝化，若生产中要长期停车，为保护催化剂，也必须作钝化处理。未钝化前反应器一定要保持正压，禁止空气进入。
钝化系统与还原系统相同，阀门开或关相同。钝化过程与还原过程同为强放热反应，一定要注意氮、氧气配比及系统循环气量。钝化过程温度不高于60℃，不需外界供热。
2)催化剂使用中应尽可能的避免中途停车。每停一次车，尽管采取了钝化或氮气保护操作，还是会影响催化剂使用寿命。
4)在满足生产能力、产率的前提下，催化剂应在低温下操作，有助于延长催化剂使用寿命。
6)对装置使用的原料甲醇、脱盐水、氮气、氢气等一定要符合要求，严格规范检测程序。
7)如发现有异常特别是反应系统异常，应立即停车分析检查，排除后再开车。5.4 工艺流程简述
参看甲醇转化工序甲醇裂解制氢工艺管道仪表流程图 (图号06Q-NC202-2-00)。
来自界外的脱盐水经脱盐水进料泵P302AB计量后送入水洗塔T301，吸收未冷凝的甲醇，吸收液从塔底流入原料缓冲罐V301。
来自界外甲醇库的甲醇用泵输送经FIQ5101计量后进入原料缓冲罐V301，用原料进料泵P301AB将混合液加压送出，进入换热器E301与高温转化气换热而被预热，然后进入汽化器E302汽化过热到接近反应温度后进入裂解炉R301 ，在裂解炉中发生催化转化反应，出口高温转化气在换热器E301中被原料液换热冷却，再经冷却器E303被冷却冷凝后进入分液罐V303分液，转化气水进入水洗塔T301 被脱盐水水吸收掉未反应的甲醇后进入保护V304，转化气经流量计FIQ5202计量经PV5201A阀稳压调节进后送至变压吸附系统。
用热设备裂解炉R301、汽化器E302均用高温导热油加热，换热器E301用转化气加热，冷却器E303用冷却水冷却。
催化剂使用前要进行还原。还原过程氢气为还原气，氮气作稀释载气。过程氮气在系统循环。还原气经开工压缩机进入换热器E301与裂解炉R301出来的热还原气换热，经过汽化器E302加热到还原温度后进入裂解炉R301进行催化剂还原反应，