制氢装置的技术改进

以烃为原料的蒸汽转化制氢工艺流程,采用变压吸附(Pressure Swing Adsorption缩写为PSA)技术代替传统的净化技术已获得推广。美国联碳公司(Union Carbide co)于1966年首先采用PSA技术净化中变气制取高纯度氢

干气制氢装置低负荷运行时的操作优化

介绍了中国石化青岛石化公司15 000 m3/h干气制氢装置低负荷运行的生产情况,并从操作参数、操作方式等方面提出了一些优化措施。低负荷运行最突出的问题就是转化炉管内介质分布不均匀,容易形成偏流。须采取降低加氢反应器空速和入口温度,提高转化炉水碳比,加大配氢量等措施,以增加转化炉管内介质流量,带走炉管内过多的热量。另外,还应有效控制变压吸附(PSA)解吸气中的氢气含量,适时对中变气进行切水操作,保持生产负荷提降量平稳。

优化蒸汽转化制氢的工艺设计降低氢气生产成本

通过分析蒸汽转化制氢的反应原理以及工艺条件对制氢装置能量分布及氢气成本的影响，总结出在不同物料价格条件下，通过优化制氢装置工艺设计条件降低氢气成本的方法.

天然气制氢工艺流程模拟

利用HYSYS对"天然气制氢"进行模拟,研究了水碳比等重要操作参数对装置操作经济性的影响,并对天然气制氢与炼厂气制氢进行比较。

贵金属催化剂上甲烷水蒸气重整反应过程热力学分析

采用FLUENT 流体力学软件对甲烷水蒸气重整过程进行了热力学计算。重点研究了不同水碳比S/C 以及平衡温度T 对平衡组成的影响。结果显示，在S/C＝4 左右，T>700℃条件下，重整气中H2 摩尔浓度大于70％，CH4 转化率接近100％。采用负载型贵金属催化剂对计算结果进行了实验验证，结果表明在T>700℃时计算值与实验值误差很小，两者总体趋势符合很好。计算结果对甲烷水蒸气重整制氢系统操作参数的优化具有重要参考价值。

生物油水溶性组分的热解制氢实验

在管式炉上进行了生物油水溶性组分的热解实验，研究了不同的水碳比对气体产物的影响。发现不同的水碳比下，产气中氢气的含量在18％左右，而水溶性组分中氢的转化率和单位重量生物油的产气量都随着水碳比的提高而提高。结果表明，在实验范围内，提高水碳比是提高生物油中水溶性组分氢的转化率和产气量的有效途径。

制氢过程中水碳比人工控制方法探索

制氢原料的多样性导致关键的水碳比表数值失真，配入水蒸汽量的多少变得难以把握。本文通过对各种原料组成的化验分析，计算出每种原料的平均碳原子数，再根据目前转化反应控制水碳比为4.5的要求，计算出一定原料量下相对应的水蒸汽量并绘制成水碳比图，生产中就可以根据该图查找到各种原料使用量下的配汽量。

水碳反应比及其应用探讨

水碳比是烃类蒸汽转化制氢装置的一个控制参数,而本文所提出的水碳反应比则是评价制氢装置运转水平的一个重要参数,在生产实践中,它有多种用途.给出水碳反应比的定义,同时介绍其计算方法,并列举了数项水碳反应比的典型应用实例.

先进控制在制氢装置的应用

介绍先进控制在制氢装置的应用情况,先进控制在制氢装置应用后,关键工艺参数转化炉炉膛温度在±5℃范围内的平稳率为87%;水碳比波动在±0.25范嗣内的平稳率为96.3%;转化炉出口甲烷含量在±0.5%范围内的平稳率为99.6%,装置能耗下降38041.86MJ/t.

基于神经网络-遗传算法优化制氢工艺水碳比

根据某炼油厂制氢车间的生产数据,用人工神经网络(ANN)的反向传播(BP)算法建立了制氢装置转化生产中的水碳比神经网络预测模型,生产数据的检验表明,ANN方法能准确地关联和预报制氢装置转化生产中的水碳比,水碳比预测平均相对误差为2.83%;该神经网络预测模型用遗传算法优化并得到了最佳制氢工艺操作条件.

催化部分氧化法制氢的水碳比控制与探讨

简要介绍了国内少有的干气催化部分氧化转化制氢工艺,重点讨论了转化水碳比的控制条件,对降低水碳比操作进行了有益地探讨.

甲烷无机膜催化水蒸汽重整制氢的数学模拟

无机膜反应器不受化学热力学平衡转化率的限制,将其应用于甲烷水蒸汽重整法制氢,可以放宽反应条件,提高转化率.主要针对在无机膜反应器上进行的甲烷-水蒸汽的重整反应进行了理论分析,并就反应参数的变化可能对反应产生的影响进行了数学模拟,考察了Damkohler准数、水碳比、吹扫比和分离因子对甲烷转化率的影响,并对甲烷水蒸汽无机膜反应器反应的优化操作提出了改进建议.

水碳比变化对汽油氧化重整制氢影响的研究

本文用正辛烷代替汽油从理论和实验两方面研究了水碳比变化对汽油氧化重整制氢反应的影响.理论研究表明,在绝热反应条件下,对应确定的反应温度存在一个最佳的氧油比及水碳比;实验研究表明,在非绝热反应体系中,在一定的氧油比及反应温度条件下,反应体系的转化率及生成氢的选择性均随水碳比的增加而增加,为实现燃料电池汽油制氢自热反应,反应体系应在一定水碳比条件下进行,实验条件下最佳的水碳比范围是1.5-2.5之间.

制氢装置水碳比控制方案的比较

通过对烃类-水蒸汽转化法制氢装置中两种不同的水碳比计算方法、控制方案及联锁动作过程的比较,指出了两种方案各自的优缺点.针对操作实际提出了对目前装置水碳比控制系统的改进建议.

吸附强化的甲烷水蒸汽重整制氢反应特性

在实验室固定床反应器上研究了采用复合催化剂的吸附强化甲烷水蒸汽重整制氢反应,对吸附强化制氢反应条件进行了考查,得到了实验室条件下的最佳反应条件为温度600～640 ℃,压力0.2 MPa,水碳比4～5.在600 ℃,0.2 MPa,水碳比5的条件下,吸附强化段H2含量高达95.39%,吸附强化段CH4转化率达到81.37%,相对于理论平衡值的吸附强化因子达到26.76%.

汽油氧化重整制氢反应催化剂失活因素研究

对汽油氧化重整制氢反应催化剂失活因素进行了理论分析与实验研究,研究结果表明:在进行反应中,催化剂表面积碳是造成催化剂失活的原因,为避免催化剂表面积碳,反应的最小水碳比应大于理论计算的最小水碳比.计算了在不同反应温度条件下的最小理论水碳比.

预转化制氢工艺的最新进展及其节能潜力浅析

概述了预转化及其组合制氢工艺的国内外现状与最新进展，简要介绍了国内两套预转化制氢装置的工艺流程和丹麦TopsФe公司提出的各种制氢新流程如预转化与常规转化炉的组合流程、预转化与自热式蒸汽转化炉的组合流程及预转化与常规转化炉、氧气燃烧转化炉的组合流程等。并对预转化组合制氢工艺的节能途径如降低水碳比、预转化气再热等对装置主要消耗（原料、燃料、外输蒸汽）及能耗的影响进行了深入分析。

制氢装置炉管花斑红管的原因分析和解决办法

中国石化石家庄炼油化工股份有限公司制氢装置在生产运行过程中两次出现转化炉炉管表面花斑红管现象,转化出口气体中甲烷含量超标.对炉管产生花斑红管的因素逐一分析后认为:转化炉火嘴偏烧火焰舔炉管、催化剂粉尘积聚导致转化催化剂轻微积炭是主要原因.通过增大转化水碳比、减小生产负荷消除了炉管花斑红管现象,转化出口气体中甲烷含量恢复到指标范围内.

影响制氢装置综合能耗因素分析及控制措施

通过对中国石油化工股份有限公司石家庄炼化分公司制氢装置各能耗影响因素的分析,确定其主要影响因素为:原料气的组成、燃料气消耗和自产蒸汽的产量.对三种主要因素的影响提出相应的控制措施:采取原料优化、加热炉热效率控制、装置水碳比优化,达到降低装置综合能耗的目的.

胜利炼油厂第二制氢装置的DCS改造

介绍了胜利炼油厂第二制氢装置DCS改造中对水碳比、转化出口温度以及转化炉各处的温度分布这3个主要问题的解决方案,并且经实践检验效果良好.为同行提供了一种解决类似问题的有效途径.

汽油自热重整制氢反应过程分析

汽油空气自热重整制氢是解决质子交换膜燃料电池(PEMFC)氢源的重要途径.汽油中组分复杂,特别是碳原子数、分子结构相差很大时,各组分生成焓、汽化热相差很大,热力学分析表明:重整难易有较大差别,重整规律各异;另一方面,它们重整特性又有相似的一面,理论氧碳摩尔比均接近于0.31.以正辛烷自热重整反应作为模型反应,发现重整过程O2/C、H2O/C都显著影响产氢率,高水碳比时产品气废热能否尽量回收也是一个重要因素.理论上,在O2/C=0.5、H2O/C=2.0时存在最优氢产率2.1mol/mol C,这时可以得到40?mol%的氢气.在本所开发的GH12汽油重整优质催化剂上,以固定床反应器模拟正辛烷自

甲烷自热重整制氢热力学分析

为了优化甲烷自热重整制氢过程的反应条件,运用吉布斯自由能最小化方法对过程进行了热力学计算,研究了重整过程的反应温度、空碳比、水碳比对平衡组成的影响.模拟结果表明,适宜的水碳比为2.5～3.5,空碳比2.0～3.5,重整温度700 ℃～850 ℃,每摩尔甲烷生成2.17 mol～2.23 mol氢;以水碳比1.5为例,对不同空碳比下的组分的产生和转化的机理进行了分析.

柴油废气重整的化学反应动力学模拟

柴油废气重整不仅可以利用柴油机废气的热量,而且重整产物(富氢混合气)还能有效改善柴油机的性能.论文介绍了柴油废气重整制氢的基本概念和反应机理,以正庚烷代替柴油,利用CHEMKIN软件建立了柴油废气重整反应的化学动力学模型,该模型包括37种组分和58个反应.论文模拟研究了反应温度和水碳比对柴油废气重整反应的影响.模拟分析结果表明:反应温度和反应物的水碳比(molH2O/molC)对重整反应有较大的影响.

白云石、橄榄石负载Ni催化剂的苯水蒸气转化性能研究

以苯为模型化合物,研究了白云石、橄榄石负载Ni催化剂的苯水蒸气转化性能,考察了载体煅烧时间、载Ni量、水碳比S/C值和反应温度对其转化率及产气组成的影响.结果表明,载Ni量8%的白云石和5%的橄榄石获得了较好的性能.橄榄石负载Ni催化剂的机械强度和苯水蒸气转化反应活性明显优于白云石负载Ni催化剂,是生物质催化气化制氢性能优良的催化剂.

轻油蒸汽预转化制富甲烷气催化剂的研究

在实验室研制了镍系轻油蒸汽预转化制取富甲烷气催化剂.考察了水碳比、温度、压力和空速对预转化反应过程的影响.结果表明,该催化剂适于以轻油为原料,在水碳摩尔比1. 5～2.5、入口温度350～450 ℃、压力2.0～5.0 MPa 和空速4.0 h-1的条件下, 生成含甲烷为60%～65%的富甲烷气.该催化剂具有优良的活性和选择性,可应用于制氢、化肥和城市煤气的生产过程中.