变压吸附制氢气体分离技术

变压吸附制氢气体分离技术内容摘要：

主要原料，主要可分为外热式天然气连续转化和部分氧化两大类。 世界上蒸汽转化制 H2工艺主要有以下几家 公司和技术： 1)Haldor Tops e A/s 公司 利用富 H2排气、焦炉气、炼厂气、天然气、石脑油为原料，可生产 H2/CO的富 H2气体和合成气。 装置由进料脱硫、绝热的预转化炉和转化炉组成。 转化炉管入口温度 650℃，出口温度 1000℃。 用于制 H2：水 /碳比 ~, 用于生产合成气：水 /碳比。 已建有 24 套装置。 2)Howe Baker Engineers 采用焦炉气、天然气、炼厂燃料气、 LPG/丁烷、轻石脑油等轻烃原料，生产高纯 H2(%)供炼厂加 H2处理、加 H2裂化等使用。 3)Foster Wheeler 公司工艺 工艺相似于采用烃类转化制 H2(含变换转化 )和 PSA 提纯相结合的工艺。 生产纯 H2为 %，已建有 50 套装置。 4)TECHNIP(KTI)公司工艺 由进料预处理、预转化、烃类蒸汽转化、 CO 变换的 PSA 提纯系统组成。 生产高纯 H2为 %，已建有 120 套装置。 5)Lurgi 公司工艺 由进料预处理、预转化、烃类蒸汽转化、 CO 变换的 PSA 提纯系统组成。 6)Krupp Uhde 公司工艺 由进料预处理、预转化、烃类蒸汽 转化、 CO 变换的 PSA 提纯系统组成。 已建有 20 套装置。 7)Linde 公司工艺 由进料预处理、预转化、烃类蒸汽转化、 CO 变换的 PSA 提纯系统组成。 其中 CO 变换为 )Linde 公司专有的等温变换工艺。 8)其它工艺 天然气也可部分氧化法生产 H2，即天然气、蒸汽、氧气同时进入转化炉，在转化炉内燃烧反应和甲烷蒸汽转化反应同时进行。 但该工艺因需配套空分装置，投资大、能耗高，更适合于重组分的原料制 H2。 国内工艺技术概况 目前国内制 H2工艺主要有电解水制 H2的以煤、石脑油、炼厂气、焦炉气、天然气为原料在高温下进行蒸汽转化的制 H2工艺。 电解水制 H2工艺是一种昂贵的制 H2技术，此技术只有利用夜间过剩电力或可再生能源获得的电力如太阳能发电和水电时经济上才合理。 电解水制 H2一般是伴随在有特殊生产目的下的副产品如氯碱工业，或其产品具有特殊用途如火箭原料。 要限于各自行业的焦炉气、炼厂气、石脑气等，生产规模普遍较小，基本上是自给自足型。 近年来，随着我国提高环境保护的标准，新的汽油、柴油规范要求进一步降低汽油、柴油的含硫量、汽油的烯烃含量，石化企业的 H2需求量大幅 度增加，一些企业开始选择天然气为原料生产 H2。 国内其它化工企业如合成氨装置、甲醇装置将含 H2尾气等气体利用 PSA 法回收 H2。 变压吸附分离技术的基本原理 吸附现象早已被人类所知，但是吸附作为一种分离技术，在工业上被大规模采用，还是近几十年的事情。 吸附技术早期的应用是用于工业气体的干燥和净化。 六十年代初，这项技术成功用于 H2的分离提纯，奠定了吸附分离技术大规模工业化的基础。 目前变压吸附技术已在世界范围内成为提纯 H2的主要分离方法，并成功用于 CO CO、 N O CH4等气体的分离提纯和其它工业气体的净 化。 吸附分离技术作为化工单元过程，正在迅速发展成为一门独立的学科，在石油化工、化学工业、冶金工业、电子、国防、医药、轻工、农业以及环境保护等行业，得到了越来越广泛的应用。 变压吸附技术已成为气体化合物分离和提纯的重要手段。 研究发现，一些具有发达微孔结构的固体材料对流体分子具有吸附作用，这类吸附材料被称为吸附剂。 当流体分子与固体吸附剂接触后，吸附作用随即会发生。 吸附的结果导致被吸附的分子在流体中和在吸附剂表面呈现不同的浓度分布，被吸附的分子在吸附剂表面得到富集。 不同的分子在吸附剂上呈现不同的吸附特性。 外界条 件如流体温度、流体浓度 (压力 )会直接影响分子的吸附特性。 利用不同分子在吸附剂上吸附特性的差异，通过改变温度或压力的方式可以实现混合物的分离和提纯。 变压吸附过程在一定压力下进行吸附，在低压下进行解吸。 由于吸附循环周。