天然气制氢在氯碱生产中的作用

第7期中国氯碱No. 72012年7月China Chlor-AlkaliJul,201245天然气制氢在氯碱生产中的作用王军,张红雷,曹非非(新疆天业化工(集团)有限公司,新疆石河子832000)摘要:介绍了天然气制氢在氣碱生产中的平衡作用及其生产工艺流程。叙述了工艺中的脱硫、转化过程、中温变換所需的催化剂,以及为延长催化剂使用寿命的注意事项。关键词:天然气制氢;氯碱平衡;催化剂;脱硫;变压吸附中图分类号:TQ162文献标识码:B文章编号:1009-1785(2012)07-0045-02Hydrogen production from natural gas in chlor alkali productionand the role of introductionWANG Jun, ZHANG Hong-lei, CAO Fei-fe(Xinjiang Tianye Chemical(Group) Co, Ltd, Shihezi 832000, Chnia)Abstract: This paper introduces the natural gas in chlor-alkali production balance effect and its productionprocess; describes the process desulfurization, transformation, medium temperature shift catalyst needed fordaily operation, and prolongs the service life of catalyst and matters needing attention.Key words: natural gas hydrogen production of chloric alkaline balance catalyst在氯碱生产中,一套年产30万t烧碱、40万t催化剂的作用下将天然气转化,制取氢气。这一过程PVC装置每年富余氯气量为1.5万t。此富余氯气量为吸热过程故需外供热量,转化所需的热量由转主要由氯化氢合成工序产生。因氯产品市场有限,贮化炉辐射段燃烧燃料气提供。此反应是强吸热可逆运也有较高要求。氯的生产平衡影响烧碱、PVC的反应。产量。采用天然气制氢装置生产氯气提高富余氯气CH4+H20<7C0+3H2-Q的利用率,增产氯化氢从而增产PVC产品。13天然气中温变换反应1天然气制氢反应原理转化炉送来的转化气中CO的体积分数为13%1.1原料气天然气脱硫左右,变换的作用是使CO在催化剂作用下,与水蒸在一定的温度、压力下,原料气通过氧化锰及氧化气反应生成CO2和H2锌脱硫剂,将原料气中的有机硫、HS脱至02μI几中温变换反应是一个可逆的放热反应,选择中以下,以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求,其主要反温反应是为兼顾变换反应的速度和深度。应为CO+H20-CO2+H2+QCOS+MnO=MnS+cO22工艺流程简HS+MnO=MnS+H20原料气天中国煤化工以一定的温H S+Zn 0=ZnS+H20度、压力进入CNMHG下。脱硫后12天然气的蒸汽转化的原料气与工艺蒸汽混合后再次预热进入八根转化天然气的蒸汽转化是以水蒸气为氧化剂,在镍管中。在催化剂床层中,甲烷与水蒸气反应生成CO作者简分秀数据1972-),大学本科学历,1992年在参加工作现任天辰有限公司副总经理4中国氯碱2012年第7期CO2和H2。甲烷转化所需热量由顶部8个烧咀燃烧附剂中的杂质。(3)吸附塔用纯氢升压至吸附压力,燃料气提供。转化气进入废热锅炉换热产生饱和蒸以准备再次分离原料气汽,降温后的转化气进入中变炉使CO发生变换反4精细操作控制,延长催化剂的使用年限应,出中变炉的变换气进入中变后换热器、锅炉给水在整套生产装置中,脱硫槽中的脱硫剂,转化管预热器、水冷器被冷却至常温,送至变压吸附装置提中的镍催化剂、中变炉中的氧化铁催化剂都有一定纯后,经产品气减压罐将纯度大于995%的氢气送的使用年限,通过精细操作,可提高这些催化剂的使至后续工序。用年限。精细操作主要是在正常生产中的加减产量3PSA装置提纯高纯氢气和开停车过程中对压力温度的稳定控制。在负荷升采用PSA分离工艺从天然气转化气中提纯氢降过程中,除了严格控制各项指标,还要缓慢升降温气的原理是利用吸附剂对不同吸附质的选择性和吸度、升降压力,在不影响下工序使用的情况下,保持附剂对吸附质的吸附容量随压力变化而有差异的特匀速,缓慢地加减产量,每小时不超过100m3。在开性,在高压下,吸附原料中的杂质组分,在低压下,脱停车过程中,严格控制转化管压差和转化管内催化附这些杂质而使吸附剂获得再生。整个操作过程均剂升降温速率,保证压差不超过3MPa/h,降温速率在环境温度下进行。变压吸附基本工作步骤分为吸不超过60℃h,这样能避免温度、压力急剧变化对附和再生步骤。吸附剂的再生又是通过以下基本步催化剂造成的拉伸、脆化、破碎,以增加催化剂的处骤来完成的。(1)吸附塔压力降至低压。首先是顺着理能力,提高使用年限。吸附的方向进行降压(以下简称为顺放PP),接着是5结语逆着吸附的方向进行降压(以下简称逆放D)。顺放天然气制氢装置以低成本生产的氢气来平衡富时,有一部分吸附剂仍处于吸附状态;逆放时,被吸余难以贮运的氯气,减少消耗,增加PVC产量,从而附的部分杂质从吸附剂中解吸,并被排出吸附塔增加经济效益。(2)用纯氢在低压下冲洗吸附剂,以清除尚残留于吸收稿日期:2012-03-02(上接第38页)表4回收率试验结果(n=6)供试品钙含量加入量创得量回收率平均回RSD(HgmL4)/(ggmL)f(gg·mL)/%收率%/%◆4.999l112.3698.724321011122698.522.958l112309860106398621.29l112.2898561.0951112.3598.701112319862钙的标准浓度,μg/mL图2钙的标准曲线106301、1063.01μgmL34方法的回收率和精密度4讨论为考察方法的准确度和精密度,采用加标回收由上述实验结果可以认为,用ICP检测氯化聚法。精确称取已知钙含量的氯化聚乙烯供试品(批乙烯中钙含量的方法是可行的,测量钙的平均相对号:A00032)5份,分别精确加入钙标准物质,在与标准偏差为1.2%,加标回平均收率为9862%,操测定样品完全相同的实验条件下进行测定,计算作简便、测定结果准确、重复性好、回收率高,可以满回收率,结果见表4。足氯化聚乙烯中钙含量的分析要求。从表4可以看出,钙在氯化聚乙烯样品中的参考文献平均加标回收率为9862%,RSD为1.29%,由此可[1]甘志YHa中国煤化工电感耦合等离子体原子以看出,本方法准确度高、重现性好,方法准确度和发射光谱检验一化学分册,2008,44CNMHG精密度可满足分析检测的要求。(8):722[2]辛仁轩,等离子体发射光谱分析化学工业出版社2006,152-1783.5样品测定结果[3]郑国经计子华原子发射光谱分析技术及应用,化学工业出版社按上述方法测定氯化聚乙烯中钙含量,6次测2009,238-259定使删为:10300106301、106302、106300收稿日期:2012-04-01