天然气制氢技术在氯碱生产中的应用

第9期中国氯碱No.910 2007年9月China Chlor-AlkaliSep.,2007天然气制氢技术在氯碱生产中的应用张云洁(新疆石河子开发区天业化工有限责任公司,新疆石河子832000)摘要:介绍了天然气制氢技术在氯碱生产中的可行性及生产工艺和流程。对开车运行以来的生产进行了总结。此技术的成功应用,为氯碱企业平衡生产中的氯气产能、解决氯气的安全贮运问题提供了经验。关键词:氯碱;氯气;天然气制氢;工艺流程,运行总结;异常现象中图分类号:TQ116.25文献标识码:B .文章编号:1009-1785(2007 )09 -0040-02Application on making technology of hydrogen gasby natural gas in chlor- -alkali productionZHANG Yun-jie(injiang Shihezi Development area Tianye Chemical Co, Ltd, Shihezi 832000, China)Abstract: The feasibility of hydrogen gas by natural gas in chlor- -alkali production, production process andflow path were introduced. The production status was summarized since the running. experience for capacityof chlorine gas in chlor -alkali enterprises balance production, and safe transportation were put forward.Key words: chlor alk ali; chlorine gas; hydrogen by natural gas; flow path of process; operation summary andabnormal analysis新疆天业化工有限责任公司始建于2004年,是2平衡富余氯气的氢气流量的计算年产20万t聚氯乙烯树脂和18万t离子膜烧碱的大以年产20万t的离子膜烧碱为依据，得出下面型氯碱企业。生产过程中副产的氯气存在着运输、管的理论数据:贮等方面的不安全问题。平衡氯气产能、解决氯气的2NaCl+2H20- +2NaOH + H2 + Cl2安全贮运是氯碱企业普遍关注的课题。2x401天然气制氢技术的可行性分析18万t 4 500t15.975万t由于天然气制氢技术投资大，只有在大规模的在H2和Cl2合成HCl过程中H:C2=1.05:1.00~装置上才表现出经济性，我国目前在小装置上选用1.10: 1.00(以下按1.10 计算)的不多。该公司地理条件优越,石油资源丰富,天然标态下富余Cl量:气使用非常方便，用天然气制氢技术生产出来的氢Cl2=! 15.975x10 000_ 4 500x1 00x22.4/2x1.1气成本较低,经济效益明显,又能够很好地解决聚氯8 000=572.6(m)/h)乙烯树脂、烧碱生产中的氯气存贮及运输问题。国内扣除其他生产中自用的量(约为30m}h),则标已开始尝试采用该技术建设小型制氢装置,用天然气制氢技术生产氢气成为该公司平衡氯碱生产的首态下需用H理论量为H2=(572.6 -30)>x1.1=597(m3/h)考虑到系统的稳定性和可操作性，选择600 m3/h选。第9期张云洁:天然气制氢技术在氯碱生产中的应用4的天然气制氢装置。所需热量由底部烧嘴燃烧燃料气提供。3天然气制氢工艺流程(2)变压吸附。压力约为1.4 MPa的转化气进入天然气制氢技术由天然气蒸汽转化和变压吸附变压吸附装置,采用常温中压吸附,常温常压解吸的两部分组成。工作方式,5个吸附塔构成1个闭路循环,以保证转(1)转化。压缩并脱硫后的天然气与水蒸气按化工艺气连续输人和产品H2不断输出。-定水碳比混合预热，在750-850C的高温和镍催燃料天然气和变压吸附装置来的尾气(主要含化剂作用下,甲烷与水蒸气在转化管中反应,成为含H2和未转化的CH、CO)分别进人转化炉的分离烧H2、CO和CO2的转化气。转化气经过中温变换,其嘴燃烧,向转化炉提供热量。中的CO又与水蒸气反应生成CO2和H2。甲烷转化天然气制氢工艺流程简图见图1。w去盐酿外界蒸汽脱硫橹产品气缓冲罐塔界区外天然气，@转申度热锅炉由中变炉锅炉给水钢上G-外界软水逆放气缀冲罐钢炉给水浆锅炉给水循环泵图1天然气制氢工艺流程篱圈4生产运行总结及 异常现象的处理稳定在1.8~2.2 MPa,而由于冬季天然气用户使用量(1)考虑到天然气制氢装置在整个生产系统中增大,压力降低，且经常在1.2~2.4 MPa之间波动,的安全性，保证全厂聚氯乙烯树脂和烧碱生产中的致使制氢系统运行很不平稳，给自身和下游系统正氯气平衡及产能调节作用，制定了各种情况下制氢常、安全运行带来困难,整个装置产气能力也随之下及盐酸的处理方法。a.大系统无氢气时,制氢工序来降,因此,在室外天然气管线上安装了1套压缩加压的氢气在盐酸放空，改盐酸与制氢联系由制氢工序装置。天然气压缩加压装置的安装平稳运行,有效地自行放空。根椐全厂停车情况决定,制氢工序降低产实现了在天然气进口压力低于1.9 MPa时自动启量或停车。b.制氢工序停车时,控制缓冲罐的压力动,高于2.2 MPa时自动停止。在压缩机工作或停止(大于0.1 MPa)向盐酸工序继续送氢气,通知盐酸工过程中送气压力流量稳定,不发生断气现象;并可以序制氢停车,盐酸工序将氯气开向除害塔。若长时间远程控制调节天然气的输送流量，在压缩机故障或停车,通知离子膜工序降电流。c.氯乙烯工序突然停开停过程中不中断供气。车或HCl总管阻力大,造成盐酸氢气、氯气总管压力(3)制氢生产中分析用气相色谱仪在开车初上升时，通知制氢工序,制氢工序手动自行调节压期,运行不稳定,故障率高;在产品水分高时不能分力;d.盐酸工序停车时,通知离子膜工序降电流,开析原料气,对生产控制产生很大的误导。经过仔细分氢气放空,氯气去除害塔,通知制氢工序放空氢气及析查找原因,最终确定为仪器本身质量问题,随即进开启液化机组。，行了更换，杜绝了因气相色谱仪分析误差造成的操(2)天然气制氢技术要求进系统的天然气压力作控制困难的问题。第9期中国氯碱No.9l2 2007年9月China Chlor-AlkaliSep.,2007甲醇制氢装置的应用高树斌,唐湘军,朱政,苏力探(新疆中泰化学股份有限公司,新疆乌鲁木齐830009)摘要:为了平衡烧碱生产过程富余的氯气,引进了 甲醇制氢装置。运行情况表明,该装置通过造气、提纯等过程提供了合格的氢气,增加了PVC产量,提高了经济效益。关键词:制氢;烧碱;PVC;造气;变压吸附中图分类号:TQ116.25文献标识码:B文章编号: 1009-1785(2007 )09 -0042-03Application on hydrogen production units by carbinolGA 0 Shu-bin, TANG Xiang jun, ZHU Zheng, SU Li-tan(Xinjiang Zhonglai Chemical Co., Ltd, Urumchi 830009, China)Abstract: Hydrogen production units with carbinol method was introduced for the balance of over chlorinegas. Standard chlorine gas were put forward with purification. The PVC production quantity and economicprofts were improved.Key wrods: hydrogen production; caustic soda; PVC; gas yield; pressure swing adsorption1引进甲醇制氢工序的意义氯产品才能平衡。液化氯气因其生产和贮运的不安中泰化学股份有限公司新成立的华泰重化工工全性,不应做为最佳的选择,制成氯产品来平衡氯气业园第- -期为10万t烧碱,12万t聚氯乙烯项目,此为最优方案。项目采用电解盐水生产烧碱,并副产氢气和氯气。利在12万t烧碱、12万t聚氯乙烯装置中需540 m2/h用副产的氢气和氯气合成氯化氢，与乙炔合成转化的氢气,才能平衡多余的氯气。为此,引进600m2/h为氯乙烯,经聚合、干燥,生产出聚氯乙烯成品。合成的甲醇制氢工序合成的氯化氢可增产聚氯乙烯氯化氢后，多余的氣气必须要液化制成液氯或制成8 624.2 td。(4)2005年12月19日,转化炉转化管进出口(5)自2005年11月18日制氢装置开车成功压差达到0.4 MPa,是正常生产操作时的2倍,造成至今,生产工艺设备运行良好,各项工艺控制、经济阻力太大，系统停产。分析原因是由于锅炉给水泵出运行指标和H2纯度持续稳定。具体数据见表1。.口管回路上阀门异常,导致废热锅炉内液位过高、二表l天然气制氢装置运行情况指标名称数值次仪表显示失灵,而操作工又判断失误,导致带水蒸出转化炉的转化气温度750-830工艺原料天然气流量