一种煤气裂解产生氢气的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种煤气裂解产生氢气的系统。
【背景技术】
[0002]氢气是一种重要的化工产品。工业上液氨分解制氢的方法对人体、环境危害大，液氨腐蚀性强、味道呛，给存放运输带来不便，能耗高。煤气裂解产生氢气的方法对人体、环境危害小。煤气的组分有H2 (13?15mol% )、CH4 (2?4mol% )、CO (25?30mol% )、C02(5mol% )、N2(50mol% )、O2 (0.2mol% )、H20、H2S0但目前的生产工艺产生氢气的纯度低、杂质含量高，能耗高、过程复杂、不易操作。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型解决了目前制氢工艺产生氢气的纯度低、杂质含量高、气体收率低、生产效率低的技术问题。为此，本实用新型提供一种煤气裂解产生氢气的系统，它具有产生的氢气纯度高、气体收率高、生产效率高、杂质含量低，节约能耗、过程简单、易操作的优点。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种煤气裂解产生氢气的系统，包含依次连接的煤气分离器、粗脱硫单元、煤气缓冲罐、压缩增压机、除油器、热交换器、冷却器、变换分离器、精脱硫单元、PSA变压吸附提氢装置、氢气缓冲罐、脱氧器、脱氧气分离器、氢气净化塔。
[0006]煤气分离器，过滤去除水分和尘；粗脱硫单元，初步将煤气中的硫脱出；煤气缓冲罐，平衡流量，维推气压平稳；压缩增压机，将气体增压至0.6?0.SMPa ;除油器，除去气体中的油；热交换器，通过管道与变换炉进行交换；冷却器，将从热交换器出来的气体降温至40°C ;变换分离器，分离出气体中的游离水；精脱硫单元，将硫脱至小于10PPM ;PSA变压吸附提氢装置，由五个提氢塔组成，两个提氢塔处于吸附状态，两个提氢塔处于抽真空状态，分离出净化气体主要为氢气，解吸气主要含氮气和二氧化碳；氢气缓冲罐，平衡流量，维推气压平稳；脱氧器，催化剂氢氧分离；脱氧气分离器，分离游离水；氢气净化塔，吸附氢气中所含的杂质和水。
[0007]生产过程是煤气依次进入煤气分离器、粗脱硫单元、煤气缓冲罐、压缩增压机、除油器、热交换器、冷却器、变换分离器、精脱硫单元、PSA变压吸附提氢装置、氢气缓冲罐、脱氧器、脱氧气分离器、氢气净化塔处理。
[0008]煤气经过煤气分离器进行预处理，过滤去除水分和尘。
[0009]从煤气分离器出来的气体以4_8kPa的压力进入粗脱硫单元将煤气中的硫脱出。
[0010]从煤气缓冲罐出来的气体经压缩增压机增压至0.6?0.SMPa后进入除油器。
[0011]来自除油器的气体进入热交换器后，热交换器和变换炉通过管道进行交换，热交换器与变换炉在一定的温度下，通过蒸汽的作用，气体中的一氧化碳分解成氢气和二氧化碳。
[0012]从热交换器出来的气体经冷却器降温至40°C后进入变换分离器。
[0013]变换分离器分离出气体中的游离水。
[0014]从变换分离器出来的气体经精脱硫单元将气体中的硫脱至小于10PPM后进入PSA变压吸附提氢装置。PSA变压吸附提氢装置采用5-2-2VPSA工艺，即PSA变压吸附提氢装置由五个提氢塔组成，两个提氢塔始终吸附，两个提氢塔始终均压切换在抽真空。
[0015]经变压提氢塔分离出的净化气体主要为氢气。得到的解吸气主要含氮气和二氧化碳产品可就地放空。
[0016]来自变压提氢塔的氢气进入氢气缓冲罐，经预热升温后进入脱氧器，气体中的氧与氢组分在催化剂的作用下发生化学反应脱离氧，经过降温后进入脱氧气分离器分离游离水后进入氢气净化塔。
[0017]氢气净化塔采用变温吸附工艺，经过变压吸附之后所含的少量杂质及水被吸附，在塔顶得到高含量的氢气产品，经过管道输出界外。净化系统是有两个塔组成，一个塔吸附另一个塔两步逆放，加热，冷吹，和终充组成。
[0018]本实用新型的有益效果:使用本实用新型生产氢气整个过程操作简单，气体稳定，氢气纯度高、气体收率高、生产率高、杂质含量少，做到零排放、无危害气体，具有绿色环保、能耗低、成本低廉的优点。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型系统结构示意图。
[0020]图2是本实用新型PSA变压吸附提氢装置结构示意图。
[0021]图中，1.煤气分离器、2.粗脱硫单元、3.煤气缓冲罐、4.压缩增压机、5.除油器、
6.热交换器、7.冷却器、8.变换分离器、9.精脱硫单元、10.PSA变压吸附提氢装置、11.氢气缓冲罐、12.脱氧器、13.脱氧气分离器、14.氢气净化塔、15.变换炉。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0023]如图1、图2所示的一种煤气裂解产生氢气的系统包含依次连接的煤气分离器1、粗脱硫单元2、煤气缓冲罐3、压缩增压机4、除油器5、热交换器6、冷却器7、变换分离器8、精脱硫单元9、PSA变压吸附提氢装置10、氢气缓冲罐11、脱氧器12、脱氧气分离器13、氢气净化塔14。
[0024]生产过程是煤气依次进入煤气分离器1、粗脱硫单元2、煤气缓冲罐3、压缩增压机
4、除油器5、热交换器6、冷却器7、变换分离器8、精脱硫单元9、PSA变压吸附提氢装置10、氢气缓冲罐11、脱氧器12、脱氧气分离器13、氢气净化塔14处理。
[0025]煤气经过煤气分离器I进行预处理，过滤去除水分和尘。
[0026]从煤气分离器I出来的气体以4-8kPa的压力进入粗脱硫单元2将气体中的硫脱出。
[0027]从煤气缓冲罐3出来的气体经压缩增压机4增压至0.6?0.SMPa后进入除油器5。
[0028]来自除油器5的气体进入热交换器6后，热交换器6和变换炉15通过管道进行交换，热交换器6与变换炉15在一定的温度下，通过蒸汽的作用，气体中一氧化碳分解成氢气和二氧化碳。换气后气体的组成为H2>50%、(C02+CH4)〈2?3%、02〈0.5%、N2〈30%。
[0029]从热交换器6出来的气体经冷却器7降温至40°C后进入变换分离器8。
[0030]变换分离器8分离出气体中的游离水。
[0031]从变换分离器8出来的气体经精脱硫单元9将气体中的硫脱至小于10PPM后进入PSA变压吸附提氢装置10。PSA变压吸附提氢装置10采用5-2-2VPSA工艺，即PSA变压吸附提氢装置10由五个提氢塔组成，两个提氢塔始终吸附，两个提氢塔始终均压切换在抽真空状态。
[0032]经提氢塔分离出的净化气体主要为氢气。得到的解吸气主要含氮气和二氧化碳产品可就地放空。
[0033]来自提氢塔的氢气进入氢气缓冲罐11，经预热升温后进入脱氧器12，气体中的氧与氢组分在催化剂的作用下发生化学反应脱离氧，经过降温后进入脱氧气分离器13分离游离水后进入氢气净化塔14。
[0034]氢气净化塔14采用变温吸附工艺，经过变压吸附之后所含的少量杂质及水被吸附，在塔顶得到高含量的氢气产品，经过管道输出界外。净化系统是有两个塔组成，一个塔吸附另一个塔两步逆放，加热，冷吹，和终充组成。
[0035]经以上方法制得产品氢气的纯度为99.99%以上，其他杂质组成含量C0+C02小于1ppm, O2小于8ppm。产品氢气的压力为0.65MPa左右。产品气温度为40°C。
[0036]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【主权项】
1.一种煤气裂解产生氢气的系统，其特征在于，包含依次连接的煤气分离器(1)、粗脱硫单元(2)、煤气缓冲罐(3)、压缩增压机(4)、除油器(5)、热交换器(6)、冷却器(7)、变换分离器(8)、精脱硫单元(9)、PSA变压吸附提氢装置(10)、氢气缓冲罐(11)、脱氧器(12)、脱氧气分离器(13)、氢气净化塔(14)，煤气分离器(1)，过滤去除水分和尘；粗脱硫单元(2)，初步将煤气中的硫脱出；煤气缓冲罐(3)，平衡流量，维推气压平稳；压缩增压机(4)，将气体增压至0.6-0.8MPa;除油器(5)，除去气体中的油；热交换器(6)，通过管道与变换炉(15)进行交换；冷却器(7)，将从热交换器(6)出来的气体降温至40°C;变换分离器(8)，分离出气体中的游离水；精脱硫单元(9)，将硫脱至小于10PPM ;PSA变压吸附提氢装置(10)，由五个提氢塔组成，两个提氢塔处于吸附状态，两个提氢塔处于抽真空状态，分离出净化气体主要为氢气；氢气缓冲罐(11)，平衡流量，维推气压平稳；脱氧器(12)，催化剂氢氧分离；脱氧气分离器(13)，分离游离水；氢气净化塔(14)，吸附氢气中所含的杂质和水。
【专利摘要】本实用新型公开了一种煤气裂解产生氢气的系统，包含依次连接的煤气分离器（1）、粗脱硫单元（2）、煤气缓冲罐（3）、压缩增压机（4）、除油器（5）、热交换器（6）、冷却器（7）、变换分离器（8）、精脱硫单元（9）、PSA变压吸附提氢装置（10）、氢气缓冲罐（11）、脱氧器（12）、脱氧气分离器（13）、氢气净化塔（14）。本实用新型产生氢气的整个过程操作简单，气体稳定，氢气纯度高、气体收率高、生产率高、杂质含量少，做到零排放、无危害气体，具有绿色环保、能耗低、成本低廉的优点。
【IPC分类】C01B3-02
【公开号】CN204298057
【申请号】CN201420762323
【发明人】张银峰
【申请人】山东众冠钢板有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月8日