煤制氢装置气化洗涤系统腐蚀与选材研究

针对煤制氢装置气化洗涤系统酸性水腐蚀、CO_(2)腐蚀、湿H_(2)S腐蚀、氯离子腐蚀及不锈钢氯化物应力腐蚀开裂问题,开展了现场腐蚀监测,结果表明:15CrMo和14Cr1Mo属于尚耐腐蚀材料;06Cr13、S30403、S31603及S22053属于充分耐腐蚀材料。同时开展了实验室腐蚀评价,结果表明:15CrMo在低于200℃时属于尚耐腐蚀材料,在不低于200℃时属于不耐腐蚀材料;06Cr13在低于250℃时属于耐腐蚀材料,在不低于250℃时属于尚耐腐蚀材料;S30403、S31603、S22053属于充分耐腐蚀材料;氯离子对材料Q245R、15CrMo的腐蚀具有促进作用。基于上述研究,结合装置实际运行情况和工程实践经验,制定了设备及管道选材推荐方案,提出了腐蚀控制策略。

绿电制氢装置并网与离网供电稳定控制方案研究

针对绿电制氢装置并网向离网切换的过程中,有功功率和无功功率不平衡引起的微电网频率、电压振荡以及变流器过载退出运行等问题,以制氢并离网切换稳定运行为目标,提出储能多模式控制策略。首先,建立储能系统功率转换方程,分析储能控制器功率、频率调节关系;其次,研究储能多模式切换策略,分析离网切换稳定关键因素,比较储能容量、控制器参数对系统影响;最后,以典型绿电制氢微电网为例,仿真计算不同储能容量及调差系数下的切换性能。结果表明:储能容量占比越高,储能视在功率超调越少,设备过载风险越小;同样储能容量下,调差系数越小,视在功率峰值越小,过载风险越低,但同时要求变流器电流过载能力强;调差系数取0.20时,可满足并网、离网中多种运行工况。

烃类蒸汽转化制氢装置的设计改造和应用实践

烃类蒸汽转化制氢装置属于比较重要的化工生产装置,它的生产反应工作机理复杂,目前在国内已经拥有自主专用技术,所建成的装置单系列规模已经达到100 000 Nm3/h以上。文章主要介绍了烃类蒸汽转化制氢装置的基本概况,分析其技术特征,如生产反应的工作机理、工艺的基本特征、设备的硬件特征等,然后重点对装置的设计与实践应用要点展开分析,以供参考。

制氢装置停开工非氨脱硝剂工业应用总结

制氢装置转化炉燃料气在停工切出PSA(变压吸附)尾气后,开工切入PSA尾气前,使用工厂管网的高压燃料气作燃料,存在外排烟气氧含量较高工况下NO_(x)折算值超标的难题,为此在停、开工过程开展了非氨生物基无触媒脱硝还原剂撬装式技术的工业应用及优化。结果表明:针对制氢装置停、开工过程燃料切换和烟气中高氧量的特殊工况,烟气温度450~850℃的气氛下,实施加剂后,把NO_(x)实测值降至超低,解决了NO_(x)折算值超标的问题,实现转化炉烟气NO_(x)全时合规外排,其中停工过程NO_(x)折算浓度日均值由279 mg/m^(3)下降至129 mg/m^(3)(满足小于180 mg/m^(3)的指标要求);开工过程NO_(x)折算浓度日均值由502 mg/m^(3)下降至104 mg/m^(3)。

制氢装置汽包蒸汽带水问题的分析

某石化公司制氢装置采用天然气、炼厂气、石脑油和液化气为原料,与装置自产的中压蒸汽反应,生产纯度为99.9%的工业氢气送至氢气管网。装置造气部分采用烃类水蒸汽转化技术,转化气采用变压吸附(PSA)技术提纯。某日装置开工进料后发现汽包液位、压力、所产蒸汽温度的波动较大,出现无法控制的情况。进行水质分析、加强排污后,操作效果不明显,最终发现导致汽包液位不稳定的原因是液位控制较高,超出了设备正常的操作液位,导致蒸汽、水在汽水分离器中分离不完全,蒸汽带水。将汽包液位逐渐降低到正常操作水平后,装置恢复正常生产。

制氢装置中变气三通支管开裂原因分析

某企业2~#制氢装置中变气换热流程中的一段三通支管(S32168奥氏体不锈钢)在使用一年多后在焊缝和母材上发现有多条裂纹存在。对开裂的焊缝部位和母材进行取样,通过化学成分分析、金相观察、断口观察和硬度测试分析,发现断口处存在氯离子、硫离子等应力腐蚀开裂敏感介质,裂纹为穿晶扩展,尖端分叉较少,较为圆钝,断口还存在明显的贝壳纹。判断三通支管开裂是氯离子导致的应力腐蚀开裂以及疲劳导致的开裂,同时介质中的硫化氢对材料开裂有一定的加速作用。

新形势下石油制氢装置的工程应用

研究了石油制氢装置在新形势下的工程应用,分析了制氢需求变化、石油制氢的基本原理、装置工程设计、反应器优化、热能回收、安全预防、仿真优化等方面。结果表明,为确保高效、安全、清洁的氢能生产,石油制氢装置的工程应用需要持续地技术创新与管理改进,特别是在产氢量控制、工艺流程优化、设备设计等方面,确保氢能生产更高效、更安全。

制氢装置PSA单元原料气增设旋液分离系统提高氢气回收率

某石化企业4000Nm3/年制氢装置PSA单元原料气由中变气与苯乙烯装置脱氢尾气组成,苯乙烯装置脱氢尾气中不定期带液严重,原料气液分离器能力不足,造成预处理器中吸附剂更换周期缩短,产品氢收率降低,针对该现象,装置在脱氢尾气进PSA前增加旋液分离装置,有效解决了PAS单元原料气带液问题,增加了装置氢气的收率。

降低制氢装置PSA程控阀故障率的研究

中海油气(泰州)石化有限公司50000 m^(3)/h制氢装置自开工以来,180、182单元2套PSA中的程控阀每年都会出现诸多不同原因的故障导致切塔,生产装置被迫降低负荷甚至停运,影响装置的正常平稳运行以及各用氢单位的正常生产。文章就两套PSA程控阀出现的各类故障进行展开梳理和分析优化,并提出了改进措施,最大程度降低PSA程控阀的故障率,确保PSA的正常平稳运行和全厂氢气管网稳定。

90000 m^(3)/h煤制氢装置变换系统提高水气比的探讨

宁波中金石化有限公司90 000 m^(3)/h煤制氢装置生产工艺为多喷嘴水煤浆气化(2台气化炉,一开一备,设计气化压力1.5 MPa)、耐硫全变换、MDEA脱硫、VPSA脱碳、PSA提氢。实际生产中,气化炉单对烧嘴运行、气化炉倒炉、煤制氢装置跳停后重启等异常工况下会出现变换炉(一变炉)催化剂床层超温、变换气中CO含量超标等问题。经分析与测算,变换系统脱灰槽入口额外配入1条DN150中压蒸汽管线(尚需进一步论证后择机实施)用于提升粗合成气水气比,预期可解决上述异常工况下一变炉催化剂床层超温以及变换系统提负荷过快或负荷较高时一变炉垮温等问题,利于变换系统的操作调控与节能降耗以及整套煤制氢装置的安、稳、长、满、优运行。

海水制氢装置 突破制氢产业发展瓶颈

在深圳能源集团妈湾电厂(以下简称“妈湾电厂”)现场,一套500千瓦电解海水制氢系统已接入深圳市妈湾制氢加氢一体站。这台全球首台单体规模最大的海水制氢装置在妈湾电厂成功投运,标志着电解海水制氢这项前沿技术从实验室迈向示范应用。

制氢装置中变气空冷管线腐蚀开裂原因分析及应对措施

本研究通过细致观察管道焊接接头处的裂纹形态、晶间腐蚀裂纹特征以及断裂表面,并结合工况环境和应力状态的化学分析,深入探讨了腐蚀破裂的根本原因。研究结果表明,晶间腐蚀裂纹模式与应力腐蚀裂纹相一致。该组件所处的工艺环境富含二氧化碳、氯离子和水分,形成了酸性腐蚀条件。此外,焊接接头处存在焊接残余应力。断裂部件材质为0Cr18Ni9不锈钢,在焊接过程中,材料在450~850℃的温度范围内被敏化,导致晶界的耐腐蚀性能下降。因此,制氢设备中变换气空冷管道焊缝的开裂是由这些综合因素共同作用导致的应力腐蚀开裂。

新型高性能大产能电解水制氢装置的研究与应用

氢气来源广泛、热值高、清洁无碳,在未来很长一段时间内氢能将是我国重要的新能源。而在电解制氢领域中,碱性电解水制氢技术发展最为成熟,并且将会有着长足的发展空间。主要从电解槽关键材料的研究、极板关键零部件制备技术、轻量化端压板设计关键技术、AWE热管理系统设计关键技术等方面介绍了新型电解水制氢装置关键技术研究,并对市场发展前景、应用案例进行了分析展望。

蒸汽甲烷重整法制氢装置的材料失效原因及选材要点

文章介绍了典型的蒸汽甲烷重整法制氢装置的工艺流程及特点,同时参考美国石油协会标准中的失效案例,并结合实际工程经验,探讨了蒸汽甲烷重整法制氢装置各工艺工段典型的严苛工况及其潜在腐蚀风险和机制。通过分析失效原因和不同金属材料的特性,从适用性、可行性、经济性等多方面出发,探讨材料选择要点。

天然气优化制氢装置生产运行研究

为了满足胜利油田石油化工总厂生产运行安全高效,保障制氢装置原料气供应稳定,同时有效提高其他相关装置及时、平稳用氢,总体提高全厂经济效益,分析认为增加天然气为原料可以更好地实现目标。根据需求,2016年,在检修时新增设天然气管线。一路作原料气进压机压缩后与其他干气混合进入生产工艺流程满足产氢需求,一路根据管网瓦斯低不能满足全厂装置加热炉升温的需求,作为燃料气补充进高压瓦斯管网。本文通过对胜利石油化工总厂制氢装置的统计工作,研究分析制氢装置增设天然气管线前后,原料气对装置开工以及在工业氢收率、生产平稳率等多方面的影响。

新建干气制氢装置设备布置方案比较

介绍了新建6×104m3/h干气制氢装置加氢脱硫工序与中温变换工序落地布置和框架布置2种设备布置方案的比较,变换反应后工艺气含有过量水蒸汽,换热器布置在2层框架中,采用自流配管,避免震动和水击的产生,设备集中布置于框架中,占地小,脱硫工序的阀门需定期操作,较大平台便于操作和检修,便于工人巡检,更为安全和人性化。管道施工时,框架平台更便于安装管道、无损检测、水压及气密,对于催化剂的更换,框架平台有利于机械放置及人员操作及通行。文中从工艺要求、占地、操作、检修、施工及费用等方面对比了设备落地布置与框架布置的优缺点,认为框架布置更符合工艺要求,布置紧凑,操作方便,可广泛应用。

碱性水电解制氢装置大型化的研究进展

发展基于水电解制氢的绿色氢能有助于消纳波动的可再生能源“弃光”“弃风”并显著降低氢能成本。碱性水电解制氢技术是未来大规模制备绿氢、连接可再生能源与高碳排放行业、协同实现“双碳”目标的关键性技术。实现绿氢低成本制取的核心是高效大功率碱性水电解制氢装置的高效化、规模化、大型化研制。碱性水电解制氢装置大型化技术攻坚与装备研发的重要方向是高电流密度、大功率和低能耗。电解槽的性能参数决定了整个系统的技术性能。文中从电解槽关键材料的研究、电解槽结构设计优化及相应配套设备大型化面临的挑战等方面描述了实现碱性水电解制氢装置大型化发展的方向。

制氢装置转化炉炉管检测及材质劣化分析

针对某石化公司制氢装置转化炉炉管长周期服役的问题,采用爬壁超声检测、宏观检测、金相检测、硬度检测、渗透检测等方法对炉管进行测试,结合炉管缺陷产生的原因综合分析,认为制氢转化炉炉管整体已处于蠕变劣化损伤后期,部分炉管可能已过渡到蠕变劣化加速期,炉管高温性能向不稳定状态发展,转化炉管材料的高温持久强度、塑性等性能有较大程度降低,材料脆性增大,推测该批炉管已处于寿命后期。转化炉炉管检测结果的综合分析,对评估在役炉管的安全服役状况具有一定的参考价值。

天然气制氢装置二氧化碳回收工艺研究

以100 dam^(3)/h烃类蒸汽转化+变压吸附(PSA)氢提纯制氢装置为研究对象,分析了变换气、解吸气、烟气的组成及性质,得出:从烟气中脱除二氧化碳经济性差;二氧化碳适合从变换气和解吸气中脱除。研究了变换气脱碳后对PSA的影响,得出:变换气脱碳率为100%时,现有装置的PSA氢气回收率提高了1百分点、原料消耗量降低了1%,新建装置的氢气回收率提高了2百分点。对变换气N-甲基二乙醇胺(MDEA)脱碳、解吸气MDEA脱碳、解吸气VPSA(真空变压吸附)脱碳3种方案的能耗和投资进行比较,结果表明:解吸气VPSA脱碳和变换气MDEA脱碳能耗低,投资少。对于现有装置脱碳改造,解吸气VPSA法更有优势;对于新建装置,推荐选择变换气MDEA脱碳。同时分析了脱除二氧化碳后对现有装置特别是转化炉的影响,提出了对转化炉相关设备进行核算和评估的建议,以确保装置长周期安全平稳运行。

烃类蒸汽转化制氢装置高温变换和中温变换方案对比

以某炼油厂原料气为研究对象,设计了两种方案,在工程投资、能耗、操作费用等方面进行了对比。其中,方案一为蒸汽转化+高温变换流程,方案二为蒸汽转化+中温变换流程。结果表明:在项目用地面积充裕、工程投资充足、项目蒸汽紧缺的情况下,方案二的CO转化率高、原料消耗量低、外输蒸汽量多、能耗低、操作费用低,此时方案二更有优势;在项目用地面积紧张、工程投资有限、项目蒸汽富裕的情况下,方案二需要考虑独立的中温变换开工还原流程及设备,开工流程复杂,催化剂费用高,占地面积相应增加,而方案一的工程投资低、占地面积小,此时方案一更有优势。