4.2.4 Описание технологического процесса

Установка получения водорода состоит из трёх одинаковых технологических линий производства водорода производительностью 1500 м³/ч. Технологические линии производства водорода включают стадии:

- сероочистка;

- паровая конверсия сырьевого газа;

- конверсия CO;

- короткоцикловая адсорбция водорода (КЦА);

- производство пара (утилизация тепла дымового и синтез-газа).

4.2.4.2 Сероочистка (десульфуризация)

После сжатия в компрессоре поз. C-101(1,2,3,4). сырьевой газ с давлением 18.6 бар направляется в подогреватель сырьевого газа поз. HX-101, где нагревается до 260-371 ºС¹ синтез-газом после конвертора CO поз.V-102. Далее подогретый сырьевой газ направляется в реактор сероочистки поз. V-101.В нижней части реактора на алюмокобальтмолебденовом катализаторе сероорганические соединения превращаются в сероводород и происходит гидрирование олефинов, после катализатора гидрирования сырьевой газ поступает в верхнюю часть реактора на слой оксида цинка, где соединения серы адсорбируются. После сероочистки сырьевой газ направляется на точку смешения для смешивания с водяным паром.

4.2.4.3 Конверсия природного газа с паром (каталитический риформинг)

После смешивания парогазовая смесь направляется в пароперегреватель поз. WH-101, где нагревается дымовыми газами до температуры 510-559 ºС¹, далее подогретая парогазовая смесь с давлением 15.2-17,2 бар¹ поступает в нижнюю часть печи риформинга поз. R-101, проходит по реакционным трубам, заполненным никелевым катализатором, где протекает процесс конверсии смеси природного газа с паром в синтез-газ, состоящий из водорода, окиси углерода, двуокиси углерода, метана и водяного пара. Нормальная рабочая температура синтез-газа на выходе из труб риформинга составляет 760 - 829 ºС¹. При повышении температуры синтез-газа на выходе из труб выше 843 ºС или снижении температуры синтез-газа на выходе из труб до 760 ºС срабатывают звуковая и световая сигнализации. С повышением температуры синтез-газа до максимальной равной 860 ⁰С срабатывают блокировки: прекращение подачи топливного газа к печи риформинга (закрытие клапана FIC-203), прекращение подачи сбросного газа из системы КЦА к горелке печи риформинга (закрытие клапана FIC-205), остановка системы КЦА.

Регулирование расхода сырьевого газа, идущего из реактора сероочистки поз. V-101 на смешение с паром осуществляется регулирующим клапаном FIC-200. Нормальный расход природного газа при 100% нагрузке составляет 630 м³/час (1%=6.3м³/час).

Регулирование расхода пара из поз. WH-102 осуществляется клапаном FIC-201. Рабочее соотношение пар/углерод равное 3 к 1 задается с помощью регулирующих клапанов (FIC-200, FIC-201). При достижении высокого значения соотношения пар/углерод равного 5.5 к 1 и низкого равного 2,75 к 1 срабатывает световая и звуковая сигнализация. Дальнейшее повышение соотношения до максимального значения равного 10 к 1 или понижение соотношения до минимального значения 2,5 к 1 приводит к прекращению подачи топливного газа к печи риформинга (закрытие клапана FIC-203), прекращению подачи сбросного газа из системы КЦА к горелке печи риформинга (закрытие клапана FIC-205) и к остановке системы КЦА.

Температура дымовых газов на входе в пароперегреватель замеряется датчиком TIC-322. Нормальная температура дымовых газов не более 982 ºС¹. Пароперегреватель имеет защиту от перегрева - при отсутствии потока пара (через клапан FIC-201) и при температуре равной 704 ºС¹ срабатывают звуковая и световая сигнализации. Дальнейшее повышение температуры более 760 ºС при отсутствии потока пара через клапан FIC-201 приводит к прекращению подачи топливного газа к печи риформинга (закрытие клапана FIC-203), прекращению подачи сбросного газа из системы КЦА к горелке печи риформинга (закрытие клапана FIC-205) и остановке системы КЦА.

Тепло для проведения реакции в реакционных трубах образуется при сжигании природного газа и сбросных газов из системы КЦА на горелке в топочном пространстве печи риформинга. Для экономичности процесса сжигания на горелку подается подогретый до 400 ºС² дымовыми газами в теплообменнике поз. WH-106 воздух. Температура в камере сгорания печи риформинга составляет 760 - 1038 ºС¹. При повышении температуры до 1038 ºС срабатывают звуковая и световая сигнализации. При дальнейшем повышении температуры до 1066 ºС срабатывают блокировки: прекращение подачи топливного газа к печи риформинга (закрытие клапана FIC-203), прекращение подачи сбросного газа из системы КЦА к горелке печи риформинга (закрытие клапана FIC-205) и остановка системы КЦА.

Топливный природный газ в горелку риформинга поз. R-101 подаётся от заводской сети с давлением 3,0 бар. При достижении максимального давления топливного газа равного 3,4 бар или минимального давления топливного газа равного 2,76 срабатывают блокировки: прекращение подачи топливного газа к печи риформинга (закрытие клапана FIC-203), прекращение подачи сбросного газа из системы КЦА к горелке печи риформинга (закрытие клапана FIC-205), остановка системы КЦА, а также отключаются поз. F-101, поз. F-102.

Регулирование расхода топливного газа на горелку FIC-203 осуществляется клапаном FIC-203. Нормальный расход топливного газа при 100% нагрузке установки составляет 160 м³/час.