ТОХФ / 2 группа (ООНХС) / Технологические схемы - Крюков - 1997 / TS059

РИС. VI-4. Технологическая схема установки для производства водорода методом паровой каталитической конверсии легких углеводородов:

1 — дымовая труба; 2 — реактор гидрирования; 3 — адсорбер для поглощения сероводорода; 4 — воздуходувка: 5 — дымосос; 6 — теплообменники; 7 — инжекторный смеситель; 8 — печь паровой конверсии; 9, 19 — компрессоры; 10 — котлы-утилизаторы; II, 13 — реакторы конверсии СО в СО₂; 12 — подогреватель; 14 — абсорбер для очистки от CO₂; 15 — турбина; 16 — регенератор абсорбента; 17 — реактор метанирования; 18 — газосепаратор; 20 — насос.

или вверху и обогреваемых с двух сторон. Типичный катализатор процесса — никель, нанесенный на оксид алюминия. Парогазовая смесь с температурой 400500 °C подается в реакционную трубу через верхний коллектор, а конвертированный газ отводится снизу. Газовые факельные горелки располагаются в своде печи 8, а дымовые газы поступают сверху в нижние борова и затем через общий боров, расположенный в торце печи, с температурой 9501100 °C — в конвекционную секцию печи. Топливом для печи служит очищенный от сернистых соединений технологический или природный газ. Воздух, необходимый для горения, подается воздуходувкой 4 через теплообменник 6, где он подогревается дымовыми газами до 300400 °C, затем дымовые газы отсасываются дымососом 5 и выводятся в атмосферу через дымовую трубу 1.

Конвертированный газ, охладившийся до 400450 °C в паровом котле-утилизаторе 10, поступает в реактор 11 среднетемпературной конверсии оксида углерода в диоксид над железохромовым катализатором. После понижения температуры до 230260 °C в котле-утилизаторе 10 и подогревателе воды 12 парогазовая смесь поступает в реактор 13 низкотемпературной конверсии оксида углерода над цинк-медным катализатором.

Смесь водорода, диоксида углерода и водяного пара охлаждают далее в теплообменниках 6 до 104 °C и направляют в абсорбер 14 на очистку горячим водным раствором карбоната калия от диоксида углерода.

Насыщенный диоксидом углерода раствор поступает из абсорбера 14 в турбину 15, где его давление снижается примерно с 2,0 до 0,2—0,4 МПа, а затем в регенератор 16. Здесь в результате подогрева раствора в теплообменнике 6 и снижения давления из раствора выделяется диоксид углерода и вместе с парами воды выводится в атмосферу.

Водородсодержащий газ из абсорбера 14, подогретый до 300 °C в теплообменнике 6, поступает в реактор метанирования 17, где непревращенный оксид и неудаленный диоксид углерода гидрируются с образованием метана. После метанирования водород охлаждается в теплообменных аппаратах 6 и 12 до 3040 °C и далее в сепараторе 18 отделяется от сконденсировавшегося водяного пара. Водород компримируют компрессором 19 до давлений, требуемых потребителю (обычно 415 МПа).

Конверсия углеводородов ведется при 800900 °C и 2,22,4 МПа над никелевым катализатором. Расход природного газа составляет 1,031,05 м³ на 1 м³ получаемого технического водорода; расход водяного пара — от 0,60 до 0,66 м³ на 1 м³ сухого газа.

Спецификой работы установки, требующей строжайшего соблюдения правил безопасности и правил эксплуатации аппаратов, работающих под давлением, является применение взрывоопасных и токсичных веществ. Установка паровой каталитической конверсии углеводородов для производства водорода часто является составной частью установки гидрокрекинга; ее строительство обходится примерно в 25—30 % стоимости установки гидрокрекинга.