HYCO天然气重整制氢扩大产能的系统的制作方法

本实用新型涉及种hyco天然气重整制氢系统，尤其是涉及一种hyco天然气重整制氢扩大产能的系统。

背景技术：

目前，天然气重整制氢装置已经在全球范围内工业化，其工艺也日趋成熟，天然气重整制氢装置的工艺基本类似，主要以少量天然气作为燃料以及psa产生的尾气给转化炉提供燃料，大部分的天然气作为燃料和蒸汽在转化炉内反应之后，在转化炉出口形成分离气(包含72％左右的h2和13％左右的co，以及8％左右的co2和6％左右的ch4)，为了纯化氢气，将co脱除，在转化炉出口设置高温变换器来达到去除co的目的(co+h2o＝h2+co2)，去除co的分离气经过脱除co，再经过psa脱除h2o和ch4来产出纯度为99.99％的氢气产品。

随着客户需求的增加，为了扩大制氢气装置的产能，一般情况下会增加一套新的制氢装置来扩大装置的产能。

有关文献也提到了装置扩瓶颈的方法来提高产能，即在装置设计上原有管道流量流通有富余的情况下，而其他地方有瓶颈的地方经过改造来进行对装置的扩产：如增加风机能力，扩大阀门的尺寸，增加天然气进料等等。

但是一般都会影响原有系统的正常使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种hyco天然气重整制氢扩大产能的系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种hyco天然气重整制氢扩大产能的系统，包括天然气进料管线、h2反应器、1#脱硫罐、2#脱硫罐、转化炉、高温变换器、新增合成气预热器、变压吸附装置、hyco冷箱、合成气总管，h2反应器、1#脱硫罐、2#脱硫罐、转化炉、高温变换器、变压吸附装置顺序相连，所述天然气进料管线进入h2反应器，所述变压吸附装置引出第一h2产品管线，所述合成气总管接入hyco冷箱，所述hyco冷箱引出第二h2产品管线与co产品管线，所述合成气总管还引出合成气分支管，所述合成气分支管接入新增合成气预热器，经新增合成气预热器预热后引入高温变换器。

所述第一h2产品管线与第二h2产品管线汇流后直接输送至客户。

所述合成气总管上设置有hyco合成气流量计，所述合成气分支管在hyco合成气流量计之前引出，避免对hyco冷箱进料物料平衡造成影响。

所述合成气分支管上顺序设置有第一新增手阀、新增合成气调节阀、新增合成气流量计、新增加合成气单向阀以及第二新增手阀。

新增合成气流量计用来统计进入高温变换器的流量。

新增合成气调节阀用来自动控制进入高温变换器的流量，避免超过管道最大流量。

设置有第一新增手阀、第二新增手阀，两个手阀之间增加盲板，避免在不投用情况下，两个系统压力互串。

新增加合成气单向阀，避免在投用情况下，天然气重整制氢装置的气源压力高情况下，倒串至hyco合成气管线。

所述合成气分支管承受压力40barg，管线尺寸为4寸，材质为c钢。

所述新增合成气预热器，用来控制合成气的温度能够到达高温变换器的反应温度。

所述新增合成气预热器含有两条换热通道，第一条换热通道分别与高温变换器及变压吸附装置连通，高温变换器出料流经第一条换热通道后进入变压吸附装置，

第二条换热通道一端与合成气分支管连通，另一端与新增进高温变换器入口合成气管线连通，所述新增进高温变换器入口合成气管线引入高温变换器。

设置新增合成气预热器，通过利用高温变换器自身的反应热对合成气进行预热。

在所述第一条换热通道上引出一旁路，在旁路上设置有一个温控阀。

所述温控阀实际上是流量调节阀，通过调节旁路上的流量进而控制第一条换热通道内流量，进而控制换热温度，控制合成气的温度能够到达高温变换器的反应温度，因此称之为温控阀。

所述第一h2产品管线上设有转化炉制氢气产品流量计与转化炉制氢气产品单向阀。

所述第二h2产品管线上设有hyco冷箱氢气产品流量计与hyco冷箱氢气产品单向阀。

本实用新型的工作原理为：

1、在投用此hyco管线之前，天气重整制氢装置已经正常运行。

2、在高温变换器内发生的反应为co+h2o＝＝co2+h2(可逆反应)，h2含量74％左右，co含量5％左右，co2含量15％左右，ch4含量5％左右。此反应为放热反应。

3、合成气从合成气总管通过新增合成气调节阀控制流量。

4、经过合成气预热器升温至350℃。合成气的热源是来自于高温变换器自身的反应热，温度调节通过温控阀来调节温度。

本实用新型的系统利用hyco冷箱的原料作为制氢装置的部分原料，在hyco天然气重整制氢装置高温变化器入口另外增加一股含量为54％co和45％的h2合成气，以同样的反应原理将h2产能扩大了16％。

附图说明

图1为hyco天然气重整制氢扩大产能的系统结构示意图。

1、天然气进料管线，2、h2反应器，3、1#脱硫罐，4、2#脱硫罐，5、转化炉，6、高温变换器，7、温控阀，8、新增合成气预热器，9、变压吸附装置，10、转化炉制氢气产品流量计，11、hyco冷箱氢气产品流量计，12、hyco冷箱，13、hyco合成气流量计，14、合成气总管，15、第一新增手阀，16、新增合成气调节阀，17、新增合成气流量计，18、新增加合成气单向阀，19、第二新增手阀，20、新增进高温变换器入口合成气管线，21、第一h2产品管线，22、第二h2产品管线，23、co产品管线，24、合成气分支管，25、转化炉制氢气产品单向阀，26、hyco冷箱氢气产品单向阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

参考图1，一种hyco天然气重整制氢扩大产能的系统，包括天然气进料管线1、h2反应器2、1#脱硫罐3、2#脱硫罐4、转化炉5、高温变换器6、新增合成气预热器8、变压吸附装置9、hyco冷箱12、合成气总管14，h2反应器2、1#脱硫罐3、2#脱硫罐4、转化炉5、高温变换器6、变压吸附装置9顺序相连，天然气进料管线1进入h2反应器2，变压吸附装置9引出第一h2产品管线21，合成气总管14接入hyco冷箱12，hyco冷箱12引出第二h2产品管线22与co产品管线23，合成气总管14还引出合成气分支管24，合成气分支管24接入新增合成气预热器8，经新增合成气预热器8预热后引入高温变换器6。

第一h2产品管线21与第二h2产品管线22汇流后直接输送至客户。

合成气总管14上设置有hyco合成气流量计13，合成气分支管24在hyco合成气流量计13之前引出，避免对hyco冷箱进料物料平衡造成影响。

合成气分支管24上顺序设置有第一新增手阀15、新增合成气调节阀16、新增合成气流量计17、新增加合成气单向阀18以及第二新增手阀19。新增合成气流量计17用来统计进入高温变换器的流量。新增合成气调节阀16用来自动控制进入高温变换器的流量，避免超过管道最大流量。设置有第一新增手阀15、第二新增手阀19，两个手阀之间增加盲板，避免在不投用情况下，两个系统压力互串。新增加合成气单向阀18，避免在投用情况下，天然气重整制氢装置的气源压力高情况下，倒串至hyco合成气管线。合成气分支管24承受压力40barg，管线尺寸为4寸，材质为c钢。

新增合成气预热器8，用来控制合成气的温度能够到达高温变换器的反应温度。新增合成气预热器8含有两条换热通道，第一条换热通道分别与高温变换器6及变压吸附装置9连通，高温变换器6出料流经第一条换热通道后进入变压吸附装置9，第二条换热通道一端与合成气分支管24连通，另一端与新增进高温变换器入口合成气管线20连通，新增进高温变换器入口合成气管线20引入高温变换器6。设置新增合成气预热器，通过利用高温变换器自身的反应热对合成气进行预热。在第一条换热通道上引出一旁路，在旁路上设置有一个温控阀7。温控阀7实际上是流量调节阀，通过调节旁路上的流量进而控制第一条换热通道内流量，进而控制换热温度，控制合成气的温度能够到达高温变换器的反应温度，因此称之为温控阀。

第一h2产品管线21上设有转化炉制氢气产品流量计10与转化炉制氢气产品单向阀25。第二h2产品管线22上设有hyco冷箱氢气产品流量计11与hyco冷箱氢气产品单向阀26。

一种hyco天然气重整制氢扩大产能的方法，包括以下步骤：

天然气重整制氢装置以天然气作为原料，主要反应机理为ch4+h2o＝co+3h2co+h2o＝co2+h2，天然气重整制氢装置的系统压力为22barg；

hyco合成气分离净化装置用来分离co和h2，主要将含54％co和45％h2以及微量的n2、ch4、ar等气体的原料按照沸点不同将co和h2分离出来，产生的尾气则放至火炬燃烧掉；

合成气的介质和天然气重整制氢装置转化炉的分离气介质是基本相同，但是组份构成不一样，但是同样的催化剂是能够将合成气中的co和h2o反应生成h2和co2的；

在hyco合成气分离净化装置的合成气总管上引出合成气分支管经过合成气预热器预热后，和转化炉出口分离气混合，再进入高温变换器进行反应。

天然气其组分为92％的ch4、4％c2h6、3％c3h8、1％c4h10、小于1％的c5h12、少量的s和n2。

本实用新型的工作原理为：

1、在投用此hyco管线之前，天气重整制氢装置已经正常运行。

2、在高温变换器内发生的反应为co+h2o＝＝co2+h2(可逆反应)，h2含量74％左右，co含量5％左右，co2含量15％左右，ch4含量5％左右。此反应为放热反应。

3、合成气从合成气总管通过新增合成气调节阀控制流量。

4、经过合成气预热器升温至350℃。合成气的热源是来自于高温变换器自身的反应热，温度调节通过温控阀来调节温度。

本实用新型的系统利用hyco冷箱的原料作为制氢装置的部分原料，在hyco天然气重整制氢装置高温变化器入口另外增加一股含量为54％co和45％的h2合成气，以同样的反应原理将h2产能扩大了16％的负荷。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。