1、制氫裝置工藝原理催化劑及助劑制氫過程可分為幾個反應步驟：鈷鉬加氫脫硫反應、 脫氯反應、氧化鋅脫硫反應、烴類水蒸汽轉化反應、一氧 化碳變換反應及氫氣提純部分(本裝置用PSA)。為了分離出部分加氫干氣中的氫氣，在干氣壓縮機與加氫加熱爐之間 增加膜分離單元。1鉆一目加氫脫硫反應1.1 反應原理制氫原料油、氣中含有各種有機硫，在一定的溫度(一 般為260400C)及有H2存在的條件下，鉆一鉬加氫脫硫催 化劑能使有機硫轉化成無機硫，無機硫再由其它脫硫劑(如 ZnO )吸收，原料中含有的烯烴也能被加氫飽和，有機氯化物被加氫生成 HCL。反應式如下：(1) 硫醇加氫反應式： H2S(2) 二硫醚加氫反應式：

2、RH 2H2S R'H(3) 硫醚加氫反應式：2RH 2R'H2 2H2SR-SH + H2 RHR-S-S-R' + 3H2 2R-S-R'H 5H2 2H2S(5)硫氧化碳加氫反應式：COS H2 t H2S CO(6)烯烴加氫反應式：RCH=CHR' H2f RCH2-CH2R'(7) 有機氯化物加氫反應式： R-CL H2 t R-H HCL(反應式中：R、R'弋表烷基)1.2 影響因素(1) 溫度 鈷鉬催化劑進行加氫脫硫時，操作溫度通常控制在260400C范圍內，當溫度低于220C,加氫效果明顯下降， 溫度高于420 C以上催化

3、劑表面聚合和結碳現象增加。(2) 壓力 由于有機硫化物在輕油中的含量不高，故壓力對氫解反 應影響不大，壓力由整個工藝流程的要求決定，通常控制在 3.04.0MPa。(3) 空速單位時間(h),通過單位催化劑體積(m3)的氣體(折合為標準狀態下)體積數量，稱為空速，單位為m3/h.m3，可簡寫為h-1。有些反應，水蒸汽參與反應過程，但計算空速時不計算水蒸汽的體積，這時的空速稱為干氣空速。在烴類 轉化反應中，把碳原子大于2的烴折算為CH4,再計算空速， 這時的空速稱為碳空速。使用液體原料時，按液體的體積計 算出來的空速稱為液空速。加氫反應屬內擴散控制，如增加 空速，則原料流速加大，使原料在催化劑床

4、層中的停留時間 縮短，反應不完全，所以加氫反應要在一定的空速下進行。 但為了提高生產能力，在保證出口硫含量滿足工藝要求的條 件下，通常均采用最高的空速，一般輕油的空速范圍為16h-1。(4) 氫油比 加氫脫硫反應，增加氫油比，即提高氫分壓，不但能抑 制催化劑的積炭，還有利于氫解過程的進行。相反，如果烴 類的分壓增加，會使烴類在催化劑表面被吸附，從而減少了 催化劑表面積，抑制氫解反應。所以高氫油比對加氫反應有 利，一般氫油比為 80 1 00(體積)。氫油比過低，脫硫達不 到要求。2 脫氯反應2.1 反應原理有機氯化物經鈷鉬催化劑轉化生成無機氯化物，主要 以氯化氫的形式存在，它能與脫氯劑中堿性或

5、與氯有較強親 合力金屬元素的氧化物反應生成穩定的金屬氯化物而被固定下來：反應式如下：MO + nHCI f MCln + 出02.2 影響因素 制氫原料中氯的含量較少，溫度、壓力對反應的影響較 少，且脫氯劑常與加氫脫硫劑一起使用，溫度、壓力、空速 等因素已由加氫脫硫反應系統決定。3 氧化鋅脫硫反應3.1 反應原理 原料經過脫硫劑(如 Zn O )，氧化鋅能與硫化氫反應，并可以轉化一些簡單的有機硫，氧化鋅脫硫較精細，在260350 C下，能使原料中的硫含量降低至0.5PPm。反應式如下：(1)ZnOH2S f ZnSH2O(2)ZnOC2H5SH +H2f ZnS C2H6 H2O(3)COSZ

6、nO f ZnSCO23.2 影響因素(1) 溫度氧化鋅脫硫反應均為吸熱反應，提高操作溫度對反應有 利。特別是在催化劑使用后期，提高一點反應溫度，對提高硫容量，延長更換周期都是有好處的，但不能超過420 C,以防止烴類熱裂解而造成結碳。(2) 壓力提高壓力， 提高了硫化物的分壓， 增加氣體與脫硫劑的接觸面積，有利于提高反應速度，一般在常壓4MPa范圍內使用。(3) 空速 在保證有足夠的線速度，不存在氣膜效應的前提下，采 用較低的空速對提高脫硫效率是有利的，但同時也要考慮到 設備的體積和利用率。一般空速范圍：氣體空速為10002000h-1，液空速為16h-1。4 轉化反應4.1 反應原理 烴類

7、和水蒸汽通過轉化催化劑床層，在高溫下，水蒸汽與烴類發生裂解反應，生成H2、CO、CO2。反應式如下：(1) CnHm + nH2O T nCO + H2-Q(2) CO + H2O t CO2 + H2+Q4.2 影響因素(1)溫度 轉化反應是強吸熱反應，提高溫度對反應的進行是有利 的，但要考慮爐管的承受能力。一般控制爐管表面溫度不大 于 930 C。(2)壓力 轉化反應過程是體積增大的一種反應過程，增大反應壓 力對反應過程是不利的。由于工業氫氣一般用于高壓的化工 過程，所以從總體節能考慮， 轉化工藝一般都在加壓下進行。(3)水碳比 水碳比是用來表示制氫轉化爐操作條件的一個術語，是 指轉化進料中水(蒸汽)分子的總數和碳原子總數的比值。 寫為 H 2O/C 。水碳比是輕油轉化過程中最敏感的工藝參數， 在生產中，提高水碳比可以減少催化劑的結碳，降低床層出 口的殘余甲烷，對轉化反應是非常有利的。然而提高水碳比 也相應增加了能耗，所以在生產中只能根據具體的工藝裝置 確定合適的水碳比。本裝置水碳比控制在3.55。(4) 空速 一般用液體體積空速或碳空速來表示轉化負荷，空速越 大，原料在轉化催化劑床層停留的時間越短