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第一章 现代烃类蒸汽转化制氢装置工艺流程1

第一节 制氢工艺概述1

第二节 大型烃类蒸汽转化制氢装置工艺流程2

一、传统工艺流程2

二、节能型“三高一低”流程5

三、大型转化炉技术的发展9

四、转化催化剂的装填18

五、转化催化剂的真空卸出22

六、炉管温度的监测23

第三节 中小型烃类蒸汽转化制氢装置工艺流程23

一、5000～10000m3/h制氢装置工艺流程24

二、小于5000m3/h制氢装置和工艺流程32

第四节 烃类蒸汽转化制氢装置工艺操作特点和要求38

一、工艺过程的复杂性38

二、工艺冷凝水的利用42

三、节能降耗的措施43

第五节 烃类蒸汽转化制氢装置能耗的计算43

一、综合能耗44

二、加工能耗45

第二章 烃类制氢原料及原料净化46

第一节 烃类制氢原料46

一、适宜的烃类制氢原料46

二、烃类制氢原料选择原则49

三、高含烯烃原料的加氢饱和预处理50

第二节 原料中的毒物及对后续工艺的影响52

一、烃类原料的毒物52

二、毒物对后续工艺的影响53

三、工艺蒸汽的质量要求54

第三节 有机硫加氢转化55

一、基本原理55

二、加氢转化催化剂的物化性能、使用条件和选择原则59

三、催化剂的预硫化61

四、催化剂的装填及开停车67

五、正常操作及事故处理68

六、使用实例71

第四节 氧化锌脱硫72

一、基本原理72

二、脱硫剂的物化性能及使用条件75

三、脱硫剂床层中的硫分布77

四、氧化锌脱硫剂的装填及开停车77

五、正常操作及事故处理79

六、使用实例85

第五节 氯化物的脱除86

一、基本原理86

二、脱氯剂的组成及其性能87

三、脱氯剂的选择原则和使用条件91

四、脱氯剂的装填及开停车96

五、使用实例97

第六节 砷的脱除97

一、基本原理97

二、脱砷剂的分类、物化性能和选用原则98

三、脱砷剂的装填及开停车104

四、使用实例105

第七节 原料净化工段的毒物检测分析及相关计算107

一、硫、氯、砷的检测方法107

二、硫容的计算方法109

第三章 烃类蒸汽转化制氢反应过程111

第一节 高级烃类转化反应过程111

一、高级烃蒸汽转化热力学111

二、高级烃蒸汽转化动力学114

三、高级烃蒸汽转化反应机理115

四、高级烃蒸汽转化结炭消炭机理117

五、高级烃蒸汽转化制氢催化剂的综合性能119

第二节 高级烃绝热床预转化反应过程122

一、高级烃预转化制取富甲烷气机理122

二、高级烃绝热预转化催化剂124

第三节 天然气蒸汽转化反应过程124

一、天然气蒸汽转化反应机理概述124

二、天然气蒸汽转化催化剂的综合性能125

三、天然气低温绝热预转化反应126

四、天然气低温绝热预转化催化剂性能要求127

第四章 烃类蒸汽转化制氢催化剂使用操作技术128

第一节 绝热床预转化催化剂使用操作技术128

一、预转化催化剂物化性能、选择原则和使用条件129

二、预转化催化剂装填130

三、预转化催化剂升温还原130

四、预转化催化剂开停车131

五、预转化催化剂正常操作132

六、预转化催化剂事故处理133

七、预转化催化剂的卸出及更换134

第二节 转化催化剂使用操作技术134

一、国内常用烃类转化制氢催化剂的物化性质134

二、转化催化剂的选用依据135

三、转化催化剂的装填138

四、转化催化剂的升温还原143

五、转化催化剂投料开车、正常运转144

六、转化催化剂停车145

七、常见事故及预防处理145

八、转化催化剂的卸出及更换147

第三节 转化工段的检测分析及相关计算147

一、原料组成和尾气分析147

二、原料总碳、水碳比、碳流量、碳空速、平衡温距的计算148

三、转化炉实际水碳比的标定151

第四节 转化催化剂应用操作异常判断及处理153

一、催化剂的积炭和烧炭153

二、催化剂的中毒和再生157

三、催化剂的钝化和重新还原162

四、转化炉管的热斑、热带和热管165

第五章 一氧化碳变换过程及催化剂使用操作技术167

第一节 变换反应过程167

一、变换反应热力学167

二、变换反应动力学169

第二节（高）中变催化剂使用操作技术170

一、（高）中变催化剂选择原则、物化性能和使用条件170

二、（高）中变催化剂的装填172

三、（高）中变催化剂的还原172

四、（高）中变催化剂的放硫174

五、（高）中变催化剂投料开车和停车174

六、（高）中变催化剂的正常操作和事故处理175

七、（高）中变催化剂的停车、钝化、卸出176

第三节 低变催化剂使用操作技术176

一、低变催化剂物化性能、选择原则和使用条件176

二、低变催化剂的装填177

三、低变催化剂的还原178

四、低变催化剂的投料开车和停车180

五、低温变换催化剂的正常操作和事故处理181

六、低温变换催化剂的停车、钝化、卸出183

第四节 变换工段的相关计算183

一、汽气比和H2O/CO183

二、变换率184

三、平衡变换率184

四、理论耗氢量185

第六章 变压吸附（PSA）氢提纯工艺操作技术187

第一节 变压吸附氢提纯工艺与传统氢气净化工艺的技术经济分析187

第二节 变压吸附氢提纯工艺原理189

一、吸附与吸附的分类189

二、吸附力与吸附热191

三、吸附平衡与吸附分离193

四、变压吸附与变温吸附的区别和基本原理194

五、吸附剂的种类、物化性质和吸附特征195

第三节 变压吸附氢提纯工艺流程选择分析198

一、变压吸附和变温吸附流程的选择198

二、真空再生流程与冲洗再生流程的选择198

三、均压次数的确定原则199

四、吸附剂冲洗方式的改进199

五、解吸气的稳定200

第四节 典型PSA氢提纯工艺操作流程描述201

一、PSA工艺的主要操作工序201

二、典型PSA工艺流程操作简述202

三、PSA工艺过程说明204

第五节PSA氢提纯操作参数的调整205

一、对吸附影响的因素205

二、吸附压力曲线及其控制方式206

三、关键吸附参数的设定原则及调节方式208

四、提高PSA可靠性的控制方式209

第六节PSA氢提纯操作技术210

一、首次开工前的准备210

二、开工步骤及开工初期的调整213

三、PSA的正常停车214

四、PSA的紧急停车及快速开工215

五、PSA吸附剂失活后的再生215

六、PSA氢回收率的计算217

第七节PSA氢提纯装置的安全操作技术217

一、PSA装置安全操作要点217

二、PSA装置超压保护218

三、PSA装置安全防护系统218

附录 烃类蒸汽转化制氢常用技术术语221

参考文献234