制氢技术问答汇编

1、制氢技术问答汇编原料部分14适用于蒸汽转化制氢的烃类原料有哪些？15. 蒸汽转化制氢原料选择原则有哪些？16. 为什么不能轻易选用炼厂二次加工油做转化原料？17. 是否有可用做制氢原料的二次加工油？18. 轻油的族组成对转化过程产生哪些影响？19. 天然气用做制氢原料对转化催化剂有什么要求？20. 不含烯烃的各种炼厂气对转化催化剂有什么要求？21. 用炼厂干气做制氢原料时如何进行预处理？22. 各种轻油对转化催化剂有什么要求？原料部分14 适用于蒸汽转化制氢的烃类原料有哪些？ 答：适用于蒸汽转化的烃类原料大体分为气态烃和液态烃。（1）气态烃包括天然气、液化石油气和各种炼厂气 天然气一般包括油田

2、伴生气和气田气。 天然气的主要成份是 甲烷，以及少量乙烷、丙烷等低级烃类，含有一定量的氮、二氧 化碳等惰性气体和有害杂质硫化氢。 其中气田天然气是以甲烷为 主，含微量杂质的气体。液化石油气是由丙烷、 丁烷为主要成份组成的烃类， 来源有 两种， 一种是油田和天然气田伴生出来的天然液化气， 另一种是 炼油厂和石油化工厂产生的液化石油气。炼厂气是指原油加工过程中副产的各种尾气， 包括催化裂化 气、焦化干气、催化重整气、热裂解气、高压加氢裂解尾气等。 各种炼厂气的组成变化较大， 其中含有烯烃的炼厂气， 不宜直接 用作蒸汽转化制氢。 但经过彻底的烯烃脱除或加氢饱和处理， 可 以和不含烯烃的加氢干气一样，

3、是很好的蒸汽转化制氢原料。 （ 2）液态烃包括直馏石脑油、抽余油、拨头油以及二次加工油直馏石脑油是原油常压蒸馏所得210 C以下的馏份。比重一般为0.630.77，含硫量小于0.05%,石蜡烃含量较高， 芳烃含 量小于 13%，烯烃含量小于 1%。用作制氢原料的抽余油一般是重整抽余油， 即重整抽提芳烃 之后剩下的部分。抽余油干点一般在130150 C,芳烃含量很少。拨头油一般也是重整拨头油，一般都是C5以下的烃类。二次加工油指经裂化、 焦化、 减粘等一系列二次加工处理重 油得到的轻油。 这一类轻油一般不能直接用做制氢原料。 但经加 氢处理后不含烯烃，干点小于100C，比重较小的油，可以掺入直馏

4、轻油做制氢原料或单独作为制氢原料， 但一般需要经过实验 评价才能确定。15. 蒸汽转化制氢原料选择原则有哪些？ 答：（ 1）首先选用不含烯烃、芳烃和环烷烃含量低的原料。因为同碳数烃类积炭倾向为：烯烃芳烃环烷烃烷烃；同碳数烃类的 C/H 值也基本是这个规律。 为减少积炭倾向， 提高原料 的单位产氢量而遵循这项原则。一般要求原料中烯烃含量小于 1%，芳烃含量小于 13%，环烷烃含量小于 36%。（2）优先选用较轻的原料。因为同族烃类积炭倾向随分子 量增大而增大， C/H 也随分子量增大而增大，为此，选用气态烃 优于液态烃，轻组分液态烃优于重组分液态烃。（ 3）优先选用低毒原料。就脱硫而言，一般硫含

5、量小于150ppm时，采用钻钼加氢ZnO脱硫就能达到硫含量小于0.5ppm;硫含量大于 150ppm，就要先进行预脱硫后再进行钻钼 加氢一一ZnO脱硫，但这相应增加能耗、成本和投资。所以，应 优先选用低硫原料。 氯、砷对催化剂毒害较大，一般不宜选用含 氯、砷原料。如果选用，则应设置脱氯、脱砷装置。（4）就炼厂气制氢而言，往往可供选择的原料有几种，但 数量都不多。这种情况下应根据上述原则优先选用平均分子量 小，含硫低的饱和烃类。不足时补以分子量稍大的原料。例如宽 馏分重整装置稳定塔顶的液态烃数量很少， 但却是很好的制氢原 料。又如炼油厂加氢干气也是很好的制氢原料。 如果将上述两种 原料做燃料烧掉

6、， 而选用直馏轻油或抽余油做制氢原料则是极不 合理的。氢碳比与理论产气量的关系（m3/kg ）H/C22.2.2.2.3.3.3.3.3.4.2468024680理论产4.4.4.5.5.5.5.5.5.5.5.氢量88998061523313846536016. 为什么不能轻易选用炼厂二次加工油做转化原料？答：二次加工油是重油或渣油经过裂化、焦化、减粘等过程 产生的轻油。经过加氢处理后，比重、馏程、烯烃含量等性能指 标与直馏轻油相近，可用作燃料油或石油化工的原料油，然而， 要用做制氢原料则必须慎重。许多厂家因使用二次油而造成转化 催化剂毁坏。原因在于：（1）二次油中侧链烷烃所占比重较大。（2

7、）环烷烃较多。（3）芳烃尤其是重芳烃较多。（4）含有较多的胶质和重金属等杂质。（5）加氢装置的加氢深度不够，硫、氮和烯烃等脱除不彻 底。以上这些因素易造成催化剂中毒和积炭，使催化剂失去活 性，所以不能轻易选用于次加工油作为转化制氢原料。17. 是否有可用做制氢原料的二次加工油？答：二次加工油不能轻易用于制氢原料，但是经过深度加氢 脱硫的轻质油是可以考虑选用的。 例如经过 16.0MPa 左右高压加 氢裂化的轻质油品，反应温度和氢油比均高于普通加氢精制工 艺，虽然仍属于二次加工油， 但是加氢反应较彻底， 油品中的硫、 氯、氮化合物以及胶质脱除比较干净。 芳烃和环烷烃也较少， 其 物化性能和直馏轻

8、石脑油差不多。一般情况下，选用干点小于70 C高压加氢二次油做制氢原料是没有问题的。 到目前为止，多 家制氢都有成功使用加氢裂化轻石脑油作为制氢原料的先例。 如 果轻油的干点和比重较高， 则必须通过油品评价试验， 选择相应 的工艺条件来确定能否用作制氢原料。选用二次加工油一定要采取谨慎的态度。 目前国内有几个厂 选用二次加工油作制氢原料， 一般都经过中石化齐鲁分公司研究 院的严格测试和评价后才采用的。 由于各厂的二次加工工艺和基 础原料油性能各不相同， 其轻质油物化性质差别也很大， 所以具 体选用哪种油品作原料要经过有针对性的测试评价来确定。 一般 情况下， 即使采用二次加工油也不宜单独使用，

9、 而是和直馏轻油 按一定比例混用， 以保证制氢原料中的单体烃品种有一个合理的 分布，防止同种烃类的过度集中导致转化反应负荷在催化剂床层 内的不均匀分布。18. 轻油的族组成对转化过程产生哪些影响？ 答：轻油的族组成越复杂， 转化催化剂上的反应就复杂。对 甲烷转化来讲， 转化催化剂主要是促进蒸汽转化反应的进行。 然 而对于轻油转化来讲，由于族组成很复杂，在蒸汽转化反应的同 时包括高级烃的热裂解、催化裂解、脱氢加氢、结炭、消炭等一 系列的反应，要求催化剂必须具有适应这种复杂反应体系的综合 性能。最突出的表现是积炭的趋势较大，为此，轻油转化催化剂 必须具备较强的抗积炭性能。不同的烃类在使用条件下结炭的速度是不同的，下表是几种烃类的相对结炭速度。原料丁烷正己烷环己烷正庚烷苯乙烯结炭速度2956413553217500诱导期/10721921344<1上表可见，碳链越长， 结炭速度越大。苯的结炭速度高于直 链烷烃，烯烃的结炭速度是烷烃的上百倍。另外，由于环烷烃和芳烃难于转化，当轻油中的环烷轻和芳烃增加时，转化反应往往向高温区移动，导致床层下部催化剂结炭和出口尾气中残留芳烃 增加。19. 天然气用做制氢原料