炼厂的氢气与氢气供应20111009

炼厂的氢气与氢气获取1炼厂的氢气与氢气获取中国石化工程建设公司2011-10炼厂的氢气与氢气获取2内容1.炼油企业对氢气的需求2.炼油企业的氢气来源3.主要的氢气生产方法4.轻烃蒸汽转化制氢技术发展面临的新挑战炼厂的氢气与氢气获取31、炼油企业对氢气的需求1.1炼厂用氢炼厂氢气主要供给三类装置加氢装置聚乙烯、聚丙烯装置硫磺回收装置不同装置对氢气的数量和规格要求不同炼厂的氢气与氢气获取41.1炼厂用氢1)加氢类装置对于氢气规格的要求CO+CO2=10ppmv(有时要求为20ppmv)氢气纯度：通过经济对比根据加氢装置的氢分压要求确定主要加氢装置的耗氢量炼厂的氢气与氢气获取51)加氢装置主要加氢装置的耗氢量过程化学氢耗（对原料的重量百分数）直馏石脑油加氢精制0.10直馏煤油加氢精制0.3催化汽油加氢脱硫0.8~1.2直馏柴油加氢精制0.5~0.7焦化汽柴油加氢精制1.0~1.5催化柴油加氢精制0.7~1.0柴油深度加氢脱硫、脱芳烃2~3.2减压蜡油加氢裂化2.0~3.0常压渣油加氢脱硫1.2~1.5减压渣油加氢脱硫1.5~2.0炼厂的氢气与氢气获取62)聚烯烃类装置（聚乙烯、聚丙烯）对于氢气的要求聚丙烯装置催化剂活性金属铂与碳氧化物(CO\CO2)反应生成羟基铂，失去活性。特点：对CO/CO2要求更高氢气需求量福建80万吨/年乙烯用氢量50–100Nm3/h特点：氢气需求量少Unit聚乙烯聚丙烯氢气%vol99.999.9甲烷+乙烷Ppm余量余量乙炔Ppm1010COppml11O2+CO2Ppm44H2OPpm55总硫Ppm11其它烃类ppm2020炼厂的氢气与氢气获取73)硫磺回收装置尾气加氢还原处理工艺，如Shell的Scot法，需要氢气作为加氢的原料；SO2+3H2→H2S+2H2OS8+8H2→8H2S对于氢气的要求CO+CO2=10ppmw氢气纯度：〉91---93.7%v耗氢量福建26万吨/年硫磺回收装置用氢量1000–1500Nm3/h炼厂的氢气与氢气获取84)炼厂氢气的分级利用根据用氢装置氢分压高低一级用氢：需要的氢气纯度可以略低，直接使用重整氢气----加氢精制、硫磺回收、二级用氢：氢分压高，需要较高纯度的氢气---蜡油加氢处理、渣油加氢、加氢裂化炼厂的氢气与氢气获取91.2炼厂氢气需求量不断增加原因：原油的劣质化趋势原油资源的匮乏要求炼厂加工深度的提高环境保护要求油品品质的升级炼厂的氢气与氢气获取101.3典型炼厂的氢气平衡1）海南炼厂---800万吨/年炼油加工能力原油阿曼原油硫含量：1.15%wtAPI度：33.9加工路线渣油加氢处理+催化裂化炼厂的氢气与氢气获取111）海南炼厂---800万吨/年炼油加工能力炼厂的氢气与氢气获取121）海南炼厂氢气供应重整装置供应：4.7万吨/年纯氢加氢类装置含氢气体回收氢气：0.75万吨/年纯氢水蒸气转化制氢装置：4.5万吨/年纯氢炼厂的氢气与氢气获取132）青岛大炼油---1000万吨/年炼油原油沙特轻质原油（含硫2.10%）500万吨/年沙特重质原油（含硫3.20%）500万吨/年混合原油：硫2.56%wt;API31.11加工路线减压蜡油---加氢处理---催化裂化减压渣油-延迟焦化炼厂的氢气与氢气获取142）青岛大炼油---1000万吨/年炼油能力PP补充纯H2万吨/年0.94纯H99.9%mol0.940.561.503制氢重整加氢处理加氢处理PSA5.532.14重整H（以纯H计）91.18%mol3.320.040.02柴油加氢煤油加氢硫磺回收0.002炼厂的氢气与氢气获取152）青岛大炼油---1000万吨/年炼油氢气平衡供需方装置名称数量备注柴油加氢3.32煤油加氢0.04加氢处理3.643硫磺回收0.02聚丙烯0.002合计7.03连续重整5.53纯氢PSA回收0.56纯氢制氢0.94纯氢供氢合计7.03炼厂的氢气与氢气获取163）福建一体化---1250万吨/年炼油+80万吨/年乙烯原油沙特特轻原油（AXL）400万吨/年；沙特轻质原油（AL）400万吨/年；沙特中质原油（AM）400万吨/年。硫含量：接近2.0%wt重油加工方案减压渣油---溶剂脱沥青---DAO加氢处理---催化裂化DOA---气化---氢气+多联产炼厂的氢气与氢气获取173）福建一体化---1250万吨/年炼油+80万吨/年乙烯氢气平衡序号装置名称设计氢耗，万吨/年一耗氢装置：1加氢处理3.7282加氢裂化5.3073焦柴加氢0.4774柴油加氢1.7815航煤加氢0.1676聚乙烯/聚丙烯0.037乙烯/重整氢去PSA3.928溶解损失等0.297总计15.71二供氢装置：1新重整H24.682现有重整H20.4773乙烯氢气1.014低分气PSA回收4.6535POX供氢4.89总计15.71炼厂的氢气与氢气获取184）天津一体化---1000万吨/年炼油+100万吨/年乙烯原油为高含硫沙特原油加工流程特点采用延迟焦化+焦炭CFB锅炉的重油加工路线焦化规模：240万吨/年。炼厂的氢气与氢气获取194）天津一体化---1000万吨/年炼油+100万吨/年乙烯氢气平衡供需方装置名称氢气数量，万吨/年新建加氢裂化4.27新建柴油加氢2.07新建航煤加氢0.05新建蜡油加氢1.82现有加氢裂化2.82原有催化柴油加氢0.28原有焦化汽柴油加氢0.42合计11.74耗氢大小乙烯1.72现芳烃装置2.29连续重整装置3.76制氢改造3.97供氢合计11.74炼厂的氢气与氢气获取205）惠州一期---1200万吨/年炼油/年乙烯原油渤海2号硫含量：0.32%wtAPI：0.919酸值：3.57mgKOH/g属于高酸低硫环烷中间基原油加工路线常减压直馏轻蜡油+部分重蜡油---高压加氢裂化常减压其余重直馏蜡油---催化裂化减压渣油---延迟焦化，能力：420万吨/年炼厂的氢气与氢气获取215）惠州一期---1200万吨/年炼油/年乙烯氢气平衡炼厂的氢气与氢气获取226)炼厂的氢气需要量大型炼厂用氢气量：占原油加工量的0.8—2.7%重整规模一般为原油加工量的15%---重整氢气为原油量的0.5%结论：炼厂或大或小都需要建设制氢装置炼厂的氢气与氢气获取231.4氢气在其它领域的需求全球氢气消费分布图炼厂的氢气与氢气获取241）氢气是一种高效的清洁能源载体氢气是公认的高能清洁燃料，用于各种航天器的发射。氢气燃烧性能好、点火快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高、燃烧速度快。除核燃料外氢气的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142.35kJ/kg，是汽油发热值的3倍。2）以氢气为载体的新能源革命是未来氢气最大的潜在需求。炼厂的氢气与氢气获取25基于氢气燃料的燃料电池技术正悄悄的带来一场能源革命氢能电池一旦大规模商业化，其带来的氢气需求………炼厂的氢气与氢气获取262、炼油企业的氢气来源炼厂氢气主要有三个来源1)重整氢气2)炼厂富氢气体的提纯3)制氢装置生产的氢气另外在炼化一体化工厂还有4)乙烯装置产氢5)化肥装置供应氢气炼厂的氢气与氢气获取271）炼厂氢气的来源----主要产氢装置的产氢量结论：水蒸气转化制氢工艺产氢能力最高，尤以气体原料水蒸气转化制氢为甚。过程产率（占进料的质量百分数）半再生式重整2.0~2.5连续再生式重整3.5催化裂化0.1抽余油水蒸气转化（常规流程）37拔头油水蒸气转化（PSA法）27.8焦化干气-水蒸气转化（常规流程）40焦化干气-水蒸气转化（PSA法）28.5催化干气-水蒸气转化（PSA法）23.5沥青部分氧化（PSA法）20石脑油裂解制乙烯副产氢0.76~0.89柴油裂解制乙烯副产氢0.58加氢尾油裂解制乙烯副产氢0.46~0.69乙烷裂解制乙烯副产氢3.86~5.0炼厂的氢气与氢气获取281）炼厂氢气的来源----主要装置富氢气体氢纯度（以加工大庆减压渣油为例）组成催化重整装置催化裂化装置加氢装置延迟焦化装置H265-905-2040-656.1N2CH44-1010-5020-3531.9C2H4+C2H64-10400-526.8C3H6+C3H82-610-300-3320.5C4+2-100-190-112.2H2O/酸性气体有有有H2S1.6炼厂的氢气与氢气获取292）炼厂富氢气体的提纯重整氢气典型的重整富氢气体组成组成连续重整连续重整半再生重整半再生重整齐鲁(II)扬子石家庄九江H289.9989.778383.93C12.192.511.016.52C22.442.493.034.58C32.592.631.883.02C41.551.891.071.66C50.660.210.49C5+0.610.50.16炼厂的氢气与氢气获取30加氢低分气典型的加氢裂化低分气组成组成天津石化齐鲁（II）扬子（I）高桥*H280.7287.2165.264.01CH49.014.9321.89.78C2H61.681.195.587.7C3H82.251.383.367.32C4H100.241.323.295.90C5H120.210.791.8C5+0.01空气2.831.452.71H2Sppm1083710600160004*脱硫后炼厂的氢气与氢气获取31催化裂化干气典型的催化裂化干气组成H2CO2CON2+O2甲烷乙烷乙烯丙烷丙烯丁烷丁烯C4H2S装置简称％(v)％(v)％(v)％(v)％(v)％(v)％(v)％(v)％(v)％(v)％(v)％(v)ppm燕化（II）28.291.67012.3526.0612.6116.410.262.020.080.110.12齐鲁（II）23.213.152.0117.5725.7810.3610.580.271.180.200.140.2786200高桥（III）20.100.65027.1225.4313.7910.330.351.070.340.220.0318000镇海（I）35.051.981.1015.9720.039.2512.760.241.510.300.230.1818000镇海（II）25.551.182.0529.2325.367.557.360.230.990.230.220.089500炼厂的氢气与氢气获取32催化裂化干气不同催化工艺的干气组成炼厂的氢气与氢气获取33乙烯和化肥装置产氢乙烯装置深冷分离单元所附产氢气在乙烯装置提纯后外供氢气炼厂的氢气与氢气获取343、炼油企业的氢气生产3.1主要的成熟氢气生产工艺电解水甲醇裂解天然气、炼厂气或轻烃水蒸汽转化重油、煤或石油焦的部分氧化炼厂的氢气与氢气获取351）电解水----能耗高，不适合大型炼厂H2O=H2+1/2O2炼厂的氢气与氢气获取362）甲醇裂解----成本高，不适合大型炼厂炼厂的氢气与氢气获取373)烃类水蒸气转化炼厂的氢气与氢气获取384）部分氧化工艺炼厂的氢气与氢气获取395）不同氢气生产工艺的成本比较炼厂的氢气与氢气获取403.2用于生产氢气的原料可以分成两类1）气体和轻烃天然气、炼厂饱和干气、焦化干气、催化干气轻石脑油、LPG采用水蒸气转化工艺生产氢气2）重质油、煤、石油焦减压渣油、脱油沥青煤、石油焦采用部分氧化工艺生产合成气---变换、提纯后获得氢气炼厂的氢气与氢气获取413.3原料的来源1）水蒸气转化工艺轻油、LPG---因价格过高最多用作备用原料炼厂干气---因数量有限，不足以提供全部原料天然气---未来水蒸气转化工艺的主要原料，包括LNG炼厂的氢气与氢气获取42发改委对天然气利用的政策规定第一类：优先类城市燃气：第二类：允许类城市燃气：工业燃料：天然气化工：1)对用气量不大、经济效益较好的天然气制氢项目；2)以不宜外输或上述一、二类用户无法消纳的天然气生产氮肥项目；炼厂的氢气与氢气获取43发改委对天然气利用的政策规定第三类：限