制氢装置水碳比波动问题分析

刘永辉

（中国石油广西石化公司，广西 钦州 535008）

制氢装置水碳比波动问题分析

刘永辉

（中国石油广西石化公司，广西 钦州 535008）

某石化公司14×104Nm3·h-1制氢装置采用天然气、炼厂气、石脑油和液化气为原料，与装置自产的中压蒸汽反应，生产纯度为99.9%的工业氢气送至氢气管网。水碳比是制氢装置最核心的控制参数，其是否稳定将直接影响整套装置的平稳运行。2015年7月份DCS上显示水碳比突然由3.4降低至0.8左右，后又恢复，但是SIS系统没有发生变化，因此装置没有因为水碳比低低而联锁停车。查找原因并进行计算分析，当时装置为天然气单一进料，天然气和水蒸汽流量没有变化，只有石脑油流量表发生了变化，认为此次水碳比波动是由石脑油流量计波动引起的。通过校正流量计，装置此后没有再发生此类现象。

制氢装置；DCS；水碳比；天然气；石脑油

14×104Nm3·h-1制氢装置是某石化公司高硫原油加工配套工程中的一套新建装置，造气部分采用典型的烃类水蒸气转化制氢工艺，提纯部分采用变压吸附工艺。水蒸气与原料中碳的摩尔比（简称水碳比）是制氢装置最核心的工艺控制参数，水碳比低会导致原料转化率低，严重时会引起烃类原料在催化剂上结碳，进而引起转化炉及催化剂破坏；水碳比高虽然原料转化率会升高，但是过多的蒸汽进入转化炉，会使转化炉热负荷明显增加，同时多余的蒸汽进入后续冷却系统，会增加后续冷却系统的负荷，装置能耗明显增加。水碳比波动会导致转化炉炉管的热吸收发生明显波动，进而引起转化炉温度波动，因此控制合适的水碳比对于制氢装置降低能耗、提高氢气收率、装置长周期安全平稳运行具有重要意义。……