[发明专利]一种天然气重整制氢系统

说明书

本发明涉及一种天然气重整制氢系统，包括通过管路顺序连通的加氢反应器、脱硫罐、转化炉、高温变换器及变压吸附装置，所述的加氢反应器入口与天然气原料管线连通，所述的变压吸附装置出口为可直接供应的天然气重整氢气产品管线，本系统还包括HYCO合成气分离净化装置，该HYCO合成气分离净化装置入口与HYCO合成气原料管线连通，出口分别与合成气分离净化氢气产品管线与CO产品管线连通，所述的天然气重整氢气产品管线上设有与天然气原料管线连通的加氢管线，所述的合成气分离净化氢气产品管线上设有与加氢管线连通的引氢管线。与现有技术相比，本发明本系统一次性投资即可，安全可靠，操作方便。

技术领域

本发明涉及一种制备氢气的系统，尤其是涉及一种天然气重整制氢系统。

背景技术

目前，天然气重整制氢装置已经在全球范围内工业化，其工艺也日趋成熟。不同天然气重整制氢装置的开车模式各不相同，但是各种天然气重整制氢装置主要以天然气作为燃料给转化炉渐渐升温，以每小时50℃的温度进行升温，逐渐达到天然气和蒸汽的反应温度之后，再将天然气做为原料引入天然气重整制氢装置，生产出氢气。但是天然气由于含硫，故在引入原料天然气之前是需要先将氢气引入系统经过催化剂作用脱除天然气中的硫的，如果在天然气重整制氢过程中缺少脱硫的环节，则天然气原料中的硫会造成天然气重整制氢装置中反应催化剂的损坏，并大大降低了催化剂的使用寿命。

由于在引入天然气之前，天然气重整制氢装置是没有氢气产品来引入到天然气重整制氢装置入口来对天然气里的硫进行脱除的，故天然气重整制氢装置必须先依靠外界的氢气进入系统来达到脱硫的目的。

有关文献也提到了目前在天然气重整制氢装置开车时，引入纯氢气需要通过高压钢瓶气组或者是通过纯氢气的槽罐车来暂时引用纯氢进入系统，待脱硫后的天然气原料进入系统产出氢气以后再切换为天然气重整制氢装置自身产出的氢气与天然气原料混合，这就导致了天然气重整制氢装置开车的成本的升高，以及对开车可能造成延误。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种天然气重整制氢系统，本系统直接引用HYCO产品中氢气以用于天然气中硫的脱除，本系统一次性投资即可，安全可靠。

天然气重整制氢装置主要原料为天然气，按体积分数计，其组分为92％的CH4、4％C2H6、3％ C3H8、1％C4H10、小于1％的C5H12、少量的S和N2。天然气重整制氢主要反应机理为CH4+H2O＝ CO+3H2CO+H2O＝CO2+H2。制氢装置的系统压力为22barg。

脱除天然气中S组份，一般采用加氢的方式进行，其主要反应机理为H2+S＝H2SH2S+CuO＝ H2O+CuSH2S+ZnO＝H2O+ZnO。

HYCO合成气分离净化装置(如冷箱)是HYCO合成气分离净化装置，其主要产品为CO和H2，HYCO 合成气分离净化装置的作用为：主要将原料含54％(体积分数，下同)CO和45％H2以及微量的N2、 CH4、Ar等气体，按沸点不同将CO和H2分离出来，产生的尾气则放至火炬燃烧掉。

由于HYCO合成气分离净化装置能够产生氢气，因此该氢气可以引用于天然气重整制氢中。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种天然气重整制氢系统，包括通过管路顺序连通的加氢反应器、脱硫罐、转化炉、高温变换器及变压吸附装置，所述的加氢反应器入口与天然气原料管线连通，所述的变压吸附装置出口为可直接供应的天然气重整氢气产品管线，本系统还包括HYCO合成气分离净化装置，该HYCO合成气分离净化装置入口与HYCO合成气原料管线连通，出口分别与合成气分离净化氢气产品管线与CO产品管线连通，所述的天然气重整氢气产品管线上设有与天然气原料管线连通的加氢管线，所述的合成气分离净化氢气产品管线上设有与加氢管线连通的引氢管线。

所述的脱硫罐包括串联的一号脱硫罐与二号脱硫罐。