甲醇制氫新項目中磁翻板液位計的改進

日期：2019-12-25 來源：作者：

[摘要]通過技改，甲醇裂解變壓吸附制氫新項目的改進，提高了制氫的穩定性和安全性，滿足了生產需要。

1 工藝原理

按照一定比例配制的甲醇與水混合過熱蒸汽在一定的溫度、壓力條件下經過催化劑作用，會進行催化裂解反應，生成氫氣和二氧化碳的混合氣體。

反應為：

CH3OHCO+2H2-90.7 kJ/mol

CO＋H2OCO2+H2+41.2 kJ/mol

總反應為：

CH3OH＋H2O CO2+3H2-49.5 kJ/mol

反應后的混合氣體經換熱、冷凝、分離后，即得到氫含量~74 %、CO2 含量~24.5 %，CO 含量~0.5 %的轉化氣，甲醇的單程轉化率 95 %以上，未反應的原料(甲醇、脫鹽水)返回原料系統循環使用。轉化氣送變壓吸附裝置分離提純，得到高純度的產品氫氣。

采用PSA分離氣體工藝技術從氣體中提純氫氣的原理是利用吸附劑對不同吸附質的選擇性和吸附劑對吸附質的吸附容量隨壓力變化而有差異的特性，在高壓下吸附原料中的雜質組分、低壓下脫附這些雜質而使吸附劑獲得再生。

2 項目背景

原有兩套制氫，存在的問題是：

(1)安全閥設定開啟壓力 1.32 MPa，安全閥安裝位置距離過熱的原料氣比較近，由于溫度影響，1.1 MPa 就已開啟。

(2)板式換熱器在開停機時，由于壓力變化容易外漏氣，還曾經出現過由于換熱器片使用兩年后內漏的情況，轉化氣通過冷卻水進入冷卻塔的情況。并且板式換熱器由于通道小，冷卻水容易結垢堵塞。

(3)南方天氣潮濕，碳鋼管道容易腐蝕，甲醇高位槽，以前是碳鋼材質，容易腐蝕。

(4)洗滌塔液位計為引流管式設計，經常發生測量不準的情況，重新效驗時方法又比較麻煩。

(5)氣源管為 pu 材質，zui后更換為更為 PA 材質也不行，易老化破裂。

(6)計量泵為柱塞泵，密封易漏液。

(7)制氫開機時，原料液進入汽化過熱器，與導熱油進行熱交換完成汽化并被加熱，原料蒸汽溫度達到 200 度以上，方可進入轉化器內，原料蒸汽溫度達到 200 度以前的原料氣排空，既浪費又不環保。

(8)PSA 變壓吸附只有一種吸附形式，在變壓吸附的運行中，如因故障某塔不能正常工作時，不能去掉一個塔，讓另外的塔正常運行。真空泵故障時，也不能使用常壓吸附。總之使用非常不便。

3 改進措施

我公司又新上了一套 1400 NM3/h 的新制氫，根據以上弊端新

項目進行了改進：

(1)安全閥設定開啟壓力 1.32 MPa，由于溫度影響，1.1 MPa就已開啟。新項目使用了先導式安全閥，避免了主管道的高溫對安全閥開啟的影響。先導式安全閥是—種非直接載荷式安全閥。由主閥和導閥(又稱“副閥”)組成，主閥依靠從導閥排出的介質來驅動，由于系統內的壓力呈脈沖形式，所以又被稱為“脈沖式安全閥”。當介質壓力到開啟壓力時，導閥先開啟，排出來的介質經過旁通管進入主閥，避免了主管道的高溫對安全閥開啟的影

響。

(2)板式換熱器容易漏氣問題，新項目使用了更換為兩套不銹鋼列管式換熱器。不會出現由于壓力變化容易外漏氣，換熱器列管不易內漏，不會出現轉化氣通過冷卻水進入冷卻塔的危險情況發生。列管換熱器由于通道大，冷卻水不容易結垢堵塞。

(3)碳鋼管道及甲醇高位槽容易腐蝕，更換為耐腐蝕不銹鋼管道和不銹鋼罐體。

(4)液位計更換為遠傳磁翻板液位計，其結構原理為：液位器由磁浮子通過無觸點報警開關，轉換輸出控制液位。遠傳磁翻板液位計由磁性材料將液位的變化線性地轉換成4~20 mA的電流信號，傳給二次儀表進行測量、記錄，控制，這樣既能現場顯示，也能遠傳。方便了工藝控制和操作。

(5)氣源管現在更換為全不銹鋼管。

(6)計量泵以前為柱塞泵，易漏液，現在更換為米頓羅隔膜泵，解決了外漏問題，同時泵的性能更加穩定。

(7)制氫開機時，原料液進入汽化過熱器，與導熱油進行熱交換完成汽化并被加熱，原料蒸汽溫度達到 200 度以前的原料氣xianjin行回流至進料換熱器前重新加熱升溫，原料蒸汽溫度達到 200度以上進入轉化器內，既節約又安全環保。

(8)PSA 變壓吸附多種形式。