甲醇制氢新项目中磁翻板液位计的改进

日期：2019-12-25 来源：作者：

[摘要]通过技改，甲醇裂解变压吸附制氢新项目的改进，提高了制氢的稳定性和安全性，满足了生产需要。

1 工艺原理

按照一定比例配制的甲醇与水混合过热蒸汽在一定的温度、压力条件下经过催化剂作用，会进行催化裂解反应，生成氢气和二氧化碳的混合气体。

反应为：

CH3OHCO+2H2-90.7 kJ/mol

CO＋H2OCO2+H2+41.2 kJ/mol

总反应为：

CH3OH＋H2O CO2+3H2-49.5 kJ/mol

反应后的混合气体经换热、冷凝、分离后，即得到氢含量~74 %、CO2 含量~24.5 %，CO 含量~0.5 %的转化气，甲醇的单程转化率 95 %以上，未反应的原料(甲醇、脱盐水)返回原料系统循环使用。转化气送变压吸附装置分离提纯，得到高纯度的产品氢气。

采用PSA分离气体工艺技术从气体中提纯氢气的原理是利用吸附剂对不同吸附质的选择性和吸附剂对吸附质的吸附容量随压力变化而有差异的特性，在高压下吸附原料中的杂质组分、低压下脱附这些杂质而使吸附剂获得再生。

2 项目背景

原有两套制氢，存在的问题是：

(1)安全阀设定开启压力 1.32 MPa，安全阀安装位置距离过热的原料气比较近，由于温度影响，1.1 MPa 就已开启。

(2)板式换热器在开停机时，由于压力变化容易外漏气，还曾经出现过由于换热器片使用两年后内漏的情况，转化气通过冷却水进入冷却塔的情况。并且板式换热器由于通道小，冷却水容易结垢堵塞。

(3)南方天气潮湿，碳钢管道容易腐蚀，甲醇高位槽，以前是碳钢材质，容易腐蚀。

(4)洗涤塔液位计为引流管式设计，经常发生测量不准的情况，重新效验时方法又比较麻烦。

(5)气源管为 pu 材质，zui后更换为更为 PA 材质也不行，易老化破裂。

(6)计量泵为柱塞泵，密封易漏液。

(7)制氢开机时，原料液进入汽化过热器，与导热油进行热交换完成汽化并被加热，原料蒸汽温度达到 200 度以上，方可进入转化器内，原料蒸汽温度达到 200 度以前的原料气排空，既浪费又不环保。

(8)PSA 变压吸附只有一种吸附形式，在变压吸附的运行中，如因故障某塔不能正常工作时，不能去掉一个塔，让另外的塔正常运行。真空泵故障时，也不能使用常压吸附。总之使用非常不便。

3 改进措施

我公司又新上了一套 1400 NM3/h 的新制氢，根据以上弊端新

项目进行了改进：

(1)安全阀设定开启压力 1.32 MPa，由于温度影响，1.1 MPa就已开启。新项目使用了先导式安全阀，避免了主管道的高温对安全阀开启的影响。先导式安全阀是—种非直接载荷式安全阀。由主阀和导阀(又称“副阀”)组成，主阀依靠从导阀排出的介质来驱动，由于系统内的压力呈脉冲形式，所以又被称为“脉冲式安全阀”。当介质压力到开启压力时，导阀先开启，排出来的介质经过旁通管进入主阀，避免了主管道的高温对安全阀开启的影

响。

(2)板式换热器容易漏气问题，新项目使用了更换为两套不锈钢列管式换热器。不会出现由于压力变化容易外漏气，换热器列管不易内漏，不会出现转化气通过冷却水进入冷却塔的危险情况发生。列管换热器由于通道大，冷却水不容易结垢堵塞。

(3)碳钢管道及甲醇高位槽容易腐蚀，更换为耐腐蚀不锈钢管道和不锈钢罐体。

(4)液位计更换为远传磁翻板液位计，其结构原理为：液位器由磁浮子通过无触点报警开关，转换输出控制液位。远传磁翻板液位计由磁性材料将液位的变化线性地转换成4~20 mA的电流信号，传给二次仪表进行测量、记录，控制，这样既能现场显示，也能远传。方便了工艺控制和操作。

(5)气源管现在更换为全不锈钢管。

(6)计量泵以前为柱塞泵，易漏液，现在更换为米顿罗隔膜泵，解决了外漏问题，同时泵的性能更加稳定。

(7)制氢开机时，原料液进入汽化过热器，与导热油进行热交换完成汽化并被加热，原料蒸汽温度达到 200 度以前的原料气xianjin行回流至进料换热器前重新加热升温，原料蒸汽温度达到 200度以上进入转化器内，既节约又安全环保。

(8)PSA 变压吸附多种形式。