甲醇制氢生产装置自动控制方案设计

㈠ 山东省危险化工工艺自动化控制改造标准

一、总体目标
通过推进化工企业涉及危险化工工艺生产装置自动化改造工作，切实提高化工企业安全保障能力，全面提升化工企业本质安全水平，确保我省危险化学品行业安全生产形势持续稳定。

二、工作任务
涉及硝化、氧化、磺化、氯化、氟化、重氮化、加氢反应等15种危险工艺化工生产装置全部装备和完善自动控制系统，大型和高度危险化工装置装备紧急停车系统。

三、实施步骤
（一）评价确认。各化工企业按照国家安监总局《首批重点监管的危险化工工艺目录》和《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案》要求，聘请甲级安全评价机构对照本企业采用的危险化工工艺及其特点，专项安全评价自动控制情况，并将评价报告上报省安全监管局。
（二）制定改造方案。经评价，未达到自动控制要求的，要立即制定整改计划和改造方案。改造方案要由具有相应资质的设计单位会同企业有关专业人员研究制订，并报省安全监管局备案。各市（地）安监局要检查指导辖区内企业自动化改造工作进展情况。
（三）方案实施。安装改造工程要由具备相应资质的施工安装单位承担。实施改造企业在安装改造前后要有完善的停、开车方案，落实防范措施，确保停、开车安全。安装改造完成后，要由安全评价机构对自动化控制及安全联锁停车装置验收评价，并建立档案，确保装置运行灵敏、可靠，确保人员及设备安全。
（四）改造确认。危险化工工艺生产装置自动化改造工作完成后，企业要及时将验收评价报告报省安全监管局备案。

四、工作要求
（一）提高认识，加强领导，落实责任。各级安全监管部门要充分认识我省化工企业安全生产基础仍然薄弱，特别是一些高危险工艺化工企业没有配置自动化控制及安全联锁，工艺装置本质安全水平较低，化工生产过程大多涉及高温、高压、易燃、易爆和有毒有害，一旦出现异常且控制不当，极易引发恶性事故。实施化工生产过程自动化控制及安全联锁技术改造，是规范安全生产管理、降低安全风险、防止事故发生的重要措施，也是强化企业安全生产基础、提升本质安全水平的有效途径。各地市要切实加强对自动化改造工作组织领导，周密部署，精心组织，强力推进，认真实施，切实督促企业严格落实主体责任，加大安全投入、加快安装改造进度。
（二）强化管理，狠抓落实，确保进度。各市（地）要针对这项工作时间紧、专业性强、改造任务重的情况，加强各实施阶段督促检查，及时掌握改造企业工作进展和存在困难，采取得力措施，狠抓落实，确保如期完成工作任务。各企业要科学分析各自装置特点，按照安全可靠、经济适用原则，充分吸收设计、评价等单位技术人员和化工专家意见，积极稳妥的实施改造。各县（市、区）安全监管部门要切实加强对安装改造工作过程中停产和复工环节安全监管，督促企业建立并严格落实化工装置开、停车方案、安全操作规程和应急处置预案，保证装置改造工作安全顺利进行。
（三）强化监管，严格许可，把住安全准入关。要将是否安装自动化控制及安全联锁系统作为换（发）安全生产行政许可的必要条件，严把安全生产准入关。实施改造的企业，要在安装改造工程验收后，编制自动化控制及安全联锁系统安装报告书报当地安监部门。新、改、扩建项目，涉及化工装置属于安装改造范围的，必须同时设计、安装和使用相应的自动化控制及安全联锁装置。未经设立安全审查或安全设施设计审查的，必须提出或设计相应的自动化控制及安全联锁系统，否则，不予通过安全审查。已经试生产的，必须在试生产结束前配置相应的自动化控制及安全联锁装置，确因时间紧、工作量大等原因无法完成的，要作出安装改造的时限承诺（最长不超过6个月），并认真实施，否则不予通过安全设施竣工验收。危险化学品建设项目设立安全评价报告，要采用危险度评价法，分析工艺装置的安全风险，提出是否安装自动化控制及安全联锁系统的措施建议。危险化学品建设项目竣工验收安全评价报告、生产企业现状安全评价报告，要对是否按规定要求安装自动化控制及安全联锁装置作出评价。危险化学品建设项目安全设施设计专篇，要根据工艺装置的安全风险分析、风险级别和措施建议，充分考虑和设计重要参数的测量、控制、报警、自动联锁保护及紧急停车等自动化控制及安全联锁设施和措施。

㈡ 如何制造氢气制造氢气需要哪些设备和材料知道的请告诉我，谢谢！

电解水

㈢ 甲醇制备氢气的方程式

甲醇制氢技术是以甲醇、脱盐水为主要原料，甲醇水蒸气在催化剂床层转化成主要含氢气和二氧化碳的转化气，该转化气再经变压吸附技术提纯得到纯度为99.99%的产品氢气的工艺技术。本技术分两部分即甲醇转化技术和变压吸附提纯技术。

甲醇和水的蒸汽在高于200℃的温度条件下通过专用的催化剂床层会发生转化反应，生成化学比例的氢气和二氧化碳。其化学方程式如下：

CH3OH+ H2O → CO2+3 H2－49.5 KJ/mol ⑴

转化反应的同时伴随有副产物 CO生成，经过对反应热力学和反应机理的研究，结果表明该转化反应是由两步反应完成的，即甲醇裂解反应和一氧化碳变换反应。其过程方程式如下：

CH3OH → CO+2H2 －90.7 KJ/mol ⑵

CO+H2O → CO2+H2 ＋41.2 KJ/mol ⑶

甲醇水蒸气转化反应为吸热反应。为节约能耗和物耗，需保证反应在高单程转化率和高选择性下进行，所以一般控制反应温度应高于230℃，而反应的高选择性是由高选择性的专用催化剂和操作工艺参数决定的。

甲醇水蒸汽转化反应为分子增加的反应，一般情况下加压不利于转化反应的正方向进行。由于变压吸附技术和后续用户对氢气压力要求，为节约气体压缩过程的电耗，转化气一般可在0.7～2.5MPa间。

没有参与反应的甲醇经冷却冷凝后部分随反应转化带出，利用甲醇和水的物理性质进行水洗回收其中的甲醇，既降低原料甲醇的消耗，又可以减少后续变压吸附装置吸附剂装填量，提高氢气的回收率。回收的甲醇在系统循环。

专用转化制氢催化剂是该转化工艺的核心，主要组分为氧化态的铜、锌、铝，活性组分为单质铜，在投料使用前进行还原活化，将氧化态的催化剂变为具有活性的单质铜。催化剂的还原过程以氢气为还原剂，氮气作为为载体和稀释剂。

在催化剂使用初期，催化剂的活性较高，可在较低的温度下进行反应。随着催化剂使用时间的延长，催化剂活性会逐渐下降，需逐渐提高反应温度以提高反应速度、保证甲醇的单程转化率和产气量。

㈣ 甲醇制氢装置安全吗

这不是来安全的问题，我觉得很不自可思议，工业用甲醇本身就是氢气、一氧化碳和二氧化碳合成得到的，费这么多钱得到甲醇，再把甲醇裂解制氢！
成本呢？合算过么？
反正我没听说过这么干的。
倒是甲醇制乙烯、丙烯还是很划算的。

㈤ 甲醇裂解制氢的工艺过程

工艺流程如图所示。
甲醇和脱盐水按一定比例混合后经换热器预热后送入汽化塔，汽化后的水甲醇蒸汽经锅热器过热后进入转化器在催化剂床层进行催化裂解和变换反应，产出转化气含约74%氢气和24%二氧化碳，经换热、冷却冷凝后进入水洗吸收塔，塔釜收集未转化完的甲醇和水供循环使用，塔项气送变压吸附装置提纯。
根据对产品气纯度和微量杂质组分的不同要求，采用四塔或四塔以上流程，纯度可达到99.9～99.999%。设计处理能力为1500 Nm3/h转化气、纯度为99.9%的变压吸附装置，其氢气回收率可达90%以上。
转化气中二氧化碳可用变压吸附装置提纯到食品级，用于饮料及酒类行业。这样可大大降低生产成本。流程设置先经变压吸附装置分离二氧化碳后，富含氢气的转化气经加压送入变压吸附装置提纯。

㈥ 精馏塔的自动控制方案设计（《化工仪表》）

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㈦ 甲醇制氢

1.甲醇裂解制氢CH3OH → CO+2H2
吸热反应，可利用发动机的废热增加燃料热值。产物中CO 含量高。
2.甲醇水蒸气重整制氢: CH3OH(l)+H2O(l)→CO2+3H2氢碳比高，无CO 产生。需外部供热。
3.甲醇部分氧化制氢:CH3OH(l)+1/2O2+2N2→ 2H2+CO2+2N2 快速放热反应。会产生局部过热使催化剂烧结。
4.甲醇内氧引水重整制氢: CH3OH+1/8O2+3/4H2O﹦CO2+11/4H2氢碳较高，无CO 产生，无需外部供能，反应体系启动快、效率高。反应体系复杂。