烃类蒸汽转化法制氢工艺发展现状分析

烃类蒸汽转化法制氢工艺发展现状分析

戴福庆

中国石油广西石化公司 广西 钦州 535000

摘要：在炼油业生产规模和相关进步不断发展的情况下，烃类蒸汽转化法这类成熟的制氢方法被大量应用。随着环保意识不断加强和生产质量要求越来越高，相关从业者在该工艺基础上进行深度钻研，期望全面提升其节能环保性、易操作性和质量保障。本文重点探索了烃类蒸汽转化法制氢工艺在国内相关领域的研究应用现状，并结合实际情况分析了该工艺技术发展方向。

关键词：烃类蒸汽转化法；制氢工艺；发展现状

炼油产业是当今社会各产业发展的关键动力，其生产方式和质量直接影响着社会发展状态和未来趋势。同时，社会各界对于炼制过程环境污染严重的传统炼油业提出了革新工艺的要求，加上当今炼油业中氢成为了重要原料成本之一，秉承着成本把控、资源节约和可持续发展理念，需要积极对烃类蒸汽转化法制氢工艺这类工艺进行优化。

一、工艺流程及技术要点

烃是烃类蒸汽转化法制氢工艺执行过程中主要原料之一，其中以液化石油气、加氢轻石脑油为代表的原料属于气态烃，以天然气、焦化干气为代表的气体原料属于液态烃。

该工艺转化工艺流程主要由原材料脱硫、蒸汽工艺转化、中温变换、氢提纯组成，具有比较严格的工艺标准。进一步来讲，如果原料构成复杂，则需要设置预转化单元；如果原料属于高烯烃含量原料，则需要设置烯烃饱和单元^[1]。也就是说该工艺需要根据不同原料、原料具体品质而进行适当调整，确保整个过程制氢质量达到标准。

二、国外烃类蒸汽转化法制氢工艺发展现状

在全球范围内，炼油企业对制氢工艺都有越来越高的可靠性、环保性、经济性要求，包括丹麦托普索及德国林德在内的企业都基于实际应用而对各类制氢工艺进行了深入研究。根据这些且有的技术工艺研究成果，可以发现当前国际上烃类蒸汽转化法制氢工艺有如下几方面特点：

（一）预转化技术应用率高

该技术主要是配置一个具备绝热性能的固定床反应器，然后以合适比例将水蒸气和制氢原料进行混合，在反应器中进行部分转化。该技术在国外部分炼油企业制氢工艺中被大量应用，具备不错的应用效果。

（二）转化炉性能较高

在国外追求大型制氢工艺情况下，规模较大的转化炉在操作方面往往呈现着多种特点：

1.高出入口温度。在转化炉当中，出口温度一般可以达到900℃左右，而与此相应的是转化程度更高，在转化过程中常见的残留气体，如甲烷等含量会大幅度降低。如此一来提高了原料利用率的同时也提升了转化制氢率。

2.高空速。国际上做的比较好的企业，转化炉拥有着高空速的优势，得益于此在转化期间对催化剂的消耗量降低，减少了生产成本。

3.高热流通量。目前国外转化炉中顶烧炉和侧烧炉的平均热强度分别可以达到80KW/㎡和90KW/㎡，整体转化效率和制氢率都达到了较高水平^[2]。

二、国内烃类蒸汽转化法制氢工艺发展现状

在我国炼油行业当中，烃类蒸汽转化法技术自本世纪初开始大规模推广以来，在技术工艺方面进步迅速，整体方面达到了国际水平，其发展和应用现状有以下几方面特点：

大型化和多样化

首先，我国炼油产业氢的消耗量不断增加，基烃类蒸汽转化法的工艺设备系统规模也在不断扩大，目前比较有代表性的是中国石化公司生产规模达到210000Nm³/h的超大型制氢系统。其次，我国炼油产业在实践过程中，积极进行了多方面研究和实验，逐步开始以清洁能源天然气作为主要制氢原料，同时在石脑油、炼厂气、焦化干气、液化气等原料使用方面也达到了可靠技术水平，不仅提升了制造工艺水平，对于降低能源消耗也有重要意义。

转化炉系统性能提升

当前，我国在自制转化炉系统的材质和工艺方面取得了进步，以微合金型HP40为代表的优质材料被大量应用，同时在转化炉出口管系统结构方面也进行了实践创新，以冷壁出口的全新设计来优化了转化炉热补偿工艺。目前，国内各炼油厂转化炉的转化效率普遍可以达到93%以上。

催化剂性能不断提升

催化剂是实用烃类蒸汽转化法制氢时不可或缺的材料，目前随着我国能源科技及材料技术不断提升，以脱硫剂、变换催化剂为代表的催化原料品质性能都达到了更高水平，基于此，我国实用这些催化原料进行烃类蒸汽转化的工艺水平也有了明显提升^[3]。

结束语：

综上所述，这些年来，全球以炼油为代表的行业在制氢技术方面进行了深入研究和实践，其中烃类蒸汽转化法制氢技术在全球范围内取得了全面进步。我国目前基于烃类蒸汽转化法的制氢技术在制造规模、转化炉系统性能、催化剂品质工艺方面都已经接近国际水平，在制氢效率、质量、经济性、环保性等方面都达到了较高水平。不过相比国际水平，目前我国烃类蒸汽转化法制氢技术也存在着原材料利用率较低且设备安全性较差等问题，急需在后续研究实践中一一解决，以全面提升我国相关产业生产水平。

参考文献：

[1] 李国庆, 钟国添, 张丽芸. 一种高效回收烃类蒸汽转化制氢过程中转化气能量的工艺:.

[2]王卫, 程玉春, 戴建波, et al. 国内外蒸汽转化制氢催化剂及工艺进展[J]. 工业催化, 2002, 10(3):1-6.

[3] 张晓辉,赵霞,孙嫚.烃类蒸汽转化法制氢工艺发展现状[J].当代化工研究,2016(12):63-65.