[发明专利]一种天然气裂解制氢中燃料气中压改低压使用装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于工业气体生产节能技术领域，特别涉及一种天然气裂解制氢中改低压使用燃料气降低原料成本的方法。

背景技术

氢气具有以其热值高、无污染、来源丰富等优点，是人类最清洁而且永恒的能源之一，被广泛应用于石油化工、航空、冶金、电子、电力、建材、气体制造等行业。随着太阳能发电、电解氢气、燃料电池、氢气贮存技术的发展，氢气的地位将从一般的工业用气跃变为石油能源的替代品。

天然气裂解制氢，对于没有管道直接输送的，就需要中压或高压管束集装箱车运输CNG天然气。天然气裂解制氢装置中裂解制氢反应段要求反应压力维持在1.65-1.75MPa之间，除去管路仪表的压差，要求前段原料气缓冲罐压力要保持在1.9MPa，一般CNG中压车（水容积为56m³、初始压力为3.9MPa）使用到2.1MPa就需要拖回加气站更换充气了，其实每辆车使用的CNG气量仅为1008m³，受到系统压力的牵制，导致每车CNG的使用量未到最大限度。同时为系统提供热能的燃料气工艺段，燃烧消耗的天然气的量为原料天然气量的10%以上，因此，从天然气原料罐支取一路提供燃料气，为保证系统压力稳定，天然气的燃料气压力就相对偏高。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的缺点，提供一种天然气裂解制氢中改低压使用燃料气降低原料成本的方法，是通过加装一个低压天然气储罐，专供燃料气路使用，一方面将系统使用的中压燃料气转变为低压使用，提高安全系数；另一方面从天然气中压车中多提取出10%的天然气原料气的使用量，提高利用效率，减少了运输成本。

本发明的技术方案是：一种天然气裂解制氢中燃料气中压改低压使用的装置，它包括：中压CNG槽车，天然气缓冲罐，天然气储槽罐，原料气缓冲罐，燃料气缓冲罐，连接管道阀门系统，所述的连接管道阀门系统包括三个截止阀和调节阀，所述的中压CNG槽车出口端设有两路管路，其中一条管路通过截止阀与天然气缓冲罐连接，另一条管路通过另一个截止阀与天然气储槽罐相连接，所述的天然气缓冲罐中上部出口通过第三个截止阀与原料气缓冲罐下部入口相连接，所述的天然气储槽罐中上部出口通过一个调节阀与燃料气缓冲罐入口相连接。

一种天然气裂解制氢中燃料气中压改低压的方法，该方法包括以下步骤：

（1）中压天然气作制氢原料气的输送：中压CNG槽车中的天然气通过管道和软管连接进入天然气缓冲罐，保持压力2.0～2.1MPa，天然气缓冲罐中的天然气通过截止阀进入原料气缓冲罐，保持压力为1.9MPa，原料气缓冲罐中的天然气进入裂解制氢系统，一般保持系统反应压力稳定在1.65～1.75MPa；

（2）中压管束集装箱运输车输送天然气：CNG中压管束集装箱车中天然气初始压力一般为3.9MPa，通过管道和软管与天然气缓冲罐进口相连接，并向天然气缓冲罐内输送天然气直至压力降至2.1MPa，关闭向天然气缓冲罐内输送天然气的截止阀，打开通向天然气储槽罐的截止阀，将中压CNG槽车压力放至1.9MPa，关闭截止阀，中压CNG槽车回加气站充气；此操作使天然气中压车中多提取出10%的天然气原料气的使用量；

（3）低压使用燃料气系统：天然气储槽罐中的天然气通过调节阀直接进入燃料气缓冲罐，燃料气缓冲罐内的天然气压力保持在0.2MPa，并以此压力状态下进行燃烧换热，为系统提供热量；此操作使系统稳定实现了低压使用燃料气。

所述的中压CNG槽车初始压力为3.9MPa，水容积为56m³的天然气槽车。

所述的天然气缓冲罐，天然气储槽罐，原料气缓冲罐，燃料气缓冲罐均为碳钢材料制造，连接管道为DN50。

所述的天然气缓冲罐设计温度50℃，容积为20m³，设计压力在4.0MPa，使用压力在2.1MPa；所述的天然气储槽罐设计温度50℃，容积为31.1m³，设计压力在2.2MPa，使用压力不得高于2.0MPa；所述的原料气缓冲罐设计温度50℃，容积为2.0m³，设计压力在2.2MPa，使用压力在1.9MPa；所述的燃料气缓冲罐设计温度50℃，容积为2.0m³，设计压力在0.4MPa，使用压力在0.2MPa。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，操作简便，可以使得中压CNG槽车达到最大限度的使用量，提高了其使用效率，降低了成本，并且利用本发明方法可以节约10%的运输费用，还可以提供安全稳定的低压燃料气。

附图说明