[发明专利]一种天然气转化制氢的方法

说明书

本发明涉及一种天然气转化制氢的方法，该方法包括：以天然气为原料，经加压脱硫后与水蒸汽混合进入转化炉，在催化剂的作用下裂解重整，生成含有CH₄、H₂、CO₂、CO组份的转化气，转化气回收热量后，不经CO变换工序而直接通过PSA提纯得到氢气，变压吸附装置尾气返回转化炉燃烧室为转化反应提供热量。本发明省去变换工段，合理分配原料气的用量，节省变换工段设备，不需要额外补充天然气作为燃料气。

技术领域

本发明涉及天然气蒸汽转化制氢领域，具体涉及一种天然气和蒸汽转化为氢气的工艺。

背景技术

传统的天然气制氢技术如图1所示，是以天然气为原料，经加压脱硫后与水蒸汽混合进入转化炉，在催化剂的作用下裂解重整，生成含有甲烷、氢、二氧化碳、一氧化碳等组份的转化气，转化气回收热量后，经变换将一氧化碳转化为氢气，变换气再通过PSA提纯得到氢气。

存在的问题：(1)经过CO变换工序，流程复杂，增加变换工段设备投资、变换催化剂费用及运行成本；(2)天然气水蒸汽重整制氢需吸收大量的热，需额外消耗天然气作为燃料，制氢过程能耗高。

发明内容

本申请发明人意外发现，以天然气为原料，经加压脱硫后与水蒸汽混合进入转化炉，在催化剂的作用下裂解重整，生成含有甲烷、氢、二氧化碳、一氧化碳等组份的转化气，转化气回收热量后，将CO变换工序省掉，直接通过PSA提纯得到氢气，PSA装置尾气返回转化炉燃烧室为转化反应提供热量，省掉变换工序，无需额外消耗天然气，PSA尾气即可提供燃料气。

根据本发明，提供一种天然气转化制氢的方法，该方法包括：以天然气为原料，经加压脱硫后与水蒸汽混合进入转化炉，在催化剂的作用下裂解重整，生成含有CH₄、H₂、CO₂、CO组份的转化气，转化气回收热量后，不经CO变换工序而直接通过PSA(变压吸附)提纯得到氢气，变压吸附装置尾气返回转化炉燃烧室为转化反应提供热量。

进一步地，在所述转化(裂解重整)工序中，水碳比为2.8～3.5，转化气温度为680～850℃，转化压力为1.1-3.0MPa。

进一步地，在所述转化工序中，水碳比为3.0～3.2，转化气温度为750～800℃，转化压力为1.8-2.5MPa。

本申请的中使用的转化催化剂可以是本领域通常用于转化反应的催化剂，例如Ni基催化剂Z108/Z108-1，Z418/Z419，C11-SL/C11-SSL等。

PSA的工艺条件包括：

入口温度：30～40℃

入口压力：2.0±0.2MPa

出口压力：2.0±0.2MPa

吸附剂：活性氧化铝、活性炭、分子筛。