摘要：在氯碱生产过程中一直存在着氯碱不平衡的问题。在我国常见的生产体系中，一套年产30万吨烧碱、40万吨PVC装置，其中每年富余量为1.5万吨。在氯碱生产过程中所产生的富余量是由氯化氢合成工序所产生。为了减少氯碱生产中的富余，近年来一些氯碱企业开将天然气制氢技术引入到氯碱生产中，生产氯化氢，进而生产PVC,为消化富余的提供了有效的解决途径。 乳胶模具
厂房屋顶光伏发电关键词：天然气制氢；氯碱产业；作用
流化床1天然气制氢工艺概述
目前行业普遍认为，以天然气为原料生产工业氢气较为理想的方法是蒸汽转化法。天然气的蒸汽转化主要有以下两种方式：即间歇转化法和加压连续转化法。间歇转化法天然气消耗高，排放气中含有一氧化碳和氢气等成分，有效成分损失大而且造成环境污染；转化在常压下进行，压缩做功能耗较大。加压连续转化法天然气消耗低，运行过程连续进行，易于操作和控制；转化在加压下进行，压缩功能耗也低，因此被普遍采用。
果酱瓶加压转化过程中，一般采用2.5MPa以上的压力操作，而管输天然气一般无法满足直接进料的条件，需要对管输天然气进行二次增压。由于天然气中的硫在转化过程中会对镍系和铁系变换催化剂造成毒害，使变换后气体中CH4含量增高，因此加压后的天然气进入原料精制系统进行脱硫与烯烃饱和。精制后的天然气与水蒸气混合进入转化炉对流段和辐射段，在催化剂的作用下，CH4与水蒸气生成CO和H2，部分CO与水蒸气反应生成CO2和H2，从而产出含有H2、CH4、CO、CO2和H2O的混合转化气。转化气经换热降温后进入变换炉，在催化剂的作用下将CO和水变换成CO2和H2，变换后气体进入变压吸附部分进行分离提纯，剩余的杂质通过冲洗步骤进一步净化，净化后的工业氢纯度可达到99.9%以上。
2天然气制氢技术常见影响因素分析
2.1压力变动影响生产稳定性
在天然气制氢技术应用过程中，要求控制所有进入系统的天然气压力，确保其压力控制在一定范围内。在大多数情况下，压力应控制在1.8～2.2MPa之间。然而，在冬季，由于用户的高温要求，天然气的使用量增加，导致进入系统的天然气压力大幅下降，甚至出现压力波动。在大多数情况下，天然气压力在1.2至2.4MPa之间波动。然而，不稳定的气体压
力对企业制氢系统的运行产生了非常明显的负面影响，甚至导致制氢系统运行不稳定，早期制氢装置的产能在实际生产过程中持续下降。为此，企业需要在现有系统天然气管道上增加一个加速增压压缩装置，以确保天然气入口压力的稳定。当入口压力低于最低标准值时，加速增压压缩装置可直接启动自动增压模式，当入口压力高于最高标准时，需要实现自动停止。
2.2非标准操作导致脱硫催化剂使用寿命缩短
脱硫催化剂的使用寿命直接影响到天然气制氢的经济效益。因此，一线操作人员必须严格按照操作规程操作，最大限度地延长脱硫催化剂的使用寿命，提高制氢装置的使用效率。
在整个操作过程中，对现场操作人员的要求很高。一是要熟悉制氢装置使用脱硫催化剂的各种工艺，防止不熟悉工艺造成人为操作失误；其次，应仔细操作，确保各种操作数据的准确性。
天然气制氢对水碳比有一定的要求。只有当比例大于0.4时，才能保证传统氯碱生产中天然气和蒸汽之间没有不平衡。氯碱生产一旦出现不平衡，其后果是设备软化管内发生甲烷裂解，随着时间的推移在设备内形成积碳，直接影响市场装置的正常运行。
目前，在天然气制氢过程中，应严格控制设备内部的温升、降温速率和压差。设备的温差不应超过每小时60℃，在更换过程中应保持每小时压差在0.3MPa以下，以免压力和温度的大幅度变化对各种催化剂的使用寿命产生明显的不利影响。
3天然气制氢技术在氯碱生产中发挥的作用
3.1解决氯碱生产过程中一系列不平衡问题
传统氯碱生产中余氯问题十分严重，不仅造成了大量的资源浪费，而且制约了氯碱企业的高效、优质发展。天然气制氢可有效解决氯碱生产中的一系列不平衡问题。天然气制氢技术是解决氯碱生产中余氯问题的重要手段和途径。天然气制氢技术的使用，不仅改变了的浪费，直接增加了PVC的产量，而且有效降低了有限的市场对中国氯碱行业企业生产的限制作用，降低了氯碱企业的生产成本，最终帮助企业取得良好的经济效益，提高企业的市场竞争力，帮助企业实现健康可持续发展。
3.2提高企业经济效益
目前，随着我国社会经济和社会工业的不断发展，整个行业对氯碱产品的需求不断增加。
由此可见，氯碱产品在当前市场发展中对行业起着非常重要的作用。氯碱生产中的产品不仅可用于化工企业，还可广泛应用于其他领域。提高氯碱生产效果有利于企业和社会的发展。天然气制氢技术在氯碱企业的应用，改变了传统氯碱生产工艺中存在的一系列问题，直接提高了企业的生产能力和效益。
氯碱企业采用天然气制氢技术，不仅优化了氯碱企业的生产工艺，而且实现了氯碱生产的创新发展，提高了企业的经济效益和社会效益。氯碱企业在未来的发展中，应利用天然气制氢技术，不断进行精细化的工艺管理，定期对天然气制氢技术涉及的部件进行检修。氯碱企业一旦出现问题，需要立即进行修复和处理，以确保生产的稳定。所有维护内容都需要上报，帮助企业发现天然气制氢技术存在的问题。
3.3减少资源浪费
为了提高氯碱的生产质量，有必要利用天然气制氢装置以低成本生产氢气，以平衡剩余氯。这样不仅可以减少资源浪费，而且可以有效提高PVC产量，打破有限的市场容量对氯碱企业生产能力的限制，最终达到提高氯碱企业经济效益的目的。同时，还可以通过天然气制氢技术提高我国氯碱行业的发展速度，提升氯碱企业的管理水平，以及企业生产
管理的精细化程度和水平。
4天然气制氢工艺发展方向
4.1高温裂解制氢工艺
近年来有不少甲烷在催化剂上的裂解反应的相关研究，但最初目的是研究制合成气及碳纳米材料。随着我国氢能源利用的不断深入，以制取高纯度工业氢为目的的高温裂解制氢工艺逐渐成为制氢工艺一个热门研究方向。其工艺原理是CH4在催化剂高温隔绝氧气条件下直接裂解生成C和H2，由于在隔绝氧气环境下进行反应，反应过程中不会有碳氧化合物产生，便于后续变压吸附环节提高氢气纯度，生产高纯H2。在生产氢气的同时部分碳在金属颗粒催化剂内扩散沉积后，可得到纳米碳纤维、石墨烯等材料，减少了催化剂再生时CO2的排放，整体降低了制氢过程中的碳排放系数。
4.2天然气部分氧化制氢工艺
天然气部分氧化制氢是一种相对成熟的制氢工艺，其反应机理是CH4在纯氧下生成CO和H2O。在天然气部分氧化制氢的发展中，工艺路线分为两个方向，一个是无催化剂部分氧
化，另一个是有催化剂部分氧化。无催化剂的反应过程中反应条件相对苛刻，反应温度1200℃以上，反应压力3Mpa以上；在催化剂条件下，反应温度可以降低到800℃以上，但对催化剂在高温下的抗积炭失活能力和热稳定性有较高的要求。同时，为了提高反应效率，在部分氧化过程中需要纯氧。由于部分氧化反应为放热反应，虽然在纯氧、高温、高压下反应空速有所增加，设备体积有所缩小，但对喷嘴、反应器外壁、堆内构件等设备材料提出了更高的要求，纯氧的制备也增加了氢气的成本。
结论
碱性水机作为国民经济中一个基础和支柱性的产业，氯碱行业在我国众多行业和领域发挥着不可或缺的作用，但由于传统的氯碱生产中存在的氯、碱不平衡的问题，一直制约氯碱产业发展及产能提升。天然气制氢技术在氯碱行业的成功应用，有效破解了这一瓶颈，不仅为行业的发展和进步作出了不可磨灭的贡献，也为社会提供了更多的PVC产品，满足了下游领域的需求。与此同时，天然气制氢技术还提高了资源利用率，增强了氯碱企业的市场竞争力。天然气制氢技术的完善和推广，将进一步促进氯碱行业的可持续发展。
空调铝箔
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