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高效分布式甲醇制氢加氢一体站集成技术应用与实践

完成单位:中国石化销售股份有限公司、中石化石油化工科学研究院有限公司、中石化北方能源(大连)有限公司

登记编号:ZSXC-2023-SH-1-059      登记年份:2023      登记日期:2023-06-29

项目概况
1、成果简介 加氢站是氢能交通产业发展的重要基础设施,现阶段主要采用高压长管拖车供氢,存在运输氢气成本高、运输能力低、装卸时间长和综合能效差等一系列问题,限制了加氢站的发展。为此,中国石化提前布局开展了分布式供氢系统的研发,同时解决了分布式甲醇制氢核心技术问题和站内制氢的体系建设问题,打造了全国首套甲醇分布式站内制氢加氢一体站模式。 中国石化开发的高效分布式甲醇制氢系统是一个可在加氢站内把甲醇转化为高纯度氢气的装备,整体制氢系统包括甲醇转化、氢气提纯、催化氧化多个单元。本项目从催化技术、工艺开发、过程强化、系统集成四个维度出发,打造了高效化、模块化、集约化、智能化的分布式甲醇制氢装备,实现了分布式甲醇制氢系统主体装置占地仅64平方米,而国内同规模的传统甲醇制氢装置占地超过300平方米,从“大块头”变成了智能“艺术品”,大大节省土地面积。同时优化了整站工艺流程,实现制氢与加氢有机结合。此外,本项目推动地方政府出台了制氢加氢一体站技术规范。中国石化甲醇制氢加氢一体站的正式运营,对降低氢气成本、推动氢能大规模推广应用具有积极贡献,为在全国范围内加快构建安全、稳定、高效的氢能供应网络提供可复制、可推广的经验。 2、主要创新点 (1)低成本 氢气的储存和运输是当前制约氢能产业发展的关键环节。盛港甲醇制氢加氢一体站示范项目直接在站内利用甲醇就地制取燃料电池级高纯氢气,从运氢气变为运甲醇,有效规避了氢气运输和大量储存。通过石油化工科学研究院的专有技术,分布式甲醇制氢系统实现了氢气的高效制取和能量耦合优化,使得生产1kg氢气的甲醇单耗控制在7.5kg以内,综合考虑制、储、运成本,甲醇制氢加氢一体站相比传统加氢站的用氢成本可降低20%以上,实现了加氢站的扭亏为盈。 (2)撬装化和集成化 加氢站的建设用地紧张也是制约加氢站建设的关键问题之一。甲醇制氢加氢一体站建设采用“撬块化建站模式”,场地利用率为全国最高,主体装置占地仅64m2,而同等制氢规模的传统设备占地面积超500m2。系统的高度集成化使得占地面积大大缩小,有效解决了加氢站用地紧张的问题,为站内制氢加氢一体站的建设提供了技术保障。 (3)智能化 基于工艺技术开发,通过贫氧催化燃烧技术辅以自动控制和远程物联网云端监测技术,实现了分布式甲醇制氢系统的本质安全。同时,为便于用户操作并满足现场生产的实际需求,分布式甲醇制氢系统实现了撬装设备的高度智能化,可实现系统的“一键开停车”、“自动负荷调整”和“热备-开工模式智能切换”等功能,实现“傻瓜”式运行,杜绝用户现场操作行为,进一步确保加氢站安全稳定运行。 (4)规范化 政策问题是制约制氢加氢一体站的关键问题。大连盛港甲醇制氢加氢一体站的建设和依托项目出台的国内首个《制氢加氢一体站技术规范》,为全国地方政府支持制氢加氢一体站的建设提供了依据和借鉴。同时项目运营中建立的运营制度为未来制氢加氢一体站运行管理规范的建立奠定了基础。