一種集成式回收氫氣的裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種集成式回收氫氣的裝置，涉及石油和化工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地講是一種集成膜分離與變壓吸附技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，把膜分離系統(tǒng)及變壓吸附系統(tǒng)通過(guò)管道連接在一起，按照各股含氫尾氣的壓力能、氫氣濃度、流量等參數(shù)對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，根據(jù)回收目標(biāo)的不同，將裝置布置分為3個(gè)方案，即膜分離系統(tǒng)與催化干氣PSA系統(tǒng)并列、膜分離系統(tǒng)與催化干氣PSA系統(tǒng)串聯(lián)、膜分離系統(tǒng)與催化干氣PSA系統(tǒng)并列，且在變壓吸附系統(tǒng)中增加催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)氫氣的分級(jí)回收，可獲得回收率和純度都較高的氫氣資源，并且聯(lián)合工藝綜合了膜分離技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、投資費(fèi)用少及變壓吸附技術(shù)制氫產(chǎn)品純度高的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的社會(huì)效益、環(huán)保效益及經(jīng)濟(jì)效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種集成式回收氫氣的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集成式回收氫氣的裝置，特別是涉及一種根據(jù)含氫尾氣的壓力能、氫氣濃度、流量等參數(shù)回收氫氣的裝置，屬于石油化工【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]石油是一次性不可再生能源，它的儲(chǔ)量越來(lái)越少，使得原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化、硫含量、金屬含量呈上升趨勢(shì)，導(dǎo)致煉廠加工含硫原油和重質(zhì)原油的比例逐年增大。為了應(yīng)對(duì)優(yōu)質(zhì)油品與化工原料的需求以及環(huán)境保護(hù)兩方面的挑戰(zhàn)，各大煉廠普遍增設(shè)了焦化和加氫裂化工序，因此加氫技術(shù)是煉油廠深度加工的有效手段。然而煉廠中的氫源主要有兩種，一種是用石油等來(lái)生產(chǎn)，成本較高，另一種是利用新技術(shù)從各種含氫尾氣中回收氫。
[0003]由于各含氫尾氣的濃度、壓力、流量等參數(shù)不同，本發(fā)明將膜分離技術(shù)與變壓吸附(Pressure Swing Adsorpt1n,簡(jiǎn)稱(chēng)PSA)技術(shù)有機(jī)結(jié)合,從含氫尾氣中分級(jí)回收氫氣,可獲得回收率和純度都較高的氫氣資源，并且聯(lián)合工藝綜合了膜分離技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、投資費(fèi)用少及變壓吸附技術(shù)制氫產(chǎn)品純度高的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的社會(huì)效益、環(huán)保效益及經(jīng)濟(jì)效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種集成式回收氫氣的裝置。
[0005]該裝置集成膜分離與變壓吸附技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，把膜分離系統(tǒng)及變壓吸附系統(tǒng)通過(guò)管道連接在一起，按照各股含氫尾氣的壓力能、氫氣濃度、流量等參數(shù)對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，分為高壓高濃度大流量含氫尾氣、中壓較高濃度小流量含氫尾氣、低壓高濃度大流量含氫尾氣，根據(jù)具體的回收目標(biāo)，選擇最佳分離工藝，實(shí)現(xiàn)氫氣的分級(jí)回收，提高氫氣的回收率及純度。
[0006]所述高壓高濃度大流量含氫尾氣:例如表壓力在IMpa以上，濃度在30%以上和流量在150Nm3/h以上；中壓較高濃度小流量含氫尾氣:例如表壓力在0.7?IMpa之間，濃度在30%以上和流量在150Nm3/h以下；低壓高濃度大流量含氫尾氣:例如表壓力在0.7Mpa以下，濃度在30%以上和流量在150Nm3/h以上。
[0007]所述回收裝置膜分離系統(tǒng)包括尾氣壓縮機(jī)、脫硫系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)及氫氣壓縮機(jī)；變壓吸附系統(tǒng)包括催化干氣PSA系統(tǒng)，可選的根據(jù)需要增加催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；所述回收裝置各設(shè)備及系統(tǒng)之間通過(guò)管道連接。
[0008]所述集成式回收氫氣的裝置布置方案分為以下3種:第一種為膜分離系統(tǒng)與催化干氣PSA系統(tǒng)并列；第二種為膜分離系統(tǒng)與催化干氣PSA系統(tǒng)串聯(lián)；第三種為膜分離系統(tǒng)與催化干氣PSA系統(tǒng)并列，且在變壓吸附系統(tǒng)中增加催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:項(xiàng)目環(huán)境效益好，不會(huì)造成新的污染；從含氫尾氣中回收氫氣，既減少了氫資源的無(wú)謂浪費(fèi)，又緩解了企業(yè)需求大量氫源的問(wèn)題；將膜分離及變壓吸附技術(shù)集成，在不同的壓力能、氫氣濃度、流量下，實(shí)現(xiàn)氫氣的分級(jí)回收，打破了單一技術(shù)的發(fā)展瓶頸。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明裝置氫氣回收流程圖1 ;
[0011]圖2是本發(fā)明裝置氫氣回收流程圖2 ；
[0012]圖3是本發(fā)明裝置氫氣回收流程圖3。
[0013]附圖:1_氫氣管網(wǎng)、2-高壓高濃度大流量含氫尾氣、3-低壓高濃度大流量含氫尾氣、4-中壓較高濃度小流量含氫尾氣、5-尾氣壓縮機(jī)、6-脫硫系統(tǒng)、7-膜分離系統(tǒng)、8-氫氣壓縮機(jī)、9-催化干氣PSA系統(tǒng)、10-C3、C4含量較低的含氫尾氣、11_C3、C4含量較高的含氫尾氣、12-催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0015]一種集成式回收氫氣的裝置其布置包括以下3個(gè)方案:
[0016]方案I如圖1所不，包括一臺(tái)尾氣壓縮機(jī)5、一臺(tái)氫氣壓縮機(jī)8、一套脫硫系統(tǒng)6、一套膜分離系統(tǒng)7及一套催化干氣PSA系統(tǒng)9，各個(gè)系統(tǒng)及裝置之間通過(guò)管道連接在一起。具體為膜分離系統(tǒng)7與催化干氣PSA系統(tǒng)9并列，低壓高濃度大流量的含氫尾氣3經(jīng)過(guò)尾氣壓縮機(jī)5加壓后與高壓高濃度大流量的含氫尾氣2匯集混合后，輸送到脫硫系統(tǒng)6進(jìn)行脫硫，然后進(jìn)入膜分離系統(tǒng)7進(jìn)行膜回收，此時(shí)膜分離系統(tǒng)7提純各加氫尾氣，使之直接達(dá)到氫氣產(chǎn)品濃度后通過(guò)氫氣壓縮機(jī)8加壓后進(jìn)入氫氣管網(wǎng)I加以利用；中壓較高濃度小流量的含氫尾氣4直接進(jìn)催化干氣PSA系統(tǒng)9，處理完成后直接進(jìn)入氫氣管網(wǎng)I加以利用。膜分離系統(tǒng)7產(chǎn)品H2純度95.8%、H2回收率95.9%，H2回收氣量5757Nm3/h。由于催化干氣PSA系統(tǒng)9只處理中壓較高濃度小流量的含氫尾氣4，處理規(guī)模在9000Nm3/h左右，H2回收率80%左右，氫氣純度99.9%。
[0017]方案2如圖2所不,包括一臺(tái)尾氣壓縮機(jī)5、一套脫硫系統(tǒng)6、一套膜分離系統(tǒng)7及一套催化干氣PSA系統(tǒng)9，各個(gè)系統(tǒng)及裝置間通過(guò)管道連接在一起。具體為膜分離系統(tǒng)7與催化干氣PSA系統(tǒng)9串聯(lián)，低壓高濃度大流量含氫尾氣3經(jīng)尾氣壓縮機(jī)5加壓后與高壓高濃度大流量含氫尾氣2及中壓較高濃度小流量含氫尾氣4匯集混合后一起進(jìn)入脫硫系統(tǒng)6進(jìn)行脫硫，之后進(jìn)入膜分離系統(tǒng)7將含氫尾氣提純至66%左右，此時(shí)含氫尾氣流量為1000NmVh左右，然后進(jìn)入催化干氣PSA系統(tǒng)9繼續(xù)提純，提純后進(jìn)入氫氣管網(wǎng)I加以利用。膜分離系統(tǒng)7產(chǎn)品H2純度66.4%、H2回收率85.9%。催化干氣PSA系統(tǒng)9處理提純后含氫尾氣，處理規(guī)模在10000Nm3/h左右，H2回收率80%左右，H2純度99.9%。
[0018]方案3如圖3所不,包括一套脫硫系統(tǒng)6、一套膜分離系統(tǒng)7、一臺(tái)氫氣壓縮機(jī)8、一套催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)12及一套催化干氣PSA系統(tǒng)9，各個(gè)系統(tǒng)及裝置間通過(guò)管道連接在一起。具體為膜分離系統(tǒng)7與催化干氣PSA系統(tǒng)9并列，并在催化干氣PSA系統(tǒng)9之前增加一套催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)12，將C3、C4含量較高的含氫尾氣11 (C3、C4含量> 30% )送至催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)12，脫除液化氣后變成催化干氣，進(jìn)入催化干氣PSA系統(tǒng)9，處理完成后進(jìn)入氫氣管網(wǎng)I加以利用。而C3、c4含量較少的含氫尾氣10 (C3、C4含量< 30% )直接進(jìn)入脫硫系統(tǒng)6脫硫后進(jìn)入膜分離系統(tǒng)7，之后經(jīng)過(guò)氫氣壓縮機(jī)8增壓后進(jìn)入氫氣管網(wǎng)I加以利用。膜分離系統(tǒng)7產(chǎn)品H2純度96.2%，H2回收率96.1 %。催化干氣PSA系統(tǒng)9處理規(guī)模在11400Nm3/h左右，H2回收率80 %左右，H2純度99.9 %。
【權(quán)利要求】
1.一種集成式回收氫氣的裝置，其集成膜分離與變壓吸附技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，把膜分離系統(tǒng)及變壓吸附系統(tǒng)通過(guò)管道連接在一起，按照各股含氫尾氣的壓力能、氫氣濃度、流量等參數(shù)對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，分為高壓高濃度大流量含氫尾氣、中壓較高濃度小流量含氫尾氣、低壓高濃度大流量含氫尾氣，根據(jù)具體的回收目標(biāo)，選擇最佳分離工藝，實(shí)現(xiàn)氫氣的分級(jí)回收，提高氫氣的回收率及純度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述集成式回收氫氣的裝置膜分離系統(tǒng)包括尾氣壓縮機(jī)、脫硫系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)及氫氣壓縮機(jī)；變壓吸附系統(tǒng)包括催化干氣PSA系統(tǒng)，可選的根據(jù)需要增加催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)；所述回收裝置各設(shè)備及系統(tǒng)之間通過(guò)管道連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成式回收氫氣的裝置，其布置方案分為以下3種:第一種為膜分離系統(tǒng)與催化干氣PSA系統(tǒng)并列；第二種為膜分離系統(tǒng)與催化干氣PSA系統(tǒng)串聯(lián)；第三種為膜分離系統(tǒng)與催化干氣PSA系統(tǒng)并列，且在變壓吸附系統(tǒng)中增加催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】C01B3/50GK104229735SQ201310250470
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月24日
【發(fā)明者】仉志強(qiáng), 袁怡之, 崔萍, 王婷婷 申請(qǐng)人:大連舉揚(yáng)科技有限公司