一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法，包括氣壓調(diào)節(jié)（壓縮）、CO水蒸氣變換和變壓吸附H2提純?nèi)糠止に嚰桑瑝毫?.1MPa.G、溫度為40℃左右的靈活焦化氣化氣首先通過壓縮機加壓至0.65~2.7MPa.G，進(jìn)入凈化爐內(nèi)脫除油和水，然后依次進(jìn)入第一級變換爐、第二級變換爐進(jìn)行CO水蒸氣變換，變換爐入口溫度180~230℃，變換壓力0.6~2.7MPa.G，汽氣體積比0.1~0.6，獲得CO含量低于1vol%的變換氣經(jīng)換熱降溫后依次進(jìn)入第一級變壓吸附裝置、第二級變壓吸附裝置提純，最終獲得純度大于99.9vol%、（CO+CO2）含量低于20ppm的H2產(chǎn)品。本發(fā)明不僅實現(xiàn)資源的最大化利用，而且為煉廠提供低成本的H2，提高煉廠經(jīng)濟效益。
【專利說明】一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域中靈活焦化制氫【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種以靈活焦化氣化氣為原料的CO水蒸氣變換和變壓吸附H2提純集成工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]靈活焦化技術(shù)是于20世紀(jì)70年代基于流化催化裂化和流化焦化技術(shù)逐漸發(fā)展優(yōu)化獲得的一種焦化技術(shù)，其與常規(guī)的延遲焦化技術(shù)相比具有以下好處:
(1)較好的環(huán)境友好性和經(jīng)濟性:可以使焦粒在反應(yīng)器與再生器之間循環(huán)；
(2)對加工原料的適應(yīng)范圍廣:靈活焦化裝置可以加工API重度0-20、康氏殘?zhí)?~40%的物料，如常減壓渣油、脫浙青油、油砂浙青以及各種轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)生的渣油等；
(3)生產(chǎn)高價值的液體和氣體產(chǎn)品:減壓渣油、常壓渣油、油砂浙青、重質(zhì)原油、脫浙青油或熱裂解焦油等。
[0003]在世界原油資源品質(zhì)日益重質(zhì)化、劣質(zhì)化以及環(huán)保要求不斷提高的背景下，靈活焦化技術(shù)對于劣質(zhì)重油的加工和煉廠效益的提高體現(xiàn)出較為明顯的優(yōu)勢，有望獲得更大范圍的應(yīng)用。
[0004]靈活焦化工藝裝置主要包括反應(yīng)器、分餾塔、加熱器、氣化器等，該工藝技術(shù)可將99%的減壓渣油通過加工處理轉(zhuǎn)化為液體和氣體產(chǎn)品，并獲得約1%的焦炭產(chǎn)品，而且焦炭中包含了約4%的硫和99%的金屬；現(xiàn)有的靈活焦化技術(shù)的典型工藝是將絕大部分低附加值的石油焦在氣化器中密閉轉(zhuǎn)化為低熱值氣化氣(熱值為102(Tl250kcal/m3)，該低熱值氣化氣送至加熱器中與冷焦換熱，繼續(xù)與蒸汽發(fā)生器換熱產(chǎn)生高壓蒸汽和中壓蒸汽，隨后通過三旋分離器脫除大部分焦粉，并利用文丘里洗滌器精除塵，最后通過溶液吸收脫硫處理，獲得清潔的靈活焦化氣化氣。靈活焦化氣化氣的壓力為0.11^&.6，溫度約401:，典型組成如表1所示，根據(jù)靈活焦化原料的不同，最終獲得的靈活焦化氣化氣的組成有所不同，靈活焦化氣化氣的典型組成如表1所示(表1:靈活焦化氣化氣的典型組成)。
【權(quán)利要求】
1.一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法，包括氣壓調(diào)節(jié)(壓縮)、CO水蒸氣變換和變壓吸附H2提純?nèi)糠止に嚰?，其特點在于: 所述氣壓調(diào)節(jié)(壓縮):將壓力為0.1MPa.G、溫度為40°C左右的靈活焦化氣化氣通過壓縮機加壓至0.65~2.7MPa.G ； 所述一氧化碳水蒸氣變換:靈活焦化氣化氣進(jìn)入凈化爐內(nèi)脫除油和水，凈化后的靈活焦化氣化氣依次進(jìn)入第一級變換爐、第二級變換爐，變換爐入口溫度18(T230°C，變換壓力0.6^2.7MPa.G，汽氣體積比0.1~θ.6，第一級變換爐的CO變換率達(dá)到40%以上，第二級變換爐的CO總體變換率達(dá)到95%以上，第二級變換爐出口的變換氣中CO含量低于I VOl % ； 所述變壓吸附H2提純:變換氣依次進(jìn)入第一級變壓吸附裝置、第二級變壓吸附裝置，變換氣中的H20、CO2、烷烴及一部分CO、N2被第一級變壓吸附裝置中的吸附劑吸附，未被吸附的剩余組份氣體進(jìn)入第二級變壓吸附裝置吸附脫除其中的N2及其它微量組份，最終獲得純度大于99.9vol%、(C0+C02)含量低于20ppm的氫氣產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法，其特點在于:所述靈活焦化氣化氣加壓到0.7MPa.G的壓力后進(jìn)行一氧化碳水蒸氣變換和變壓吸附H2提純，制氫綜合能耗最低。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法，其特點在于:所述靈活焦化氣化氣凈化之后在進(jìn)入第一變換爐之前依次進(jìn)入主換熱器殼程、中間換熱器殼程、第一噴水器，在主換熱器中與第二級變換爐出口的變換氣逆流換熱升溫至20(T250°C，在中間換熱器中與第一級變換爐出口的半變換氣逆流換熱升溫至30(T35(TC，再在第一噴水器中冷激增濕降溫，使靈活焦化氣化氣的溫度降至19(T220°C，汽氣體積比為0.2^0.6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法，其特點在于:所述第二級變換爐內(nèi)裝填三段催化劑，將第二段出口的變換氣依次通過第二噴水器、調(diào)溫水加熱器進(jìn)行冷激增濕降溫，使第二段出口的變換氣溫度降至16(T18(TC，汽氣體積比達(dá)到0.2~0.5，再進(jìn)入第三段繼續(xù)進(jìn)行變換反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法，其特點在于:所述第二級變換爐出口的變換氣經(jīng)主換熱器換熱降溫后還繼續(xù)進(jìn)入脫鹽水加熱器、變換氣冷卻器換熱降溫至35~40°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法，其特點在于:所述變換氣冷卻器的下端還設(shè)置汽水分離器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法，其特點在于:所述第一級變壓吸附裝置的每一個吸附塔經(jīng)歷吸附、均壓降壓、逆放、抽真空、預(yù)升壓、均壓升壓、產(chǎn)品氣終升壓循環(huán)步驟，所述第二級變壓吸附裝置的每一個吸附塔經(jīng)歷吸附、均壓降壓、順放一、順放二、逆放、抽真空、均壓升壓、產(chǎn)品氣終升壓循環(huán)步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和7所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法，其特點在于:所述第二級變壓吸附裝置的順放一氣無動力返回作為第一級變壓吸附裝置的預(yù)升壓氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1和7所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法，其特點在于:所述第一級變壓吸附裝置和第二級變壓吸附裝置的每個吸附塔內(nèi)至少裝填兩種吸附劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法，其特點在于:所述吸附劑為氧化鋁、硅膠、活性炭、分子篩。
【文檔編號】C01B3/16GK103922280SQ201410156875
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】朱代希, 蘭治淮, 余蘭金, 代修華, 王安華, 陳理 申請人:四川省達(dá)科特能源科技有限公司