一種用於回收煉廠瓦斯氣中高純度工業氫的裝置製造方法
2023-06-04 15:51:01
專利名稱:一種用於回收煉廠瓦斯氣中高純度工業氫的裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用於回收煉廠瓦斯氣中高純度工業氫的裝置，由穩壓罐、原料壓縮機I、除霧器I、脫酸性氣塔、冷卻器I、除霧器II、過濾器、加熱器、氫膜分離器、冷卻器II、氣液分離器、原料壓縮機II、除霧器III、變壓吸附提純系統、產品氫緩衝罐及氫氣管網、瓦斯氣管網組成。本裝置能耗低，回收率高，維護成本和運行成本低，可降低煉廠制氫總量20％以上，具有明顯的經濟效益、社會效益和環保效益。
【專利說明】一種用於回收煉廠瓦斯氣中高純度工業氫的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油化工【技術領域】，具體的講是採用氫膜提濃與變壓吸附提純耦合技術，將瓦斯氣中氫氣提濃至高純度工業氫的裝置。
【背景技術】
[0002]石油是一次性不可再生能源，它的儲量日益減少。隨著能源消耗日益增長及原油開採量日趨下降，使得原油重質化、劣質化、及渣油重複利用呈上升趨勢，導致煉廠含硫原油和重質原油加工量逐年增長。為了應對油品品質提高以及環境保護方面的挑戰，各大煉廠普遍存在高純度工業氫的供應缺口。因此，回收作為低品質燃料的煉廠瓦斯氣中的高附加值氫氣，將會為石油石化企業帶來巨大的經濟效益和社會效益，並為煉廠技術更新和工藝升級奠定必要的基礎。
[0003]目前尚無煉廠進行精細化回收氫工作，導致高附加值的氫氣資源白白浪費。另一方面，制氫裝置還在消耗大量的原料、燃動力和人工資源等，造成煉廠的產品升級困難，排放量大，綜合效益低等問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用於回收煉廠瓦斯氣中高純度工業氫的裝置，該裝置將瓦斯氣中低濃度氫氣提濃至煉廠所需的高純度工業氫。氫氣回收率達到80%以上，可減少煉廠制氫總量20%以上，經濟效益、社會效益和環保效益非常明顯，主要應用於石油和石化行業。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種用於回收煉廠瓦斯氣中高純度工業氫的裝置，其特徵是:由穩壓罐、原料壓縮機1、除霧器1、脫酸性氣塔、冷卻器1、除霧器I1、過濾器、加熱器、氫膜分離器、冷卻器I1、氣液分離器、原料壓縮機I1、除霧器II1、變壓吸附提純系統、產品氫緩衝罐及氫氣管網、瓦斯氣管網組成。煉廠瓦斯氣進入穩壓罐的左側中部，穩壓罐的上端出口與位於其右側的原料壓縮機I的入口相連；原料壓縮機I的出口與位於其右側的除霧器I的中部進口相連；除霧器I的上端出口與位於其右側的脫酸性氣塔的下部進口相連；脫酸性氣塔的上端出口與位於其右側的冷卻器進口相連；冷卻器I的出口與位於其右側的除霧器II的中部進口相連；除霧器II的上端出口與位於其右側的過濾器進口相連；過濾器的出口與位於其右側的加熱器的進口相連；加熱器出口與位於其下方的氫膜分離器的進口相連；氫膜分離器左側的出口與位於其左側的冷卻器II的進口相連；冷卻器II出口與位於其左側的氣液分離器中部的進口相連；氣液分離器的上端出口與位於其左側的原料壓縮機II的入口相連；原料壓縮機II的出口與位於其左側的除霧器III的中部進口相連；除霧器III的上端出口與位於其左側的變壓吸附提純系統相連；變壓吸附提純系統的上端出口與位於其左側的產品氫緩衝罐相連；產品氫緩衝罐的上端出口與位於其上端的氫氣管網相連；所述的氫氣管網位於產品氫緩衝罐的上端。所述裝置中氫膜分離器右端出口及變壓吸附提純系統下端出口與瓦斯氣管網相連，所述瓦斯氣管網位於氫膜分離器和變壓吸附提純系統的下端。所述裝置中相連為管道固定法蘭連接。
[0007]本實用新型的優點是:(I)低能耗、高回收率，將氫膜分離器應用於瓦斯氣回收高純度工業氫裝置，使煉廠低濃度氫回收利用降低了難度，並實現氫氣回收率達到80%以上，純度達到99.9%； (2)瓦斯氣脫除酸性氣、氨，使氫膜分離器穩定運行得以保證，降低了系統維護成本和運行費用；(3)氫膜分離器的提濃及變壓吸附系統提純技術的耦合，使得回收產品氫的指標達到煉廠高純度工業氫的各項要求，為煉廠產品升級和工藝優化提供必要的氫源補充；(4)該組合工藝可降低煉廠制氫總量20%以上，將節省大量的原料、燃動力和人工費用，經濟效益、社會效益和環保效益非常明顯。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型結構示意流程圖
【具體實施方式】
[0009]如圖1所示，一種用於回收煉廠瓦斯氣中高純度工業氫的裝置，包括穩壓罐1、原料壓縮機12、除霧器13、脫酸性氣塔4、冷卻器15、除霧器116、過濾器7、加熱器8、氫膜分離器9、冷卻器1110、氣液分離器11、原料壓縮機1112、除霧器11113、變壓吸附提純系統14、產品氫緩衝罐15、氫氣管網16、瓦斯氣管網17。
[0010]來自管道的煉廠瓦斯氣先進入穩壓罐I穩壓、分離液態凝結物後，進入原料壓縮機12進行升壓，升壓後的氣體進入除霧器13進行液體和霧沫分離，然後瓦斯氣進入脫酸性氣塔4，硫化物和二氧化碳酸性氣被鹼性胺液溶解吸收，同時氣態氨被溶液洗滌溶解，瓦斯氣中酸性氣雜質得到淨化；脫除酸性氣雜質的煉廠瓦斯氣，經冷卻器15降溫、除霧器116分離液體和霧沫後，進入過濾器7除去瓦斯氣中的固體微粒和液態烴，並經加熱器8加熱到比露點高30-50°C，得到無酸性氣無凝液的純淨瓦斯氣。純淨的煉廠瓦斯氣進入氫膜分離器9，由於氫氣的選擇透過性最快，因此，在氫膜分離器9的透過側，95%以上氫氣透過並富集，在氫膜分離器9的截留側，瓦斯氣中的烷烴、烯烴、輕烴及惰性氣體被阻隔並富集，氫膜分離器9截留側的富烴氣體熱值得以提高，並直接送進瓦斯氣管網17用作燃料氣。氫膜分離器9的透過側富氫氣體經冷卻器IIlO降溫，進入氣液分離器11分離液態凝結物後，純淨的富氫氣體經原料壓縮機Π12升壓後，進入除霧器III13除去液態水和霧沫；乾燥的富氫氣體進入變壓吸附提純系統14，變壓吸附提純系統14中裝填專用的複合吸附劑，對氣體中烴類、惰性氣體和水分具有很強的吸附力和容量，富氫氣體經變壓吸附提純系統14純化，氫氣純度達到99.9%以上，符合煉廠高純度工業氫的指標和要求，進入產品氫緩衝罐15，緩衝穩壓後直接送入氫氣管網16用作煉油加氫原料。變壓吸附提純系統14解吸過程產生的含有烷烴、烯烴及少量惰性氣體的尾氣，直接送進瓦斯氣管網17用作燃料氣。
[0011]本實用新型將低能耗、高回收率的氫膜分離器與變壓吸附提純系統耦合，使煉廠瓦斯氣低濃度氫回收高純度工業氫變得可行，為煉廠精細化氫回收工作奠定良好的基礎。同時，在煉廠物料梯級利用、能效倍增、節能降耗計劃實施過程，具有重要價值和非常明顯的意義。
【權利要求】
1.一種用於回收煉廠瓦斯氣中高純度工業氫的裝置，其特徵在於:由穩壓罐、原料壓縮機1、除霧器1、脫酸性氣塔、冷卻器1、除霧器I1、過濾器、加熱器、氫膜分離器、冷卻器I1、氣液分離器、原料壓縮機I1、除霧器II1、變壓吸附提純系統、產品氫緩衝罐及氫氣管網、瓦斯氣管網組成； 煉廠瓦斯氣進入穩壓罐的左側中部，穩壓罐的上端出口與位於其右側的原料壓縮機I的入口相連；原料壓縮機I的出口與位於其右側的除霧器I的中部進口相連；除霧器I的上端出口與位於其右側的脫酸性氣塔的下部進口相連；脫酸性氣塔的上端出口與位於其右側的冷卻器進口相連；冷卻器I的出口與位於其右側的除霧器II的中部進口相連；除霧器II的上端出口與位於其右側的過濾器進口相連；過濾器的出口與位於其右側的加熱器的進口相連；加熱器出口與位於其下方的氫膜分離器的進口相連；氫膜分離器左側的出口與位於其左側的冷卻器II的進口相連；冷卻器II出口與位於其左側的氣液分離器中部的進口相連；氣液分離器的上端出口與位於其左側的原料壓縮機II的入口相連；原料壓縮機II的出口與位於其左側的除霧器III的中部進口相連；除霧器III的上端出口與位於其左側的變壓吸附提純系統相連；變壓吸附提純系統的上端出口與位於其左側的產品氫緩衝罐相連；產品氫緩衝罐的上端出口與位於其上端的氫氣管網相連；所述的氫氣管網位於產品氫緩衝罐的上端。2.如權利要求1所述的一種用於回收煉廠瓦斯氣中高純度工業氫的裝置，其特徵在於:所述氫膜分離器右端出口及變壓吸附提純系統下端出口與瓦斯氣管網相連，所述瓦斯氣管網位於氫膜分離器和變壓吸附提純系統的下端。3.如權利要求1所述的一種用於回收煉廠瓦斯氣中高純度工業氫的裝置，其特徵在於:所述裝置中相連為管道固定法蘭連接。
【文檔編號】C01B3-50GK204298058SQ201420656262
【發明者】仉志強, 馬寧元, 王婷婷, 崔萍, 湯偉, 王國棟, 班莫, 於燕, 胡杰 [申請人]大連舉揚科技有限公司