一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法
2023-06-25 08:35:11 1
一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法
【專利摘要】本發明公開了一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法,包括氣壓調節(壓縮)、CO水蒸氣變換和變壓吸附H2提純三部分工藝集成,壓力為0.1MPa.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,進入淨化爐內脫除油和水,然後依次進入第一級變換爐、第二級變換爐進行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含量低於1vol%的變換氣經換熱降溫後依次進入第一級變壓吸附裝置、第二級變壓吸附裝置提純,最終獲得純度大於99.9vol%、(CO+CO2)含量低於20ppm的H2產品。本發明不僅實現資源的最大化利用,而且為煉廠提供低成本的H2,提高煉廠經濟效益。
【專利說明】一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及化學領域中靈活焦化制氫【技術領域】,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】
[0002]靈活焦化技術是於20世紀70年代基於流化催化裂化和流化焦化技術逐漸發展優化獲得的一種焦化技術,其與常規的延遲焦化技術相比具有以下好處:
(1)較好的環境友好性和經濟性:可以使焦粒在反應器與再生器之間循環;
(2)對加工原料的適應範圍廣:靈活焦化裝置可以加工API重度0-20、康氏殘炭5~40%的物料,如常減壓渣油、脫浙青油、油砂浙青以及各種轉化過程產生的渣油等;
(3)生產高價值的液體和氣體產品:減壓渣油、常壓渣油、油砂浙青、重質原油、脫浙青油或熱裂解焦油等。
[0003]在世界原油資源品質日益重質化、劣質化以及環保要求不斷提高的背景下,靈活焦化技術對於劣質重油的加工和煉廠效益的提高體現出較為明顯的優勢,有望獲得更大範圍的應用。
[0004]靈活焦化工藝裝置主要包括反應器、分餾塔、加熱器、氣化器等,該工藝技術可將99%的減壓渣油通過加工處理轉化為液體和氣體產品,並獲得約1%的焦炭產品,而且焦炭中包含了約4%的硫和99%的金屬;現有的靈活焦化技術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,繼續與蒸汽發生器換熱產生高壓蒸汽和中壓蒸汽,隨後通過三旋分離器脫除大部分焦粉,並利用文丘裡洗滌器精除塵,最後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)。
【權利要求】
1.一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法,包括氣壓調節(壓縮)、CO水蒸氣變換和變壓吸附H2提純三部分工藝集成,其特點在於: 所述氣壓調節(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:靈活焦化氣化氣進入淨化爐內脫除油和水,淨化後的靈活焦化氣化氣依次進入第一級變換爐、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變換率達到40%以上,第二級變換爐的CO總體變換率達到95%以上,第二級變換爐出口的變換氣中CO含量低於I VOl % ; 所述變壓吸附H2提純:變換氣依次進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,未被吸附的剩餘組份氣體進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,最終獲得純度大於99.9vol%、(C0+C02)含量低於20ppm的氫氣產品。
2.根據權利要求1所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法,其特點在於:所述靈活焦化氣化氣加壓到0.7MPa.G的壓力後進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.根據權利要求1所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法,其特點在於:所述靈活焦化氣化氣淨化之後在進入第一變換爐之前依次進入主換熱器殼程、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溼降溫,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.根據權利要求1和3所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法,其特點在於:所述第二級變換爐內裝填三段催化劑,將第二段出口的變換氣依次通過第二噴水器、調溫水加熱器進行冷激增溼降溫,使第二段出口的變換氣溫度降至16(T18(TC,汽氣體積比達到0.2~0.5,再進入第三段繼續進行變換反應。
5.根據權利要求1和3所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法,其特點在於:所述第二級變換爐出口的變換氣經主換熱器換熱降溫後還繼續進入脫鹽水加熱器、變換氣冷卻器換熱降溫至35~40°C。
6.根據權利要求5所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法,其特點在於:所述變換氣冷卻器的下端還設置汽水分離器。
7.根據權利要求1所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法,其特點在於:所述第一級變壓吸附裝置的每一個吸附塔經歷吸附、均壓降壓、逆放、抽真空、預升壓、均壓升壓、產品氣終升壓循環步驟,所述第二級變壓吸附裝置的每一個吸附塔經歷吸附、均壓降壓、順放一、順放二、逆放、抽真空、均壓升壓、產品氣終升壓循環步驟。
8.根據權利要求1和7所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法,其特點在於: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升壓氣。
9.根據權利要求1和7所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法,其特點在於: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至少裝填兩種吸附劑。
10.根據權利要求9所述的一種靈活焦化氣化氣制氫工藝方法,其特點在於:所述吸附劑為氧化鋁、矽膠、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 優先權日:2014年4月18日
【發明者】朱代希, 蘭治淮, 餘蘭金, 代修華, 王安華, 陳理 申請人:四川省達科特能源科技有限公司