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    用膜分離技術(shù)從催化干氣中回收氫氣的方法技術(shù)

    技術(shù)編號:714430 閱讀:343 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
    本發(fā)明專利技術(shù)提供一種用膜分離技術(shù)從催化干氣中回收氫氣的裝置。該裝置采用升壓、冷卻、分液除霧、加熱后,用膜進(jìn)行氣-氣分離,從一級膜分離器滲透氣側(cè)出來的富氫氣體再經(jīng)過冷卻、緩沖、升壓、冷卻、分液除霧、加熱,再用膜進(jìn)行氣-氣分離出高濃度氫氣,并通過脫氧、分水就可以得到濃度達(dá)97%(V),收率達(dá)92%的氫氣產(chǎn)品,本工藝流程簡單,操作方便,適合于含氫在30~70%(V)的催化干氣中回收高濃度的氫氣產(chǎn)品。(*該技術(shù)在2013年保護(hù)過期,可自由使用*)

    【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

    本專利技術(shù)屬于石油煉制工藝過程,尤其涉及到催化裝置及其配套裝置處理后的催化干氣,利用膜分離技術(shù)回收氫氣的工藝裝置。眾所周知隨著薄膜制造技術(shù)的不斷發(fā)展,世界上用膜分離方法從煉廠氣體中回收輕組分或氫氣的領(lǐng)域不斷地擴(kuò)大,例如美國專利(US4892564)公開一種“用于回收液態(tài)烴的膜工藝”見附圖2,其專利技術(shù)目的是為了回收液態(tài)烴,并取代oleflex工藝的后處理系統(tǒng)-深冷分離部分,其原料氣是催化脫氫(oleflex)后的氣體,采用原料氣升壓、冷卻、換熱后分離出一部分液態(tài)烴,再用膜進(jìn)行氣-氣分離,將輕組分(H2,CH4)滲透出去后,不凝氣進(jìn)入膜分離器滲透出輕組分(H2,CH4),尾氣再進(jìn)行冷卻分液得到液態(tài)烴,該過程不斷進(jìn)行,直至達(dá)到回收液態(tài)烴為目的產(chǎn)品,該專利是計算機(jī)模擬結(jié)果,未進(jìn)行工業(yè)小試和放大。法國專利FR2636249是將膜分離,變壓吸附和深冷分離三者結(jié)合起來,用以回收氫氣、液態(tài)烴和燃料氣的工藝過程,該專利工藝過程復(fù)雜,涉及氣體的三種分離過程。歐洲專利EP0445041A1是一種膜分離與深冷分離相結(jié)合的專利,用來回收液態(tài)烴、氫氣和燃料氣的工藝,該專利工藝過程復(fù)雜,還需要制冷設(shè)備。本專利技術(shù)的目的是提供一種工藝流程簡單,操作條件方便,適合于從煉油廠現(xiàn)有催化裝置及其配套裝置處理后的催化干氣中回收高收率,高濃度氫氣的工藝裝置。附圖及其說明如下附附圖說明圖1是本專利技術(shù)裝置工藝流程示意圖附圖2是美國專利(US4892564)用于液態(tài)烴回收的膜工藝流程圖附圖1中的說明1a-原料氣緩沖罐A原料氣2a-原料氣壓縮機(jī)B產(chǎn)品氫氣3a-原料氣水冷器4a-原料氣分液除霧罐5a-原料氣加熱器6a-一級膜分離器7a-富氫氣體(一級滲透氣)水冷器8a-富氫氣體緩沖罐9a-富氫氣體壓縮機(jī)10a-富氫氣體水冷器11a-富氫氣體分液除霧罐12a-富氫氣體加熱器13a-二級膜分離器14a-脫氧器15a-水冷器附圖2中的說明1-一段壓縮機(jī)3-一段壓縮機(jī)出口空冷器5-一段壓縮機(jī)出口水冷器7-一段壓縮機(jī)出口分液罐9-二段壓縮機(jī)出11-二段壓縮機(jī)出口空冷器13-二段壓縮機(jī)出口水冷器15-二段壓縮機(jī)出口分液罐17-換熱器19-冷卻器21-分液罐23-膜分離器25-水冷器27-分液罐29-換熱器31-冷卻器33-分液罐35-膜分離器37-水冷器39-換熱器41-冷卻器43-分液罐45-加熱器47-膜分離器49-水冷器51-冷卻器53-分液罐55-分液罐57-分餾塔本專利技術(shù)的工藝裝置見附圖1,適合于經(jīng)過吸收穩(wěn)定、脫硫后,含氫在30~70%(V)的催化干氣,其壓力為0.5~1.8MPa(a)作為原料氣(A)進(jìn)入緩沖罐(1a),在緩沖罐中除去原料氣中攜帶的液體,并對原料氣(A)起到緩沖作用,經(jīng)緩沖、分液后的催化干氣由原料氣壓縮機(jī)(2a)升壓,由進(jìn)口壓力0.5~1.8MPa(a)升至出口壓力2.0~7.0MPa(a),再進(jìn)入水冷器(3a),水冷器(3a)操作壓力2.0~7.0MPa(a),溫度為30~50℃,進(jìn)入分液除霧罐(4a)除去冷凝下來的液體和氣體中的霧滴,防止液體粘附在膜表面上,原料氣在加熱器(5a)中加熱至45~100℃進(jìn)入一級膜分離器(6a),(6a)是由多個膜分離器組成的,富集氫氣的滲透壓力為0.4~1.5MPa(a)富氫氣體,先經(jīng)水冷器(7a)冷卻至40℃以下并經(jīng)分液罐(8a)分液后,進(jìn)入到富氫壓縮機(jī)(9a),其進(jìn)口壓力為0.4~1.5MPa(a),出口壓力為2.3~7.3MPa(a),進(jìn)入水冷器(10a),操作壓力為2.3~7.3MPa(a),溫度為30~50℃。至分液除霧罐(11a)分液后,再由加熱器(12a)加熱至45~100℃,進(jìn)入由多個膜分離器組成的二級膜分離器(13a),其進(jìn)口壓力為2.3~7.3MPa(a),進(jìn)口溫度45~100℃,從二級膜分離器的滲透氣側(cè)得到的壓力為0.1~1.5MPa(a)的滲透氣,先經(jīng)過脫氧器(14a),再經(jīng)過水冷器(15a)分水后,即為提濃氫氣產(chǎn)品(B),其濃度達(dá)到97%(V),收率達(dá)到92%(V),可直接送至加氫裝置使用。從二級膜分離器(13a)排出的尾氣氫濃度較高,為了提高裝置氫的回收率,將該尾氣返回到原料預(yù)處理部分水冷器(3a)的前面,與原料氣壓縮機(jī)(2a)排出的氣體混合;一級分離器(6a)排出的尾氣,壓力為2.0~7.0MPa(a),氫的濃度很低,作為燃料氣出裝置,也可帶壓吸收或深冷以得到液化氣、乙烯等產(chǎn)品。本專利技術(shù)的積極效果在于用簡單的流程,在方便的操作條件下能從催化干氣中回收高濃度、高收率的氫氣。實施例1處理能力為10000Nm3/hr的催化干氣回收氫氣裝置,進(jìn)入裝置原料氣壓力為0.88MPa(a),溫度40℃,其干氣組成如下氣體名稱 H2N2O2CH4C2H6C2H4C3H8含量%(V)59.5811.170.917.646.379.240.18氣體名稱 C3H6C4H10C4H8C+5CO2CO H2S 合計含量%(V)0.701.622.120.47---100%上述催化干氣采用本專利技術(shù)見附圖1的工藝流程,其主要操作條件如下原料氣壓縮機(jī)(2a)進(jìn)口壓力0.88MPa(a),出口壓力6.2MPa(a),水冷器(3a)的出口壓力6.1MPa(a),出口溫度40℃,一級膜分離器(6a)共計14根Dg200(面積5600m2)的硅橡膠-聚砜非對稱復(fù)合中空纖維膜,其進(jìn)口壓力6.0MPa(a),進(jìn)口溫度60℃,滲透氣(富氫氣體)壓力0.8MPa(a),富氫壓縮機(jī)(9a)進(jìn)口壓力0.75MPa(a),出口壓力6.5MPa(a),水冷器(10a)出口壓力6.4MPa(a),出口溫度40℃,二級膜分離器(13a)共計4根Dg200(面積1600m2)硅橡膠-聚砜非對稱復(fù)合中空纖維膜,進(jìn)口壓力6.3MPa(a),進(jìn)口溫度60℃,滲透氣(氫氣)壓力1.3MPa(a),脫氧器(14a)進(jìn)口壓力1.3MPa(a),進(jìn)口溫度50℃,經(jīng)過本裝置處理后所得到的氫氣組成如下氣體名稱 H2N2O2CH4C2H6含量%(V)97.00000.03450.1ppm2.93960.0096氣體名稱 C2H4C3H8C3H6C4H10C4H8C+5含量%(V)0.00950.00020.00090.00340.00410.0021合計100.0000氫氣回收率為92%,產(chǎn)品氫氣濃度為97%。權(quán)利要求1.一種用膜分離技術(shù)從催化干氣中回收氫氣的裝置,其特征在于經(jīng)過吸收穩(wěn)定,氣體脫硫后的催化干氣作為原料氣(A)經(jīng)過緩沖罐(1a),進(jìn)入原料氣壓縮機(jī)(2a)升壓,再經(jīng)水冷器(3a)冷卻后進(jìn)入分液除霧罐(4a),在加熱器(5a)加熱后進(jìn)入一級膜分離器(6a)進(jìn)行氣-氣分離,從一級膜分離器(6a)滲透氣側(cè)出來的富氫氣體經(jīng)水冷器(7a)冷卻后進(jìn)入緩沖罐(8a),再至富氫壓縮機(jī)(9a)升壓,水冷器(10a)冷卻,分液除霧罐(11a)和加熱器(12a)加熱后,進(jìn)入到二級膜分離器(13a)進(jìn)行氣-氣分離,從二級膜分離器(13a)滲透氣側(cè)出來的高濃度氫氣先經(jīng)過脫氧器(14a),再經(jīng)過水冷器(15a)分水后,就可以得到濃度達(dá)97%(V),收率達(dá)92%的氫氣(B)作為產(chǎn)品出裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用膜分離技術(shù)從催化干氣中回收氫氣裝置,其特征在于該裝置的本文檔來自技高網(wǎng)...

    【技術(shù)保護(hù)點】
    一種用膜分離技術(shù)從催化干氣中回收氫氣的裝置,其特征在于經(jīng)過吸收穩(wěn)定,氣體脫硫后的催化干氣作為原料氣(A)經(jīng)過緩沖罐(1a),進(jìn)入原料氣壓縮機(jī)(2a)升壓,再經(jīng)水冷器(3a)冷卻后進(jìn)入分液除霧罐(4a),在加熱器(5a)加熱后進(jìn)入一級膜分離器(6a)進(jìn)行氣-氣分離,從一級膜分離器(6a)滲透氣側(cè)出來的富氫氣體經(jīng)水冷器(7a)冷卻后進(jìn)入緩沖罐(8a),再至富氫壓縮機(jī)(9a)升壓,水冷器(10a)冷卻,分液除霧罐(11a)和加熱器(12a)加熱后,進(jìn)入到二級膜分離器(13a)進(jìn)行氣-氣分離,從二級膜分離器(13a)滲透氣側(cè)出來的高濃度氫氣先經(jīng)過脫氧器(14a),再經(jīng)過水冷器(15a)分水后,就可以得到濃度達(dá)97%(V),收率達(dá)92%的氫氣(B)作為產(chǎn)品出裝置。

    【技術(shù)特征摘要】

    【專利技術(shù)屬性】
    技術(shù)研發(fā)人員:石宗年,蔣國梁,崔民利范連枝,金圣德,于蓮花劉振聲于培德,于衍卿,張玉榮,邊福明,姜昕徐仁賢,李秀榮,董子豐
    申請(專利權(quán))人:中國石油化工總公司中國石油化工總公司北京設(shè)計院,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,中國石油化工總公司石家莊煉油廠
    類型:發(fā)明
    國別省市:11[中國|北京]

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