專利名稱:一種用于回收煉廠瓦斯氣中高純度工業(yè)氫的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于回收煉廠瓦斯氣中高純度工業(yè)氫的裝置，由穩(wěn)壓罐、原料壓縮機(jī)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(jī)II、除霧器III、變壓吸附提純系統(tǒng)、產(chǎn)品氫緩沖罐及氫氣管網(wǎng)、瓦斯氣管網(wǎng)組成。本裝置能耗低，回收率高，維護(hù)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(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)保效益。
【專利說明】一種用于回收煉廠瓦斯氣中高純度工業(yè)氫的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及石油化工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的講是采用氫膜提濃與變壓吸附提純耦合技術(shù)，將瓦斯氣中氫氣提濃至高純度工業(yè)氫的裝置。

【背景技術(shù)】
[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采量日趨下降，使得原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化、及渣油重復(fù)利用呈上升趨勢，導(dǎo)致煉廠含硫原油和重質(zhì)原油加工量逐年增長。為了應(yīng)對油品品質(zhì)提高以及環(huán)境保護(hù)方面的挑戰(zhàn)，各大煉廠普遍存在高純度工業(yè)氫的供應(yīng)缺口。因此，回收作為低品質(zhì)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(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，并為煉廠技術(shù)更新和工藝升級奠定必要的基礎(chǔ)。
[0003]目前尚無煉廠進(jìn)行精細(xì)化回收氫工作，導(dǎo)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(chǎn)品升級困難，排放量大，綜合效益低等問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于回收煉廠瓦斯氣中高純度工業(yè)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(yè)氫。氫氣回收率達(dá)到80%以上，可減少煉廠制氫總量20%以上，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)保效益非常明顯，主要應(yīng)用于石油和石化行業(yè)。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種用于回收煉廠瓦斯氣中高純度工業(yè)氫的裝置，其特征是:由穩(wěn)壓罐、原料壓縮機(jī)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(jī)I1、除霧器II1、變壓吸附提純系統(tǒng)、產(chǎn)品氫緩沖罐及氫氣管網(wǎng)、瓦斯氣管網(wǎng)組成。煉廠瓦斯氣進(jìn)入穩(wěn)壓罐的左側(cè)中部，穩(wěn)壓罐的上端出口與位于其右側(cè)的原料壓縮機(jī)I的入口相連；原料壓縮機(jī)I的出口與位于其右側(cè)的除霧器I的中部進(jìn)口相連；除霧器I的上端出口與位于其右側(cè)的脫酸性氣塔的下部進(jìn)口相連；脫酸性氣塔的上端出口與位于其右側(cè)的冷卻器進(jìn)口相連；冷卻器I的出口與位于其右側(cè)的除霧器II的中部進(jìn)口相連；除霧器II的上端出口與位于其右側(cè)的過濾器進(jìn)口相連；過濾器的出口與位于其右側(cè)的加熱器的進(jìn)口相連；加熱器出口與位于其下方的氫膜分離器的進(jìn)口相連；氫膜分離器左側(cè)的出口與位于其左側(cè)的冷卻器II的進(jìn)口相連；冷卻器II出口與位于其左側(cè)的氣液分離器中部的進(jìn)口相連；氣液分離器的上端出口與位于其左側(cè)的原料壓縮機(jī)II的入口相連；原料壓縮機(jī)II的出口與位于其左側(cè)的除霧器III的中部進(jìn)口相連；除霧器III的上端出口與位于其左側(cè)的變壓吸附提純系統(tǒng)相連；變壓吸附提純系統(tǒng)的上端出口與位于其左側(cè)的產(chǎn)品氫緩沖罐相連；產(chǎn)品氫緩沖罐的上端出口與位于其上端的氫氣管網(wǎng)相連；所述的氫氣管網(wǎng)位于產(chǎn)品氫緩沖罐的上端。所述裝置中氫膜分離器右端出口及變壓吸附提純系統(tǒng)下端出口與瓦斯氣管網(wǎng)相連，所述瓦斯氣管網(wǎng)位于氫膜分離器和變壓吸附提純系統(tǒng)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(yōu)點是:(I)低能耗、高回收率，將氫膜分離器應(yīng)用于瓦斯氣回收高純度工業(yè)氫裝置，使煉廠低濃度氫回收利用降低了難度，并實現(xiàn)氫氣回收率達(dá)到80%以上，純度達(dá)到99.9%； (2)瓦斯氣脫除酸性氣、氨，使氫膜分離器穩(wěn)定運行得以保證，降低了系統(tǒng)維護(hù)成本和運行費用；(3)氫膜分離器的提濃及變壓吸附系統(tǒng)提純技術(shù)的耦合，使得回收產(chǎn)品氫的指標(biāo)達(dá)到煉廠高純度工業(yè)氫的各項要求，為煉廠產(chǎn)品升級和工藝優(yōu)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(jié)省大量的原料、燃動力和人工費用，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)保效益非常明顯。

【附圖說明】

[0008]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意流程圖

【具體實施方式】
[0009]如圖1所示，一種用于回收煉廠瓦斯氣中高純度工業(yè)氫的裝置，包括穩(wěn)壓罐1、原料壓縮機(jī)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(jī)1112、除霧器11113、變壓吸附提純系統(tǒng)14、產(chǎn)品氫緩沖罐15、氫氣管網(wǎng)16、瓦斯氣管網(wǎng)17。
[0010]來自管道的煉廠瓦斯氣先進(jìn)入穩(wěn)壓罐I穩(wěn)壓、分離液態(tài)凝結(jié)物后，進(jìn)入原料壓縮機(jī)12進(jìn)行升壓，升壓后的氣體進(jìn)入除霧器13進(jìn)行液體和霧沫分離，然后瓦斯氣進(jìn)入脫酸性氣塔4，硫化物和二氧化碳酸性氣被堿性胺液溶解吸收，同時氣態(tài)氨被溶液洗滌溶解，瓦斯氣中酸性氣雜質(zhì)得到凈化；脫除酸性氣雜質(zhì)的煉廠瓦斯氣，經(jīng)冷卻器15降溫、除霧器116分離液體和霧沫后，進(jìn)入過濾器7除去瓦斯氣中的固體微粒和液態(tài)烴，并經(jīng)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凈瓦斯氣。純凈的煉廠瓦斯氣進(jìn)入氫膜分離器9，由于氫氣的選擇透過性最快，因此，在氫膜分離器9的透過側(cè)，95%以上氫氣透過并富集，在氫膜分離器9的截留側(cè)，瓦斯氣中的烷烴、烯烴、輕烴及惰性氣體被阻隔并富集，氫膜分離器9截留側(cè)的富烴氣體熱值得以提高，并直接送進(jìn)瓦斯氣管網(wǎng)17用作燃料氣。氫膜分離器9的透過側(cè)富氫氣體經(jīng)冷卻器IIlO降溫，進(jìn)入氣液分離器11分離液態(tài)凝結(jié)物后，純凈的富氫氣體經(jīng)原料壓縮機(jī)Π12升壓后，進(jìn)入除霧器III13除去液態(tài)水和霧沫；干燥的富氫氣體進(jìn)入變壓吸附提純系統(tǒng)14，變壓吸附提純系統(tǒng)14中裝填專用的復(fù)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(jīng)變壓吸附提純系統(tǒng)14純化，氫氣純度達(dá)到99.9%以上，符合煉廠高純度工業(yè)氫的指標(biāo)和要求，進(jìn)入產(chǎn)品氫緩沖罐15，緩沖穩(wěn)壓后直接送入氫氣管網(wǎng)16用作煉油加氫原料。變壓吸附提純系統(tǒng)14解吸過程產(chǎn)生的含有烷烴、烯烴及少量惰性氣體的尾氣，直接送進(jìn)瓦斯氣管網(wǎng)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(tǒng)耦合，使煉廠瓦斯氣低濃度氫回收高純度工業(yè)氫變得可行，為煉廠精細(xì)化氫回收工作奠定良好的基礎(chǔ)。同時，在煉廠物料梯級利用、能效倍增、節(jié)能降耗計劃實施過程，具有重要價值和非常明顯的意義。
【權(quán)利要求】
1.一種用于回收煉廠瓦斯氣中高純度工業(yè)氫的裝置，其特征在于:由穩(wěn)壓罐、原料壓縮機(jī)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(jī)I1、除霧器II1、變壓吸附提純系統(tǒng)、產(chǎn)品氫緩沖罐及氫氣管網(wǎng)、瓦斯氣管網(wǎng)組成； 煉廠瓦斯氣進(jìn)入穩(wěn)壓罐的左側(cè)中部，穩(wěn)壓罐的上端出口與位于其右側(cè)的原料壓縮機(jī)I的入口相連；原料壓縮機(jī)I的出口與位于其右側(cè)的除霧器I的中部進(jìn)口相連；除霧器I的上端出口與位于其右側(cè)的脫酸性氣塔的下部進(jìn)口相連；脫酸性氣塔的上端出口與位于其右側(cè)的冷卻器進(jìn)口相連；冷卻器I的出口與位于其右側(cè)的除霧器II的中部進(jìn)口相連；除霧器II的上端出口與位于其右側(cè)的過濾器進(jìn)口相連；過濾器的出口與位于其右側(cè)的加熱器的進(jìn)口相連；加熱器出口與位于其下方的氫膜分離器的進(jìn)口相連；氫膜分離器左側(cè)的出口與位于其左側(cè)的冷卻器II的進(jìn)口相連；冷卻器II出口與位于其左側(cè)的氣液分離器中部的進(jìn)口相連；氣液分離器的上端出口與位于其左側(cè)的原料壓縮機(jī)II的入口相連；原料壓縮機(jī)II的出口與位于其左側(cè)的除霧器III的中部進(jìn)口相連；除霧器III的上端出口與位于其左側(cè)的變壓吸附提純系統(tǒng)相連；變壓吸附提純系統(tǒng)的上端出口與位于其左側(cè)的產(chǎn)品氫緩沖罐相連；產(chǎn)品氫緩沖罐的上端出口與位于其上端的氫氣管網(wǎng)相連；所述的氫氣管網(wǎng)位于產(chǎn)品氫緩沖罐的上端。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于回收煉廠瓦斯氣中高純度工業(yè)氫的裝置，其特征在于:所述氫膜分離器右端出口及變壓吸附提純系統(tǒng)下端出口與瓦斯氣管網(wǎng)相連，所述瓦斯氣管網(wǎng)位于氫膜分離器和變壓吸附提純系統(tǒng)的下端。3.如權(quán)利要求1所述的一種用于回收煉廠瓦斯氣中高純度工業(yè)氫的裝置，其特征在于:所述裝置中相連為管道固定法蘭連接。
【文檔編號】C01B3-50GK204298058SQ201420656262
【發(fā)明者】仉志強, 馬寧元, 王婷婷, 崔萍, 湯偉, 王國棟, 班莫, 于燕, 胡杰 [申請人]大連舉揚科技有限公司