CN207576081U - 一种炼油厂用于提高瓦斯气热值的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种炼油厂用于提高瓦斯气热值的系统，包括控制单元，以及依次连接的压缩机、油气分离器、一段PSA制氮装置、二段PSA制氮装置；所述一段PSA制氮装置和二段PSA制氮装置均包括增压风机、真空泵、电磁阀、程控阀、吸附塔组、解吸气缓冲罐，增压风机、真空泵、解吸气缓冲罐通过管路连接吸附塔组，控制单元通过电磁阀控制安装在管路上的程控阀，用于控制管路的通断。本实用新型N₂的整体去除率达到90%以上，热值提升量高达47%；分离出的H₂和N₂纯度高达99%以上，均可作为加氢装置原料和密封气再使用；由控制单元实现自动化控制，减少了瓦斯气燃烧氮氧化物的排放量，符合节能减排环保要求。

Description

一种炼油厂用于提高瓦斯气热值的系统

技术领域

本实用新型涉及一种炼油厂用于提高瓦斯气热值的系统，主要用于石油化工领域的瓦斯气分离。

背景技术

炼油厂低压瓦斯气管网，存在氮气含量较高，导致瓦斯气热值低，影响炉子燃烧效率的问题。瓦斯气的组成成分中氮气和氢气的含量很高，如低压瓦斯气中氮气的含量在35%左右，氢气的含量在21%左右，低压瓦斯气直接燃烧，将造成原料浪费。

对于炼油厂，将瓦斯气中的氮气和氢气回收作为相应的原料和保护气回到生产管网中，能够实现资源优化利用，但现有技术中没有很好的解决这一问题的系统设备。

实用新型内容

本实用新型目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种炼油厂用于提高瓦斯气热值的系统。

本实用新型为达到上述目的，所采用的技术手段是：一种炼油厂用于提高瓦斯气热值的系统，包括控制单元，以及依次连接的压缩机、油气分离器、一段PSA制氮装置、二段PSA制氮装置；所述一段PSA制氮装置和二段PSA制氮装置均包括增压风机、真空泵、电磁阀、程控阀、吸附塔组、解吸气缓冲罐，增压风机、真空泵、解吸气缓冲罐通过管路连接吸附塔组，控制单元通过电磁阀控制安装在管路上的程控阀，用于控制管路的通断。

进一步的，所述一段PSA制氮装置的吸附塔组设置6个依次连接的吸附塔，在与增压风机连接的吸附塔处设置待压床层。

更进一步的，所述解吸气缓冲罐通过燃料气管网连接加热炉。

进一步的，所述一段PSA制氮装置的吸附塔组上设置在线CH₄分析仪。

进一步的，所述二段PSA制氮装置的吸附塔组上设置在线N₂分析仪。

本实用新型有益效果在于：低压瓦斯气经过压缩机提压，通过第一级变压吸附实现气体的分离，解析气直接进入加热炉，产品气进入第二级变压吸附实现N₂和H₂的分离；经过两段PSA吸附，瓦斯气里面N₂的整体去除率达到90%以上，原料气的热值由原来的34.6MJ/Nm³提高至51MJ/Nm³，热值提升量高达47%；分离出的H₂和N₂纯度高达99%以上，均可作为原料和密封气再使用；由控制单元实现自动化控制，N₂的去除率高，减少了瓦斯气燃烧氮氧化物的排放量，符合节能减排环保要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型结构工艺示意图。

具体实施方式

一种炼油厂用于提高瓦斯气热值的系统，包括控制单元，以及依次连接的压缩机、油气分离器、一段PSA制氮装置、二段PSA制氮装置；所述一段PSA制氮装置和二段PSA制氮装置均包括增压风机、真空泵、电磁阀、程控阀、吸附塔组、解吸气缓冲罐，增压风机、真空泵、解吸气缓冲罐通过管路连接吸附塔组，控制单元通过电磁阀控制安装在管路上的程控阀，用于控制管路的通断。

所述一段PSA制氮装置的吸附塔组设置6个依次连接的吸附塔，在与增压风机连接的吸附塔处设置待压床层。

所述解吸气缓冲罐通过燃料气管网连接加热炉。

所述一段PSA制氮装置的吸附塔组上设置在线CH₄分析仪。

所述二段PSA制氮装置的吸附塔组上设置在线N₂分析仪。

如图1所示，原料气经过压缩机提压，油气分离器分离后，进入一段PSA制氮装置，此时原料气中轻组分为：H₂、N₂、CH₄；轻组分进入下一个单元，作为第二单元的原料气。重组分为：正戊烷、异戊烷、C₄烯烃、正丁烷、异丁烷、丙烯、丙烷等，这些重组分经解吸后成为我们的产品气之一。

一段PSA制氮装置的工艺流程如下：

一、吸附：原料气增压至0.7MPag，进入待压床层开始吸附。其中重组分被吸附，当甲烷穿透浓度达到0.5%时，停止吸附；

二、均压：当甲烷达到穿透浓度后，顺着吸附方向将具有较高压力的吸附塔内死空间气体依次放入到其它已经完成再生的具有较低压力的吸附塔中，从而将这部分气体和机械能加以回收；

三、逆放：在均压过程结束后，吸附床中的杂质前沿已经达到吸附塔的出口位置。这时，逆着吸附方向将吸附塔压力降至常压。在此过程中，吸附塔中被吸附的杂质开始从吸附剂上大量解吸下来。逆向放压气放入到解吸气缓冲罐；

四、抽真空：采用抽真空的方式，继续降低吸附杂质的分压，杂质从吸附剂上解吸，吸附剂得到再生；

五、冲洗：在抽真空末期，利用均压罐中的气体对吸附塔进行冲洗和抽空，使吸附剂再生；

六、连续均压升压：吸附床完成抽空再生步骤后，依次用来自于其它处于高压的吸附塔进行压力均衡，提高吸附床的压力；

七、产品气对吸附床最终升压：在经历了多次均压升压过程后，吸附塔还未达到预定的吸附压力，为了使吸附塔可以平稳地切换到下一次吸附，用部分吸附尾气将吸附塔压力升至预定的吸附压力。

至此，吸附塔完成了一个完整的吸附－再生循环过程，并为下一个循环过程做好了准备，每个吸附塔交替进行以上各个步骤的操作，从而得到满足产品规格的产品气。经过第一段变压吸附之后，解析气（瓦斯气）里面N₂含量已经很低，通过瓦斯气管网输送到加热炉，其流量为2805m³/h，压力为0.1MPa。通过第一段的变压吸附之后，瓦斯气的热值由34.6MJ/m³提高到51MJ/m³，热值量提高47%。

原料气经过压缩机提压，通过第一级变压吸附实现气体的分离，解析气直接进入加热炉，产品气进入第二级变压吸附实现N₂和H₂的分离；二段PSA制氮装置步骤与第一段变压吸附工艺相同，其进料气为第一段的产品气，第二段进料气体的流量为3195Nm³/h，压力为0.7MPa，温度为30℃。通过第二段变压吸附之后，将H₂和N₂分开，通过第二段的变压吸附的处理H₂和N₂的纯度都达到99%以上，二者皆可回到相应的装置回收利用，实现循环利用的经济效益。

经过两段PSA吸附，瓦斯气里面N₂的整体去除率达到90%以上，由控制单元实现自动化控制，N₂的去除率高，减少了瓦斯气燃烧氮氧化物的排放量，符合节能减排环保要求。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种炼油厂用于提高瓦斯气热值的系统，其特征在于：包括控制单元，以及依次连接的压缩机、油气分离器、一段PSA制氮装置、二段PSA制氮装置；所述一段PSA制氮装置和二段PSA制氮装置均包括增压风机、真空泵、电磁阀、程控阀、吸附塔组、解吸气缓冲罐，增压风机、真空泵、解吸气缓冲罐通过管路连接吸附塔组，控制单元通过电磁阀控制安装在管路上的程控阀，用于控制管路的通断。

2.根据权利要求1所述的炼油厂用于提高瓦斯气热值的系统，其特征在于：所述一段PSA制氮装置的吸附塔组设置6个依次连接的吸附塔，在与增压风机连接的吸附塔处设置待压床层。

3.根据权利要求1所述的炼油厂用于提高瓦斯气热值的系统，其特征在于：所述解吸气缓冲罐通过燃料气管网连接加热炉。

4.根据权利要求1所述的炼油厂用于提高瓦斯气热值的系统，其特征在于：所述一段PSA制氮装置的吸附塔组上设置在线CH₄分析仪。

5.根据权利要求1所述的炼油厂用于提高瓦斯气热值的系统，其特征在于：所述二段PSA制氮装置的吸附塔组上设置在线N₂分析仪。