CN210559364U

CN210559364U - 一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置

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Publication number: CN210559364U
Application number: CN201920525242.0U
Authority: CN
Inventors: 裴栋中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2029-04-18

Abstract

本实用新型涉及一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置，包括通过管道依次连接的干燥单元、深冷分离单元、PSA制氢单元，所述深冷分离单元与制冷单元连接，由制冷单元为所述深冷分离单元进行制冷；该装置采用深冷分离及PSA组合后工艺，在不增加运行成本的前提下，得到氢气产品的纯度为99.9％，氢气的回收率会提高；其次，经过深冷系统后的原料气中氢气纯度远高于原先的设计参数，降低了PSA装置的负荷和轻烃含量，有利于装置的长期平稳运行，降低了检修及维护成本。

Description

一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置

技术领域

本实用新型涉及石化工业的制氢装置领域，具体是一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置。

背景技术

原油是现代工业的命脉，然而因其不可再生性使之储量日益减少，开采难度逐年加大且质量不断降低。特别是最近十年，我国炼油行业加工高硫和重质原油的比例越来越大，原油重质化和劣质化的趋势越发明显，但与此同时为追求环境效益，国家对油品质量提出了更高的要求，因此迫切需要提高原油加工深度以提高油品质量。

氢气是炼油企业提高轻油收率、改善产品质量必不可少的原料。炼油过程中的耗氢主要集中在催化重整和加氢精制工艺。整个过程的氢耗一般介于原油质量的0.8％～1.4％，如果按照2015年我国预计的7亿吨炼油能力计算，当氢耗取原油质量的1％时，耗氢量高达700万吨。

而随着炼厂各种临氢工艺的快速发展，加氢装置数量的不断增多，氢气的需量将进一步加大。大多数的炼化厂重整装置、焦油加氢装置、乙苯烃化装置、炼化厂含氢都有含氢尾气。虽然氢气纯度不同，但这些含氢尾气都需要进行氢气回收利用。目前常规的方法是采用变压吸附技术进行氢气的提纯，得到纯度≥99.9％的氢气，氢气收率一般在90％左右。

在实际开车过程中，由于原料气波动、装置负荷变化等原因，随着时间的推移，PSA装置运行参数逐渐进行调整，会出现吸附时间变短，解析压力升高等现象，伴随着这些情况出现，就意味着回收氢气的纯度逐渐降低，氢气的损失逐渐增大。这主要是由于少量烃类分子附着在分子筛内表面，不易解析，逐渐积累后造成分子筛对烃类吸附效果降低引起的。为改变这种状态，现在采用的手段一是更换吸附剂，二是采用热氮多次吹扫解析来提高吸附剂的活性，这两种方法都增加了企业的生产成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置，以解决现有技术中存在的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置，包括通过管道依次连接的干燥单元、深冷分离单元、PSA制氢单元，所述深冷分离单元与制冷单元连接，由制冷单元为所述深冷分离单元进行制冷；所述干燥单元通过管道连接炼化厂重整装置，用于接收湿度大的低分气；所述低分气经除湿后，与干燥的重整富氢尾气通过管道进入深冷分离单元；所述深冷分离单元将尾气中C2、C3 重组分冷凝、分离，冷凝后的液体通过管道并复温后输送至燃料气管网，分离后的富氢气体通过管道输送至PSA制氢单元进行提纯；

进一步的，所述干燥单元内部设置有吸附风机和分子筛，采用变压吸附的原理，通过分子筛吸附尾气中的水分，将尾气露点降至-60℃以下。

进一步的，所述深冷分离单元包括精馏塔、气液分离器及换热器，将尾气中的C2、C3等重组分冷凝成液体分离。

进一步的，尾气经过深冷分离单元以后送出的富氢尾气中，氢气纯度>95％。

进一步的，所述制冷单元可以采用混合冷剂制冷循环、氮膨胀制冷循环及氟利昂冷剂制冷循环。

进一步的，PSA制氢单元解析出来的富氢解吸气可通过压缩机压缩后进入冷箱中冷却分离含有的甲烷，分离后的富氢气并至冷箱富氢尾气管道，可达到氢气100％回收的目的。

本实用新型的有益效果是：该装置采用深冷分离及PSA组合后工艺，在不增加运行成本的前提下，得到氢气产品的纯度为99.9％，氢气的回收率会提高；其次，经过深冷系统后的原料气中氢气纯度远高于原先的设计参数，降低了PSA装置的负荷和轻烃含量，有利于装置的长期平稳运行，降低了检修及维护成本。

附图说明

图1为一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置流程框图；

附图标记说明如下：

1、干燥单元，2、深冷分离单元，3、制冷单元，4、PSA制氢单元，5、燃料气管网，6、压缩机，7、冷箱；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置，包括通过管道依次连接的干燥单元1、深冷分离单元2、PSA制氢单元4，所述深冷分离单元4 与制冷单元3连接，由制冷单元3为所述深冷分离单元4进行制冷；所述干燥单元1通过管道连接炼化厂重整装置，用于接收湿度大的低分气；所述低分气经除湿后，与干燥的重整富氢尾气通过管道进入深冷分离单元4；所述深冷分离单元4将尾气中C2、C3重组分冷凝、分离，冷凝后的液体通过管道并复温后输送至燃料气管网5，分离后的富氢气体通过管道输送至PSA制氢单元4进行提纯；

其中，炼化厂重整装置为炼化厂焦油加氢装置、乙苯烃化装置、烷烃脱氢干气等。

在具体实施时，干燥单元内部设置有吸附风机和分子筛，采用变压吸附的原理，通过分子筛吸附尾气中的水分，将尾气露点降至-60℃以下。

在具体实施时，所述深冷分离单元包括精馏塔、气液分离器及换热器，将尾气中的C2、C3等重组分冷凝成液体分离。

更具体的，尾气经过深冷分离单元以后送出的富氢尾气中，氢气纯度>95％。

在具体实施时，所述制冷单元可以采用混合冷剂制冷循环、氮膨胀制冷循环及氟利昂冷剂制冷循环。

在具体实施时，富氢尾气经过PSA制氢单元以后可将氢气纯度提升至 99.9％以上。

进一步的，所述PSA制氢单元解析出来的富氢解吸气可通过压缩机压缩后并入冷箱进料口，可达到氢气100％回收的目的。

更进一步的，PSA制氢单元解析出来的富氢解吸气可通过压缩机6压缩后进入冷箱7中冷却分离含有的甲烷，分离后的富氢气并至冷箱富氢尾气管道，可达到氢气100％回收的目的。

具体工作原理：

为保证氢气的纯度和回收率，同时降低企业的生产成本，采用深冷技术与PSA技术相结合的方案回收重整尾气中的氢气组分。首先，经过干燥后符合深冷净化指标要求的原料气进入深冷分离系统，得到纯度在95％左右的富氢气产品和以烃类为主的燃料气，95％的富氢气在进入到PSA装置进行氢气提纯，得到99.9％的氢气供业主利用。

具体来说，本实用新型的一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置，包括干燥单元、深冷分离单元、PSA制氢单元、制冷单元。炼化厂重整装置出来的湿度大的尾气(如低分气)及其他含氢干气经过干燥单元除水，干燥的尾气 (如重整富氢尾气)通过连接管道并入干燥单元后的管道与干燥后的其他尾气汇合，经管道输送至深冷分离单元，在深冷分离单元中将尾气中的C2、C3 等重组分冷凝下来分离，分离的液体经复温后作为燃料气送至燃料气管网，富氢尾气通过连接管道进入PSA制氢单元制得99.9％以上的氢气，制冷单元为深冷分离单元提供深冷分离所需要的冷量。

更具体的，炼化厂含氢出来的低分气温度40℃，压力为2.55MPa，氢气纯度56％-68％，经过干燥单元，通过分子筛吸附尾气中的水分，将露点降至 -60℃以下。重整富氢尾气温度40℃，压力为2.55MPa，氢气纯度90％，通过管道与干燥后的低分气汇合后进入冷箱，在冷箱中被冷却至-160--120℃，尾气中的C3及C3+被冷凝下来分离，分离的液体经复温后作为燃料气送至燃料气管网；富氢尾气复温至40℃，压力为2.50MPa，氢气纯度提高至95％以上，通过连接管道进入PSA制氢单元制得99.9％以上的氢气。PSA制氢单元解吸出来的常压解吸气氢气含量56％～68％，经压缩机压缩至2.55MPa以后可并入深冷分离单元，回收，则氢气的回收可接近100％。制冷单元为深冷分离单元提供深冷分离所需要的冷量。

采用组合工艺后，进入PSA装置的氢气纯度不低于95％，燃料气大部分在深冷部分分离出去，与原先PSA技术的相比，增加了深冷分离的制冷能耗，但节省了PSA解析气增压进入燃料气系统的能耗。

两种工艺组合后，在不增加运行成本的前提下，得到氢气产品的纯度为 99.9％，氢气的回收率会提高5个百分点左右，当PSA提氢的解析气压缩后再返回到深冷系统入口回收，则氢气的回收可接近100％。其次，经过深冷系统后的原料气中氢气含量远高于原先的设计参数，降低了PSA装置的负荷和轻烃的进料量，更利于装置的长期平稳运行，又降低了检修及维护成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置，其特征在于：包括通过管道依次连接的干燥单元、深冷分离单元、PSA制氢单元，所述深冷分离单元与制冷单元连接，由制冷单元为所述深冷分离单元进行制冷；所述干燥单元通过管道连接炼化厂重整装置，用于接收湿度大的低分气；所述低分气经除湿后，与干燥的重整富氢尾气通过管道进入深冷分离单元；所述深冷分离单元将尾气中C2、C3重组分冷凝、分离，冷凝后的液体通过管道并复温后输送至燃料气管网，分离后的富氢气体通过管道输送至PSA制氢单元进行提纯。

2.根据权利要求1所述的一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置，其特征在于：所述干燥单元内部设置有吸附风机和分子筛，采用变压吸附的原理，通过分子筛吸附尾气中的水分，将尾气露点降至-60℃以下。

3.根据权利要求2所述的一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置，其特征在于：所述深冷分离单元包括精馏塔、气液分离器及换热器，将尾气中的C2、C3重组分冷凝成液体分离。

4.根据权利要求3所述的一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置，其特征在于：所述制冷单元采用混合冷剂制冷循环、氮膨胀制冷循环或氟利昂冷剂制冷循环。

5.根据权利要求4所述的一种炼化厂含氢干气提纯制氢的装置，其特征在于：所述PSA制氢单元解析出来的富氢解吸气可通过压缩机压缩后进入冷箱中冷却分离含有的甲烷，分离后的富氢气并至冷箱富氢尾气管道。