CN218174886U - 柴油加氢改质的氢气回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于石油化工技术领域，具体涉及一种柴油加氢改质的氢气回收利用装置。所述的柴油加氢改质的氢气回收利用装置：包括低分气回收装置、氢气低分气提纯装置和氢气利用装置；低分气回收装置包括冷低压分离器；氢气低分气提纯装置包括脱硫塔和撬装PSA氢气提纯设备；氢气利用装置包括分液罐和循环氢压缩机；冷低压分离器与脱硫塔连接，脱硫塔与撬装PSA氢气提纯设备连接，撬装PSA氢气提纯设备与分液罐连接，分液罐与循环氢压缩机连接。本实用新型提出了一种柴油加氢改质的氢气回收利用装置，通过加氢改质的低分气中氢气，送至汽油加氢装置作为补充氢，实现了氢气高效利用的目的，并缓解全厂氢气供应紧张的局面。

Description

柴油加氢改质的氢气回收利用装置

技术领域

本实用新型属于石油化工技术领域，具体涉及一种柴油加氢改质的氢气回收利用装置。

背景技术

在加氢装置的加工成本中，氢气成本约占50％，降低氢气成本，提供廉价的氢气，成为发展加氢技术，提高炼油企业综合经济效益的关键。

另外，近年来，随着加工原油劣质化趋势加剧及重油处理能力的增加，炼厂氢气用量也在增加，重油加氢用量一般相对原料质量的1％～2％，相对轻油的加氢(0.3～1.5％)要高很多，目前氢气已经是炼油企业原料成本中仅次于原油的第二位成本因素。

全厂氢气系统由供氢单元(干气制氢，连续重整装置产氢，PDH装置产氢)和用氢单元(汽柴油加氢装置、柴油加氢改质装置、汽油加氢装置、蜡油加氢装置、聚丙烯装置、PDH装置、异构化、硫磺装置等)组成。

在全厂投产丙烷脱氢(PDH)装置，停开干气制氢的工况下，存在氢气缺口，氢气供应量不能满足用氢单元的消耗。经分析，目前含氢资源浪费严重，柴油加氢改质装置排放低分气(氢含量＞90％(Vol％))均作为燃料气进行燃烧，存在浪费严重的情况。全厂氢气利用率在90％左右，具有较大的回收利用空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种柴油加氢改质的氢气回收利用装置，通过加氢改质的低分气中氢气，送至汽油加氢装置作为补充氢，实现了氢气高效利用的目的，并缓解全厂氢气供应紧张的局面。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：

所述的柴油加氢改质的氢气回收利用装置：包括低分气回收装置、氢气低分气提纯装置和氢气利用装置；低分气回收装置包括冷低压分离器；氢气低分气提纯装置包括脱硫塔和撬装PSA氢气提纯设备；氢气利用装置包括分液罐和循环氢压缩机；冷低压分离器与脱硫塔连接，脱硫塔与撬装PSA氢气提纯设备连接，撬装PSA氢气提纯设备与分液罐连接，分液罐与循环氢压缩机连接。

优选的，脱硫塔上设置有贫液泵和富液流出管。

优选的，低分气回收装置包括过滤器，过滤器与缓冲罐连接，缓冲罐与加热炉连接，加热炉与精制反应器连接，精制反应器与改质反应器连接，改质反应器与热高压分离器连接，热高压分离器与空冷器连接，空冷器与冷高压分离器连接，冷高压分离器与冷低压分离器连接；热高压分离器与热低压分离器连接，热低压分离器与冷低压分离器连接。精制反应器设有三个催化剂床层，床层间设冷氢注入点。改质反应器设有三个床层，床层间设冷氢注入点，通过调节反应温度来控制产品质量。加热炉的出口温度控制通过调节燃料气量实现。

优选的，过滤器与缓冲罐之间设置有换热器A；缓冲罐与加热炉连接之间依次设置有进料泵、换热器B、换热器C；换热器B与换热器C之间连接有混合氢进入管。过滤器为原料油的过滤器，除去大于μm的固体杂质及脱除游离水。

优选的，改质反应器与热高压分离器之间设置有换热器D，换热器D与空冷器连接，且管路上设置有冷凝水管。

优选的，冷高压分离器上设置有脱盐水罐。

本实用新型的柴油加氢改质的氢气回收利用装置，在工作时，原料来源既可是两套催化裂化装置热供料，也可以是自罐区单独引罐区储存的常压柴油，经过原料油过滤器除去大于25μm的固体杂质及脱除游离水后，经原料油/柴油的换热器A换热后进入原料缓冲罐，自底部出来的原料油经加氢进料泵升压，在流量控制下经反应流出物/原料油换热器换热后与混合氢混合，混合进料经反应流出物/混合进料换热器换热，换热温度由旁路控制，然后进入反应进料加热炉加热至反应所需温度，加热炉的出口温度控制通过调节燃料气量实现；反应进料进入精制反应器进行加氢精制反应，精制反应流出物与冷氢混合进入改质反应器进行加氢改质、裂化反应，通过调节冷氢注入量来控制改质反应器的入口温度，通过调节平均反应温度来控制产品质量。

自冷高压分离器分离出来的反应流出物，分别与脱硫化氢塔底油、混合进料、原料油换热后进入热高压分离器，热高压分离器顶部的热高分气，分别与混合氢和冷低分油换热，为防止铵盐析出，通过冷凝水管，在换热后的热高分气中注水，注水后的热高分气经高压反应的空冷器冷凝，冷却到45℃进入冷高压分离器进行油、气、水三相分离，冷高压分离器的压力正常操作时通过调节新氢量和废氢排放量来控制。自V3102来的高分油在液面控制下经降压后进入低压分离器V3103。自V3102底部排出的含硫污水在油、水界面控制下降压后装置外脱硫。

自热高压分离器来的热高分油在液面控制下经降压后进入热低压分离器，含硫污水自水包间断排放，与高分含硫污水一起送出装置；冷高压分离器和热低压分离器的低分气体进入冷低压分离器，然后经过脱硫塔处理脱硫，经过撬装PSA氢气提纯设备的吸附再生后，获得高纯度的氢气，然后进入汽油加氢装置的分液罐，继续经过循环氢压缩机进行氢气压缩，全部为汽油加氢利用。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述的柴油加氢改质的氢气回收利用装置，改变了现有的低分气(氢含量＞90％(Vol％))均作为燃料气进行燃烧，浪费严重的现状，本实用新型的装置将回收利用的氢气提纯后送至汽油加氢装置作为补充氢，可节省氢气926Nm³/h，缓解了全厂氢气供应紧张的局面，同时降低制氢装置负荷。

附图说明

图1是本实用新型的柴油加氢改质的氢气回收利用装置的示意图；

图中：1、过滤器；2、换热器A；3、缓冲罐；4、进料泵；5、换热器B；6、混合氢进入管；7、换热器C；8、加热炉；9、精制反应器；10、改质反应器；11、换热器D；12、热高压分离器；13、冷凝水管；14、空冷器；15、冷高压分离器；16、热低压分离器；17、冷低压分离器；18、脱盐水罐；19、脱硫塔；20、撬装PSA氢气提纯设备；21、分液罐；22、循环氢压缩机；23、贫液泵；24、富液流出管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型所述的柴油加氢改质的氢气回收利用装置：包括低分气回收装置、氢气低分气提纯装置和氢气利用装置；低分气回收装置包括冷低压分离器17；氢气低分气提纯装置包括脱硫塔19和撬装PSA氢气提纯设备20；氢气利用装置包括分液罐21和循环氢压缩机22；冷低压分离器17与脱硫塔19连接，脱硫塔19与撬装PSA氢气提纯设备20连接，撬装PSA氢气提纯设备20与分液罐21连接，分液罐21与循环氢压缩机22连接。

脱硫塔19上设置有贫液泵23和富液流出管24。

低分气回收装置包括过滤器1，过滤器1与缓冲罐3连接，缓冲罐3与加热炉8连接，加热炉8与精制反应器9连接，精制反应器9与改质反应器10连接，改质反应器10与热高压分离器12连接，热高压分离器12与空冷器14连接，空冷器14与冷高压分离器15连接，冷高压分离器15与冷低压分离器17连接；热高压分离器12与热低压分离器16连接，热低压分离器16与冷低压分离器17连接。精制反应器9设有三个催化剂床层，床层间设冷氢注入点。改质反应器10设有三个床层，床层间设冷氢注入点，通过调节反应温度来控制产品质量。加热炉8的出口温度控制通过调节燃料气量实现。

过滤器1与缓冲罐3之间设置有换热器A2；缓冲罐3与加热炉8连接之间依次设置有进料泵4、换热器B5、换热器C7；换热器B5与换热器C7之间连接有混合氢进入管6。过滤器1为原料油的过滤器，除去大于25μm的固体杂质及脱除游离水。

改质反应器10与热高压分离器12之间设置有换热器D11，换热器D11与空冷器14连接，且管路上设置有冷凝水管13。

冷高压分离器15上设置有脱盐水罐18。

本实用新型的柴油加氢改质的氢气回收利用装置，在工作时，原料来源既可是两套催化裂化装置热供料，也可以是自罐区单独引罐区储存的常压柴油，经过原料油过滤器除去大于25μm的固体杂质及脱除游离水后，经原料油/柴油的换热器A换热后进入原料缓冲罐，自底部出来的原料油经加氢进料泵升压，在流量控制下经反应流出物/原料油换热器换热后与混合氢混合，混合进料经反应流出物/混合进料换热器换热，换热温度由旁路控制，然后进入反应进料加热炉加热至反应所需温度，加热炉的出口温度控制通过调节燃料气量实现；反应进料进入精制反应器进行加氢精制反应，精制反应流出物与冷氢混合进入改质反应器进行加氢改质、裂化反应，通过调节冷氢注入量来控制改质反应器的入口温度，通过调节平均反应温度来控制产品质量。

自冷高压分离器分离出来的反应流出物，分别与脱硫化氢塔底油、混合进料、原料油换热后进入热高压分离器，热高压分离器顶部的热高分气，分别与混合氢和冷低分油换热，为防止铵盐析出，通过冷凝水管，在换热后的热高分气中注水，注水后的热高分气经高压反应的空冷器冷凝，冷却到45℃进入冷高压分离器进行油、气、水三相分离，冷高压分离器的压力正常操作时通过调节新氢量和废氢排放量来控制。自V3102来的高分油在液面控制下经降压后进入低压分离器V3103。自V3102底部排出的含硫污水在油、水界面控制下降压后装置外脱硫。

自热高压分离器来的热高分油在液面控制下经降压后进入热低压分离器，含硫污水自水包间断排放，与高分含硫污水一起送出装置；冷高压分离器和热低压分离器的低分气体进入冷低压分离器，然后经过脱硫塔处理脱硫，经过撬装PSA氢气提纯设备的吸附再生后，获得高纯度的氢气，然后进入汽油加氢装置的分液罐，继续经过循环氢压缩机进行氢气压缩，全部为汽油加氢利用。

在冷低压分离器17的低分气体的出口进行采用，其中的成分如表1所示。

表1低分气成分含量

本实用新型的氢气低分气提纯包括以下步骤：

1)吸附

脱硫后的低分气向上流过吸附剂，选择性脱除气体中的杂质，得到高纯度的氢气。

2)均压

吸附步骤结束时，该床吸附剂存储的气体被传送到另一床的吸附剂中回收气体，以对另一床中吸附剂再升压/吹扫，这样能提高系统的性能并节省能源。

3)再生

在均压步骤之后，以三个基本的步骤再生吸附剂。

逆流吹扫：吸附剂逆流减压到尾气压力以去除杂质。

内部气吹扫：在尾气压力下，用来自另一个吸附床的内部存储气体逆流吹扫吸附剂。

产品气吹扫：在尾气压力下，用产品气逆流吹扫吸附剂以完全再生吸附剂。

4)增压

在再生步骤结束时，已再生的吸附剂(使用其他吸附床中的储存气)通过两/三步均压增压以回收绝大部分的储存气。本步骤结束，吸附床进入重复吸附周期并净化进气。

经提纯后，产品氢纯度提至≥94％，CO+CO₂含量≤20mg/kg，自压送至汽油加氢装置循环氢压缩机前的分液罐内，作为汽油加氢装置的补充氢；尾气送入燃料气系统，作为全厂燃料气。

本实用新型的装置实施后，每年回收排放气中氢气1515.375吨，节省能耗，缓解了目前厂内的氢气缺口问题。改造后物料的平衡表，如表2所示。工程消耗量如表3所示。

表2改造后物料平衡表

表3公用工程消耗

当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。

Claims (6)

1.一种柴油加氢改质的氢气回收利用装置，其特征在于：包括低分气回收装置、氢气低分气提纯装置和氢气利用装置；低分气回收装置包括冷低压分离器(17)；氢气低分气提纯装置包括脱硫塔(19)和撬装PSA氢气提纯设备(20)；氢气利用装置包括分液罐(21)和循环氢压缩机(22)；冷低压分离器(17)与脱硫塔(19)连接，脱硫塔(19)与撬装PSA氢气提纯设备(20)连接，撬装PSA氢气提纯设备(20)与分液罐(21)连接，分液罐(21)与循环氢压缩机(22)连接。

2.根据权利要求1所述的柴油加氢改质的氢气回收利用装置，其特征在于：脱硫塔(19)上设置有贫液泵(23)和富液流出管(24)。

3.根据权利要求1所述的柴油加氢改质的氢气回收利用装置，其特征在于：低分气回收装置包括过滤器(1)，过滤器(1)与缓冲罐(3)连接，缓冲罐(3)与加热炉(8)连接，加热炉(8)与精制反应器(9)连接，精制反应器(9)与改质反应器(10)连接，改质反应器(10)与热高压分离器(12)连接，热高压分离器(12)与空冷器(14)连接，空冷器(14)与冷高压分离器(15)连接，冷高压分离器(15)与冷低压分离器(17)连接；热高压分离器(12)与热低压分离器(16)连接，热低压分离器(16)与冷低压分离器(17)连接。

4.根据权利要求3所述的柴油加氢改质的氢气回收利用装置，其特征在于：过滤器(1)与缓冲罐(3)之间设置有换热器A(2)；缓冲罐(3)与加热炉(8)连接之间依次设置有进料泵(4)、换热器B(5)、换热器C(7)；换热器B(5)与换热器C(7)之间连接有混合氢进入管(6)。

5.根据权利要求3所述的柴油加氢改质的氢气回收利用装置，其特征在于：改质反应器(10)与热高压分离器(12)之间设置有换热器D(11)，换热器D(11)与空冷器(14)连接，且管路上设置有冷凝水管(13)。

6.根据权利要求3所述的柴油加氢改质的氢气回收利用装置，其特征在于：冷高压分离器(15)上设置有脱盐水罐(18)。

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