[發(fā)明專利]一種低濃度氫氣回收方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810228409.3
• 申請日: 2008-10-29
• 公開（公告）號: CN101723325A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李揚(yáng);關(guān)明華;劉繼華;王震;牛世坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C01B3/50
• 分類號: C01B3/50
• 代理公司: 撫順宏達(dá)專利代理有限責(zé)任公司 21102
• 代理人: 李微

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低濃度氫氣回收方法，具體的說是利用加氫裝置提高煉油廠低濃度氫氣濃度的方法。

背景技術(shù)

加氫精制、加氫裂化和催化重整等工藝裝置在生產(chǎn)過程中排出濃度為50％～90％的氫氣，其數(shù)量從20Nm³/t原料～100Nm³/t原料，濃度高的可以直接作為工業(yè)氫氣用于各種加氫工藝中，但濃度低的需通過物理方法提純方可使用。自1920年以來，世界上已開發(fā)了多種氫提濃方法，工業(yè)上應(yīng)用最早的是深冷分離法，目前仍用于含氫30％～70％、含甲烷較高氣體的提濃。1970年起變壓吸附和膜分離技術(shù)開發(fā)成功后，氫提濃技術(shù)有了較大的突破，這兩種方法目前較適用于含氫60％以上氣體的提濃，該方法是煉油企業(yè)主要應(yīng)用的技術(shù)。

變壓吸附凈化法，是利用變壓吸附過程代替化學(xué)吸收凈化法中的低溫變換、脫二氧化碳和甲烷化等三個工序，簡化了流程，并可以獲得純度達(dá)99％的氫氣；而膜分離技術(shù)主要是利用高分子中空纖維管狀薄膜對不同分子具有不同滲透率這一原理，對氣體進(jìn)行提濃凈化。一般情況下，在進(jìn)料氣壓力較低，氣量較大而對產(chǎn)品氫的純度要求較高時，可選用變壓吸附法；而對進(jìn)氣壓力較高，氣量較小，回收氫純度要求不高時，則可選用膜分離技術(shù)。

中國專利CN1070840A公開了一種變壓吸附提濃氫氣的工藝，中國專利CN1618729A公開了一種中變氣脫碳—變壓吸附聯(lián)合提取二氧化碳和氫氣的工藝，中國專利CN1092696A公開了一種用膜分離技術(shù)從催化干氣中回收氫氣的裝置，中國專利CN1130096A公開了一種用選擇性遞增的串連膜分離氫氣的方法。眾所周知，在許多煉油和化工裝置釋放氣中都含有氫氣，其中加氫精制、加氫裂化和催化重整等工藝裝置重要組成是氫氣及C₁～C₄，通過吸附即可提純氫氣；而合成氨、合成甲醇、烴類裂解制乙烯等工藝裝置除重要組成是氫氣及C₁～C₄外，還含有N₂、CO、CO₂、H₂O，需要脫除的氣體種類多，采用變壓吸附凈化法和膜分離技術(shù)技術(shù)較為合適，但投資較高。

中國專利CN1720194A公開了一種重整和氫氣提純系統(tǒng)，雖效果較好，但工藝復(fù)雜、投資較高；中國專利CN1758957A公開了一種氫氣提純工藝及裝置，公開了一種供H₂-PSA工藝中使用的最佳吸附劑，脫出大部分的CO、CO₂、CH₄。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有煉油廠低濃度氫提濃技術(shù)操作復(fù)雜、成本高的不足，本發(fā)明提供一種煉油廠低濃度氫氣回收方法的不足，本發(fā)明方法利用低壓航煤加氫裝置進(jìn)行低濃度氫的提濃，不影響航煤加氫裝置的正常操作并可大大提高通過航煤加氫裝置氫氣的濃度，在基本不增加設(shè)備投資和操作費用的條件下將低濃度氫提濃。

本發(fā)明低濃度氫氣回收方法包括如下內(nèi)容：航煤原料與低濃度氫氣混合，在航煤加氫精制條件下經(jīng)過催化劑床層，反應(yīng)流出物經(jīng)過氣液分離，液相進(jìn)行氣提或分餾獲得精制航煤，氣相氫氣濃度提高進(jìn)一步處理或利用。

本發(fā)明方法中，所述的低濃度氫氣來自煉油廠加氫精制裝置、加氫裂化裝置、催化重整裝置等，氫氣體積濃度一般為50％～90％，通常為60％～85％，其它組分一般包括C₁～C₄烴類。

本發(fā)明方法中，航煤原料一般為直餾航煤餾分，航煤加氫精制主要為加氫脫硫醇，操作條件一般為反應(yīng)溫度為150～240℃，優(yōu)選為180～230℃，反應(yīng)壓力為0.3～3.0MPa，優(yōu)選為0.5～1.8MPa，液時體積空速為0.3～14.0h^-1，優(yōu)選為4.0～8.0h^-1，氫氣(進(jìn)料低濃度氫氣總體積)與航煤原料體積比為80：1～800：1(以下簡稱氫油比)，優(yōu)選150：1～500：1。采用氫氣一次通過流程，從航煤加氫裝置分離出氣體的氫氣濃度一般可以達(dá)到90％以上，可以直接用于其它工藝過程，如各種加氫精制和加氫裂化裝置的補(bǔ)充氫，也可以進(jìn)一步處理后使用。航煤原料加氫催化劑可以使用現(xiàn)有的加氫精制催化劑，優(yōu)選非貴金屬加氫精制催化劑，非貴金屬一般為W、Mo、Ni和Co中的一種或幾種，以氧化物計，非貴金屬重量含量一般為5％～35％，優(yōu)選15％～25％，催化劑載體一般為氧化鋁，可以含有適宜助劑，非貴金屬加氫精制催化劑可以使用商品催化劑，也可以按現(xiàn)有方法制備，如采用浸漬法制備等。