[發(fā)明專利]一種提高氫氣收率的VPSA提氫方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710040174.4
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN106744686A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 紀(jì)志愿;程云飛;徐占杰;孫健;余浩;潘益峰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華西化工科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B3/56
• 分類號(hào): C01B3/56;B01D53/04
• 代理公司: 上海宣宜專利代理事務(wù)所(普通合伙)31288
• 代理人: 楊小雙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油化工行業(yè)工業(yè)氣體的提純技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種提高氫氣收率的VPSA提氫方法及裝置。

背景技術(shù)

在石油化工行業(yè)，氫氣是一種重要的工業(yè)氣體，應(yīng)用領(lǐng)域很廣，其中，用量最大的是作為一種重要的石油化工原料，用于生產(chǎn)合成氨、甲醇以及石油煉制過程的加氫。

氫氣的生產(chǎn)方案主要有：輕烴水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫工藝、煤制氫工業(yè)、甲醇裂解制氫工藝以及采用變壓吸附的方法直接從各類含氫氣體包括各種煉油廠干氣、重整氫、變換氣、合成氣等中分離提純氫氣等工藝。而烴水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫工藝、煤制氫工業(yè)、甲醇裂解制氫工藝等制備的氫氣同樣需要經(jīng)過變壓吸附的方法進(jìn)行分離提純氫氣，得到高純氫氣，因此，變壓吸附制氫技術(shù)在石油化工行業(yè)應(yīng)用相當(dāng)廣泛。

由于氫氣的重要性，因此根據(jù)需要，提高變壓吸附制氫技術(shù)中氫氣的收率具有重要的意義

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種更利于提高氫氣收率的VPSA提氫方法，來解決傳統(tǒng)沖洗再生過程中氫氣損失較大的問題，它能通過提高氫氣收率的方法，降低氫氣的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)良好的效益。

實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種提高氫氣收率的VPSA提氫方法，包括吸附裝置的吸附過程、再生過程，所述的吸附裝置包括并聯(lián)的若干吸附塔，其特征在于：

所述的再生過程為依次進(jìn)行的均壓降壓過程、逆放過程、抽真空過程、均壓升壓過程、終升過程；

所述的均壓降壓過程，是控制將吸附裝置中較高壓力的吸附塔與較低壓力的吸附塔接通，使兩吸附塔壓力均平，較低壓力的吸附塔再與比之壓力更低的吸附塔接通，以此類推，多次均壓后，吸附塔的壓力逐步降低；

所述的逆放過程，將每個(gè)吸附塔的吸附劑床層內(nèi)的解吸氣排放至解吸氣緩沖罐中，使吸附塔的壓力逆放到接近常壓，此時(shí)吸附塔壓力降低，吸附劑床層內(nèi)吸附的部分雜質(zhì)解吸出來，吸附劑床層得到一定的再生；

所述的抽真空過程，是將解吸氣從吸附塔的塔底通過真空泵送入解吸氣混合罐中，抽真空開始后，真空泵將吸附塔的吸附劑床層內(nèi)的解吸氣抽放到解吸氣混合罐中，使吸附塔的壓力降到-0.08Mpa.G；由于吸附塔壓力降低到負(fù)壓，吸附劑床層內(nèi)吸附的雜質(zhì)全部解吸出來，吸附劑床層得到徹底的再生；

所述的均壓升壓程與均壓降壓過程相反，是依次控制將較低壓力的吸附塔與較高壓力的吸附塔接通，使兩塔壓力均平，多次均壓后，吸附塔的壓力逐步升高；

終升過程，是用產(chǎn)品氫氣將吸附塔的壓力升高到吸附壓力，為下一個(gè)吸附周期開始做好準(zhǔn)備。

所述的接近常壓為0.03Mpa.G。

所述的若干吸附塔的塔頂支管分別分兩路，若干塔頂支管的一路并聯(lián)于產(chǎn)品氫氣總管上；若干塔頂支管的另一路并聯(lián)于產(chǎn)品氫氣總管的支管上；若干吸附塔的塔底分三支，若干吸附塔的塔底一支并聯(lián)于進(jìn)料總管上，若干吸附塔的塔底另一分支并聯(lián)于解吸氣匯總管上，解吸氣匯總管的出口與解吸氣緩沖罐連接；若干吸附塔的塔底的又一分支匯總后與相應(yīng)的真空泵的入口連接，真空泵出口連接于解吸氣總管上，解吸氣總管的出口與解吸氣混合罐連接。

所述的真空泵至少設(shè)有兩個(gè)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用抽真空的再生方式，可以提高氫氣收率5％～10％，同時(shí)在提高氫氣產(chǎn)量的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生裝置投資的變化、公用工程消耗的變化；本發(fā)明比傳統(tǒng)沖洗流程多產(chǎn)的氫氣的成本約為0.1～0.3元/Nm³，多產(chǎn)的氫氣的成本要遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)沖洗流程的氫氣成本，因此本發(fā)明是合理的；當(dāng)含氫氣體壓力較低時(shí)，可以省去原料氣壓縮機(jī)，即可降低裝置投資和運(yùn)行成本。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)PSA沖洗流程的工藝步驟示意圖。

圖2是本發(fā)明工藝步驟流程示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中裝置的連接示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。

實(shí)施例1

參見圖3，本發(fā)明一種提高氫氣收率的VPSA提氫方法，包括吸附裝置的吸附過程、再生過程，所述的吸附裝置包括并聯(lián)的若干吸附塔。

本發(fā)明中還采用了若干真空泵、解吸氣緩沖罐、解吸氣混合罐及相應(yīng)的管道和程控閥門來完成提氫處理。