[發明專利]一種采用鈀合金膜純化制取高純氫工藝

有效

• 申請號: 201910198293.1
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN111689469B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 江洋洋;張楚璠;孔京;黃偉;賀向坡
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化南京化工研究院有限公司
• 主分類號: C01B3/50
• 分類號: C01B3/50
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

1.一種采用鈀合金膜純化制取高純氫工藝，其特征在于，所述工藝采用包括兩級金屬鈀合金膜分離的撬裝式裝置用于氫氣純化；

所述用于氫氣純化的撬裝式裝置包括：脫硫吸附床、顆粒過濾器、一級金屬鈀合金膜分離器、二級金屬鈀合金膜分離器、一級加熱器、二級加熱器、一級增壓泵、二級增壓泵、第一儲氣罐、第二儲氣罐、第三儲氣罐、第四儲氣罐、換熱器、蓄熱式加熱爐，粗氫與各設備通過管道相連；

所述工藝，包括如下步驟：

步驟S1：將粗氫通過脫硫吸附床，顆粒過濾器，去除原料粗氫中的硫化物和顆粒雜質；

步驟S2：過濾后的粗氫進入第一儲氣罐，通過一級增壓泵進行增壓，氣體壓力被增加到1MPa~3MPa，儲存在第二儲氣罐；

步驟S3：加壓后的氣體從第二儲氣罐進入一級加熱器，氣體在一級加熱器中被加熱到250℃~400℃；

步驟S4：增壓加熱后的氣體進入一級金屬鈀合金膜分離器中，一部分透過鈀合金膜分離器成為高純氫氣產品，另一部分截流氣經進入第三儲氣罐；

步驟S5：從一級金屬鈀合金膜分離器出口流出的高純氫氣經過換熱器把熱量交換到一級金屬鈀合金膜分離器入口氣，補充熱量循環使用；

步驟S6：第三儲氣罐中的氣體經二級增壓泵增壓后進入第四儲氣罐，再經二級加熱器加熱到250℃~450℃，通入二級金屬鈀合金膜分離器提純到85%~95%，匯入到第一儲氣罐；二級金屬鈀合金膜分離器的截流氣經燃燒將熱量再利用。

2.根據權利要求1所述采用鈀合金膜純化制取高純氫工藝，其特征在于，所述管道上設置有流量調節閥并配有流量顯示器顯示管路中氣體流量。

3.根據權利要求1所述采用鈀合金膜純化制取高純氫工藝，其特征在于，所述儲氣罐上連接壓力計和壓力報警裝置，顯示儲氣罐內壓力，在壓力過高時報警。

4.根據權利要求1所述采用鈀合金膜純化制取高純氫工藝，其特征在于，所述一級金屬鈀合金膜分離器和二級金屬鈀合金膜分離器內部，鈀合金膜在管件表面的組織方式為卷繞式、平板式中的一種或兩種。

5.根據權利要求1所述采用鈀合金膜純化制取高純氫工藝，其特征在于，所述一級金屬鈀合金膜分離器和二級金屬鈀合金膜分離器中，鈀合金膜由鈀和其他金屬組成，其他金屬選自銀、金、銅、鎳、鋯、鎵、鋁、鈦中的一種或多種。

6.根據權利要求1所述采用鈀合金膜純化制取高純氫工藝，其特征在于，所述粗氫來自電解水制氫、甲醇裂解氣、煤制氣、水煤氣轉化中的一種或多種，純度為65%-95%。

7.根據權利要求1所述采用鈀合金膜純化制取高純氫工藝，其特征在于，所述步驟一級換熱器和二級換熱器為套管式、板式、列管式或管殼式換熱器中的一種或多種。

8.根據權利要求1所述采用鈀合金膜純化制取高純氫工藝，其特征在于，所述步驟S6中截流氣進入蓄熱式加熱爐，利用該熱量將換熱介質加熱。