[發(fā)明專利]一種PDH分離系統(tǒng)聯(lián)產(chǎn)燃料電池車用氫氣裝置及工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910934845.0
• 申請(qǐng)日: 2019-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110553465A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章有虎;陳環(huán)琴;李傳明;韋小雄;茍文廣;吳小飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州中泰深冷技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): F25J3/02
• 分類號(hào): F25J3/02
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 鄭海峰

本發(fā)明公開(kāi)了一種PDH分離系統(tǒng)聯(lián)產(chǎn)燃料電池車用氫氣裝置及工藝。該裝置包括一級(jí)冷卻器、一級(jí)分離器、二級(jí)冷卻器、二級(jí)分離器、高壓膨脹機(jī)、高壓膨脹機(jī)后汽液分離器、低壓膨脹機(jī)、低壓膨脹機(jī)后汽液分離器、液體產(chǎn)品閃蒸罐、液體產(chǎn)品泵、PSA系統(tǒng)；該P(yáng)DH分離系統(tǒng)聯(lián)產(chǎn)燃料電池車用氫氣裝置，將兩個(gè)系統(tǒng)巧妙結(jié)合起來(lái)，在得到PDH制丙烯的液體產(chǎn)品要求的同時(shí)，又利用PDH分離系統(tǒng)經(jīng)的富含氫氣的干氣產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)PSA系統(tǒng)提純得到高純度的用于燃料電池的氫氣。該裝置同時(shí)為燃料電池車用氫氣提供了原料來(lái)源，提高了工廠和產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種PDH分離系統(tǒng)聯(lián)產(chǎn)燃料電池車用氫氣裝置及工藝，特別是巧妙結(jié)合PDH分離系統(tǒng)和PSA系統(tǒng)，既得到丙烯的液體產(chǎn)品，又利用富含氫氣的干氣產(chǎn)品得到用于燃料電池的氫氣。

背景技術(shù)

一種PDH項(xiàng)目的冷箱低溫分離系統(tǒng)，它包括四臺(tái)板翅式換熱器、七臺(tái)汽液分離器、二臺(tái)膨脹機(jī)組和一臺(tái)低溫泵，第一板翅式換熱器有一個(gè)熱流通道和兩個(gè)熱流通道，其中第一進(jìn)料連通熱流通道，在該第一板翅式換熱器復(fù)熱后接出分離的第一產(chǎn)出物通道；第二板翅式換熱器設(shè)置有兩個(gè)熱流通道和兩個(gè)冷流通道；第三板翅式換熱器設(shè)置一個(gè)熱流通道和一個(gè)冷流通道；第四板翅式換熱器設(shè)置一個(gè)熱流通道和三個(gè)冷流通道；第四板翅式換熱器的第一冷流通道出口與第一板翅式換熱器的第二冷流到出口并接成為第二產(chǎn)出物通道；第一氣液分離器、第二氣液分離器、第三氣液分離器、第四氣液分離器、第六氣液分離器各自分的液體出口通過(guò)節(jié)流閥門(mén)后并接于閃蒸罐，閃蒸罐上分別接出成為第三產(chǎn)出物通道和第四產(chǎn)出物通道；具有流程簡(jiǎn)易、產(chǎn)品回收率高、節(jié)能、易操作、經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)良特點(diǎn)等。

一種PDH項(xiàng)目的冷箱低溫分離系統(tǒng)，主要適用于催化工藝的TOH項(xiàng)目中對(duì)進(jìn)料再細(xì)分的低溫區(qū)域進(jìn)行有效分離及能量回收。這種系統(tǒng)有效利用分配的低溫冷量使得各個(gè)板翅式換熱器具有理想的換熱性能，并通過(guò)膨脹機(jī)對(duì)外發(fā)電高效回收能量，節(jié)約整個(gè)項(xiàng)目的能耗。

一種可回收利用不合格氫氣以及富余氫氣的PSA制氫系統(tǒng)。其包括制氫原料氣進(jìn)氣管、氫氣輸出管、焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)、PSA制氫裝置和氫氣儲(chǔ)罐；氫氣儲(chǔ)罐和PSA制氫裝置之間設(shè)有放空管，放空管上由內(nèi)向外依次設(shè)有第二自動(dòng)閥和放空管，放空管與氫氣儲(chǔ)罐之間設(shè)有第一自動(dòng)閥，第二自動(dòng)閥和放空管之間連有氫氣回收管，氫氣回收管與制氫原料氣進(jìn)氣管相連接，氫氣回收管上設(shè)有回收閥。該系統(tǒng)可以在當(dāng)用戶氫氣用量減少，氫氣儲(chǔ)罐壓力升高到設(shè)定壓力或者制氫裝置出現(xiàn)故障，生產(chǎn)出不合格的氫氣時(shí)，將不合格氫氣或者富余氫氣通過(guò)氫氣回收管進(jìn)行回收再利用，從而有效杜絕了氫氣排空到大氣中，避免了能源浪費(fèi)及環(huán)境污染。

當(dāng)前技術(shù)背景沒(méi)有將PDH分離系統(tǒng)和PSA系統(tǒng)創(chuàng)造性的結(jié)合，利用PDH分離的富氫干氣產(chǎn)品經(jīng)過(guò)PSA制氫系統(tǒng)提取高純度的氫氣，作為燃料電池的氫氣來(lái)源。

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PDH分離系統(tǒng)聯(lián)產(chǎn)燃料電池車用氫氣裝置及工藝，特別是利用PDH分離的富氫干氣產(chǎn)品經(jīng)過(guò)PSA制氫系統(tǒng)提取高純度的氫氣，作為燃料電池的氫氣來(lái)源。

一種PDH分離系統(tǒng)聯(lián)產(chǎn)燃料電池車用氫氣裝置包括一級(jí)冷卻器、一級(jí)分離器、二級(jí)冷卻器、二級(jí)分離器、高壓膨脹機(jī)、高壓膨脹機(jī)后汽液分離器、低壓膨脹機(jī)、低壓膨脹機(jī)后汽液分離器、液體產(chǎn)品閃蒸罐、液體產(chǎn)品泵、PSA系統(tǒng)；

新鮮原料流股經(jīng)一級(jí)冷卻器后分為流股a和流股b，其中流股a穿過(guò)二級(jí)冷卻器并與低壓膨脹機(jī)后汽液分離器產(chǎn)出的氣相流股合流后穿過(guò)二級(jí)冷卻器，穿出二級(jí)冷卻器后與流股b合流穿過(guò)一級(jí)冷卻器；

上游的反應(yīng)產(chǎn)物流股穿過(guò)一級(jí)冷卻器并與一級(jí)分離器的進(jìn)料口相連，一級(jí)分離器的氣相出料流股穿過(guò)二級(jí)冷卻器并與二級(jí)分離器的進(jìn)料口相連，二級(jí)分離器的氣相流股穿過(guò)二級(jí)冷卻器并分為兩股，一股進(jìn)入高壓膨脹機(jī)，另一股作為干氣產(chǎn)品部分或全部進(jìn)入PSA系統(tǒng)；高壓膨脹機(jī)的出口與高壓膨脹機(jī)后汽液分離器相連；高壓膨脹機(jī)后汽液分離器的氣相出料流股經(jīng)二級(jí)冷卻器后與低壓膨脹機(jī)相連；低壓膨脹機(jī)出口與低壓膨脹機(jī)后汽液分離器相連，低壓膨脹機(jī)后汽液分離器的氣相流股與經(jīng)二級(jí)冷卻器冷卻的原料流股合流；