[发明专利]由含烃氢化气流制备富含氢气流的方法

说明书

本发明涉及一种增加基于氢和烃的各种料流以得到高纯氢气流的方法。

炼油厂或石化工厂使用大量优选具有高纯度的氢化流。在许多工业实践中，装置的表现，尤其是所生成产品的等级受所提供氢气的纯度限制。此外，在这些装置中，有时必须除去在循环气体吹洗的作用下仍富含氢的气体。这导致装置操作的成本上升。为了避免这些问题，已有提出从相对低纯度的料流中回收氢以得到高纯氢化流的方法，特别在申请WO2005/042640中建议使用变压吸附装置来处理这些各种氢化流并得到高纯料流。这种变压吸附装置可能意味着吸附剂成本和压缩机成本的大量投入。

本发明的目的是提出一种增加基于氢和烃的各种料流以得到高纯氢气流、液化石油气体和废气的方法，通过提高高纯氢产率而使其投资成本降低。

本发明的另一目的是提出一种增加基于氢和烃的各种料流以得到高纯氢气流、液化石油气体和废气的方法，其能耗得到优化。

为此，本发明涉及由至少一种主要包含氢、压力为P的气流和包含氢和烃的气流产生富含氢的气流和液化石油气体的方法，其中进行下列步骤：

—在步骤a)中，将包含氢和烃的气流调节到压力P；

—在步骤b)中，在供有主要包含氢且压力为P的气流的变压气体吸附装置(U)中处理该包含氢和烃且调节到压力P的气流，以：

·在第一出口，提供氢浓度大于主要包含氢的气流的氢浓度的富含氢气流；以及

·在第二出口，提供废料流，其特征在于在步骤a)和步骤b)之间，降低包含氢和烃且调节到压力P的气流的温度，以使所述烃冷凝并形成液态石油气体。

本发明方法允许处理两种包含不同浓度的氢的气流，以产生富含氢气流、液化石油气体(或LPG)和废气。被处理的第一气流是主要包含氢，即氢浓度为50-99vol％的气流。该料流还包含具有1-8个碳原子的烃和例如CO、CO₂、H₂S等的化合物。被处理的第二料流是氢浓度相对于主要包含氢的气流的氢浓度值至少低10％，优选至少低15％，更优选低15-50％的包含氢和烃的气流。该第二料流还包含具有1-8个碳原子的烃和例如H₂O、H₂S等的化合物。一般地，该第二气流的氢浓度为10-50vol％。根据本发明，将该包含氢和烃的第二气流的压力根据该料流的来源或者通过压缩，或者通过压降而调节到接近P。还可能的是该料流的压力已经是P，在这种情况下直接使用，无需进行压力调节。这些各种料流可能来自加氢处理装置如精炼厂的加氢脱硫或加氢裂化装置，或如石化厂的加氢脱烷或异构化装置的气体环路的吹洗流。本发明处理的第一和第二气流可以来自上述装置的各种吹洗流的混合物。这些混合物可以通过混合压力低于P的料流和压力高于P的料流而达到所期望的压力P。

通过对这些各种料流的处理，本发明可以使主要包含氢的气流富集。这种富集通过对包含氢和烃的第二气流进行氢贫化来实现。因而本装置得到氢纯度一般大于99vol％的富含氢气流；本装置还得到低氢纯度和低压的废料流，它可以输送到燃料气体网。废料流的压力和氢浓度分别低于进入本装置(U)的所有流出物的压力和氢浓度值。废料流还包含烃(C₁-C₈)和例如H₂O、H₂S、CO、CO₂等的化合物。

优选地，该气体分离装置(U)是变压吸附(PSA)装置与集成压缩机的组合，其中对于该装置的各吸附器，进行变压循环，包括吸附、减压、吹洗和升压的一连串阶段，以使：

—在吸附阶段：

·在第一步骤中，将主要包含氢且压力为P的气流与吸附剂床接触；以及

·在第二步骤中，将压力为P的混合物与吸附剂床接触，以吸附非氢的化合物，并在吸附剂床的顶部得到氢浓度高于主要包含氢的气流的富集流，所述混合物的温度已经降低以使烃冷凝，并且由下述成分组成：

·一方面，包含氢和烃的气流；和

·另一方面，PSA循环气体，

—在减压阶段，得到PSA废料流；

—在吹洗阶段，得到吹洗气体；以及