[发明专利]从炼厂干气中高收率、高纯度回收氢气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废气处理方法，具体涉及一种从炼厂干气中高收率、高纯度回收氢气的方法。

背景技术

炼厂干气中含有大量氢气、轻烯烃和轻烷烃组分。这些组分在炼厂干气中都是很有价值的。其中，目前炼厂干气中的氢气仍然没有实现最优化利用，而是直接用作了燃料，有的甚至直接点火炬放空。炼厂干气中含有的氢气，可以分离出来重新利用，比将其直接用作燃料的效益要高。

从炼厂干气中回收氢气的技术主要有吸附分离法、膜分离法和其它分离法，如深冷分离。

吸附分离法是利用吸附剂对混合气体中各组分的吸附选择性不同，通过压力或温度改变来实现吸附与再生的一种分离方法，具有再生速度快、能耗低、操作简单、工艺成熟稳定等特点。通过压力变化实现分离的变压吸附回收干气中氢气工艺相对成熟，可获得纯度为98%（体积比）以上的氢气产品，但氢气回收率一般在85%左右。采用现有的变压吸附分离技术要从含低浓度氢气的炼厂干气中同时回收高纯度的氢气，存在收率低、投资占地巨大等问题。

膜分离法是在一定压力下，利用混合气各组分在膜中渗透速率的差异进行分离的。膜分离法回收FCC干气中氢气的装置于1987年在美国庞卡城建成，氢气回收率为80-90%。膜分离法尤其适用于带压、氢气含量低的干气中氢气回收，其优点在于占地小、操作简单、能耗低等。但膜分离回收氢气的纯度不高，一般为95-99%。

深冷分离技术早在上世纪50年代就有发展了，目前该技术比较成熟。它是利用原料中各组分相对挥发度的差异（沸点差），通过气体透平膨胀制冷，在低温下将干气中各组分按工艺要求冷凝下来，不易冷凝的氢气最先得到，氢气回收率为90-95%，纯度为95-98%。其后用精馏法将其中的各类烃逐一分离。深冷分离单独用于回收氢气，经济上不合算，产品氢气的纯度不高、投资大、能耗高、不适合中小规模的炼厂干气回收氢气。

 

发明内容

       本发明的目的即在于克服现有的吸附分离法、膜分离法各自单独进行练厂干气处理的局限，提供一种从炼厂干气中高收率、高纯度回收氢气的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

从炼厂干气中高收率、高纯度回收氢气的方法，包括以下步骤：

一段变压吸附再生步骤：将炼厂干气送入一段变压吸附再生塔进行变压吸附，得到由未被吸附的组分组成的中间气体，得到由再生的被吸附组分组成的富乙烯干气；

二段变压吸附再生步骤：将一段变压吸附再生步骤中得到的中间气体送入二段变压吸附再生塔进行变压吸附，得到产品氢气和再生的吸附气体；

膜分离步骤：将一段变压吸附再生步骤中再生得到的富乙烯干气和二段变压吸附再生步骤中再生得到的吸附气体送入膜分离系统，得到含氢气体和脱氢气体，含氢气体返回一段变压吸附再生步骤，将脱氢气体作为燃料气体排出。

本发明的主要目的是提供一种吸附分离法和膜分离法相结合的分离方法，从炼厂干气中回收氢气。在一段变压吸附再生步骤和二段变压吸附再生步骤中被吸附的气体中，含有少量氢气，通过膜分离步骤将其中的氢气分离出后再返回一段变压吸附再生步骤，能够有效提高氢气的收率。采用一段变压吸附再生步骤和二段变压吸附再生步骤结合的两段式变压吸附再生步骤和膜分离步骤集成，能够有效提高产品氢气的纯度。

进一步的，在所述一段变压吸附再生步骤之前，还包括：一级压缩步骤：将所述炼厂干气的压力提升至0.7-1.2MPa。

进一步的，在所述一级压缩步骤之后，在所述一段变压吸附再生步骤之前还包括：净化步骤：采用低温甲醇洗工艺脱出所述一级压缩步骤中得到的压力为0.7-1.2MPa的炼厂干气中的酸性气体。该酸性气体包括二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等。

进一步的，还包括二级压缩步骤：将所述一段变压吸附再生步骤中再生得到的富乙烯干气和所述二段变压吸附再生步骤中再生得到的吸附气体加压至2.0-3.0MPa后送入所述膜分离系统。

进一步的，在所述二级压缩步骤和所述膜分离步骤之间，还包括：干燥步骤：采用活性炭变温吸附塔对所述二级压缩步骤中加压至2.0-3.0MPa的气体进行干燥；除雾除尘除油步骤：分别采用除雾器、捕尘器和捕油器对干燥后的气体进行除雾、除尘和除油处理，并将处理后的气体送入所述膜分离系统。

进一步的，所述一段变压吸附再生步骤在30~40℃温度条件下进行，所述二段变压吸附再生步骤在0.7-1.2MPa压力、30-40℃温度条件下进行，所述膜分离步骤在2.0-3.0MPa压力、30-50℃温度条件下进行。