[发明专利]一种催化裂化干气中氢气的分离方法及其系统

说明书

本发明提供了一种催化裂化干气中氢气的分离方法及其系统，该分离方法包括使催化裂化干气发生水合反应，并收集富氢气体的过程，其中，实现水合反应的水合反应器具有以下结构：水合反应器腔体沿水合物工作液流动方向具有入口段、喉管段和稳定段，且喉管段的流通面积均小于入口段和稳定段的流通面积，该水合反应器腔体对应于喉管段的侧壁开设有进气口。本发明提供的催化裂化干气中氢气的分离方法不需要现有水合物分离法分离催化裂化干气中氢气需要对催化裂化干气压缩升压的步骤，具有操作可靠、实际工业应用可行性强的优点。

技术领域

本发明涉及一种催化裂化干气中氢气的分离方法及其系统，属于化工技术领域。

背景技术

由于催化裂化干气中含有大量的氢气和乙烯，因此，对它们的综合利用可以每年节省数以百万吨的乙烯裂解原料和制氢原料，具有数十亿的经济效益。近年来，许多研究者对催化裂化干气中氢气和乙烯的分离和回收进行了大量的研究，现有用于分离催化裂化干气中氢气和乙烯的方法有深冷分离法、吸收分离法、膜分离法和水合物分离法。然而上述方法却存在不同的缺陷，制约了催化裂化干气中氢气和乙烯的回收。

例如，虽然深冷分离技术较为成熟，但是能耗较高的缺点却一直制约着该技术的推广应用，一般只有在处理量较大的炼厂、石油催化裂化装置较多的地区，或者炼油-化工一体化企业才会考虑使用深冷分离技术分离催化裂化干气；膜分离法在乙烯提取方面还处在研究阶段，由于分离使用的膜容易受杂质的影响而损坏，同时又存在制膜成本较高的问题，从而一直未能得到广泛的应用；吸收分离法具有工艺简单、设备材料普通、操作条件温和以及能耗低、效率高的优点，但通常只能处理低浓度的气体，而且杂质的脱除比较困难。吸收分离法按吸收的方式可以分为物理吸收和化学吸收。其中，物理吸收法中的典型技术是冷油吸收法，该冷油吸收法是分离催化裂化干气中乙烯的传统技术，具有适应性强、投资费用低、工艺规模小的优点，但该工艺存在能耗高、乙烯损失量大的缺陷；化学吸收法又叫π络合吸附分离技术，该方法具有吸收容量大，乙烯回收率高的优点，但目前工业应用并不多见。

水合物分离法是一种新的分离低沸点混合气体的分离技术，原理是根据不同气体形成水合物的难易程度，从而实现混合气体中各组分的分离。相对于上述气体分离法，水合物分离法的优势在于条件较温和，可以在温度0-15℃之间实现混合气体的分离和提纯，无论在能耗还是在设备投资上都具有明显的优势。然而，现有技术在利用水合物分离法分离催化裂化干气中氢气和乙烯时，通常要对作为原料气的催化裂化干气实施压缩升压处理，然后送入气体水合反应器中与水合物工作液混合。限于现场操作空间，以及气体压缩机的能耗等方面的原因，目前水合物分离技术在分离催化裂化干气中的氢气方面尚未得到广泛应用。因此，研究新的水合物法分离催化裂化干气中的氢气，一直被研究者所关注。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于，提供一种催化裂化干气中氢气的分离方法及其系统，该方法不需要现有水合物分离法分离催化裂化干气中氢气需要对催化裂化干气压缩升压的步骤，具有操作可靠、实际工业应用可行性强的优点。

本发明提供了一种催化裂化干气中氢气的分离方法，包括使催化裂化干气发生水合反应，并收集富氢气体的过程，其中，

实现水合反应的水合反应器具有以下结构：水合反应器腔体沿水合物工作液流动方向具有入口段、喉管段和稳定段，且喉管段的流通面积均小于入口段和稳定段的流通面积，该水合反应器腔体对应于喉管段的侧壁开设有进气口；

所述分离方法包括：将水合物工作液从入口段送入所述水合反应器中，使催化裂化干气通过进气口与水合反应器连通，利用流经喉管段的水合物工作液产生的吸力将待分离催化裂化干气吸入水合反应器，并使二者在流至稳定段过程中被混合而发生水合反应，生成水合物浆液和富氢气体；

将所述水合物浆液和富氢气体送入水合物分离器，分离并收集富氢气体。