[发明专利]一种循环氢回收系统及方法

说明书

本发明公开了一种循环氢回收系统及方法，涉及化工生产技术领域，该循环氢回收系统包括：进料泵、循环氢压缩机、循环氢分液罐、原料与产物换热器、加热炉、加氢反应器、空冷器、气液分离器以及膜分离器；所述进料泵、原料与产物换热器、加热炉、加氢反应器依次连接，其中，所述循环氢分液罐分别连接所述循环氢压缩机、气液分离器以及膜分离器；所述循环氢压缩机一端连接所述循环氢分液罐，另一端则分别连接所述原料与产物换热器以及所述膜分离器；所述加氢反应器通过所述加热炉与所述空冷器以及气液分离器依次连接。避免了将循环氢排放至燃料气管网消耗，同时也不需要额外再补充新鲜氢至循环氢系统，提高了效率，有效节约了成本。

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，尤其涉及一种循环氢回收系统及方法。

背景技术

为了保证成品油的质量达到国V标准，国家对成品油中硫含量要求小于10ppm，因此需要对原油进行脱硫、轻质化处理，其中加氢精制和改质是原油深度脱硫、轻质化的重要手段。在加氢精制或改质的过程中，大量的氢气被投入生产，由于加氢效率的问题，加氢反应后回收的氢气须循环使用，以免浪费。但是在氢气回收的过程中，同时回收了许多副产物烃类化合物，因此工艺生产中要求必须对其进行排放，以保证回收后的氢气纯度，也即循环氢纯度。

现有技术流程为：自脱硫单元来的循环氢经循环氢压缩机，与原料油在进料管线上混合后，再与加氢反应产物换热，经进料加热炉加热后送入加氢反应器，反应器产物与进料换热后，经冷却和气液分离后，其中液体送至分馏系统，含硫气体送至脱硫单元，脱硫后的循环氢再送入循环氢压缩机，构成循环氢循环系统。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

由于加氢反应器中副反应，不断地生成甲烷、乙烷等，并混入到循环氢中。导致循环氢的纯度不断地降低。而工艺要求循环氢中氢气纯度不低于95V％。目前的做法是当纯度在95V％左右时，将循环氢在循环氢压缩机进口分液罐处排放废气，同时在循环氢压缩机进口补充新氢(氢气纯度大于99V％)。这样导致循环氢中的氢气大量浪费，并增加新氢用量，提高了成本。

发明内容

为了克服现有技术中相关产品的不足，本发明提出一种循环氢回收系统，解决目前的循环氢回收成本高，效率低的问题。同时，本发明还提出了一种应用于上述循环氢回收系统的方法。

本发明提供了一种循环氢回收系统，包括：进料泵、循环氢压缩机、循环氢分液罐、原料与产物换热器、加热炉、加氢反应器、空冷器、气液分离器以及膜分离器；所述进料泵、原料与产物换热器、加热炉、加氢反应器依次连接，其中，所述循环氢分液罐分别连接所述循环氢压缩机、气液分离器以及膜分离器；所述循环氢压缩机一端连接所述循环氢分液罐，另一端则分别连接所述原料与产物换热器以及所述膜分离器；所述加氢反应器通过所述加热炉与所述空冷器以及气液分离器依次连接；原料油进入所述进料泵增压与所述循环氢压缩机压缩的循环氢混合，混合后的反应物进入所述原料与产物换热器换热后进入所述加热炉加热至反应温度，自上而下流经所述加氢反应器进行化学反应，反应产物经所述原料与产物换热器换热以及所述空冷器冷却后进入所述气液分离器进行油、气分离，分离出的气体经脱硫反应后产生循环氢通入所述循环氢分液罐进行废气排放，排放废气后的循环氢由所述循环氢压缩机通入到所述膜分离器进行回收处理，将所述循环氢的氢气浓度提高至反应所需浓度后通入到所述循环氢分液罐。

在本发明的某些实施方式中，所述膜分离器包括用于氢气浓度提纯的第一膜分离单元和第二膜分离单元以及用于废气存储和排放的缓冲罐；所述第一膜分离单元以及所述第二膜分离单元的一端分别与所述循环氢压缩机连接，另一端分别连接所述缓冲罐以及所述循环氢分液罐；所述缓冲罐的一端分别连接所述第一膜分离单元以及所述第二膜分离单元，另一端连接燃料气管网。

在本发明的某些实施方式中，所述第一膜分离单元以及所述第二膜分离单元的结构相同，所述第一膜分离单元与第二膜分离单元单独执行氢气浓度提纯或二者叠加设置执行多阶氢气浓度提纯。