[发明专利]一种自产氢气的重油加氢系统和加氢方法

权利要求书

1.一种自产氢气的重油加氢系统，所述系统包括煤气化反应单元，重油气化反应单元，水煤气变换反应单元，过滤单元，第一二氧化碳分离膜，第一压缩单元，第二二氧化碳分离膜，第二压缩单元，冷凝单元，分液罐，第三二氧化碳分离膜，第一氢气分离膜，第三压缩单元，第二氢气分离膜，脱硫单元，第四压缩单元，加热单元，重油加氢反应单元和分馏单元；

其中，煤经进料管线与煤气化反应单元入口连通，煤气化反应单元出口经管线与水煤气变换反应单元入口连通，水煤气变换反应单元出口经过滤单元与第一二氧化碳分离膜入口连通；

第一二氧化碳分离膜的渗透气出口经第一压缩单元与第二二氧化碳分离膜入口连通；第二二氧化碳分离膜渗透气出口经第二压缩单元和冷凝单元与分液罐入口连通，第二二氧化碳分离膜渗余气出口经管线与第一二氧化碳分离膜入口连接；分液罐气相出口与第三二氧化碳分离膜入口连通，第三二氧化碳分离膜渗透气出口与第一压缩单元入口连通，第三二氧化碳分离膜渗余气出口与第二氢气分离膜入口连通；

第一二氧化碳分离膜的渗余气出口与第一氢气分离膜入口连通；第一氢气分离膜渗透气出口经第三压缩单元与第二氢气分离膜入口连通，第二氢气分离膜渗余气出口与第一氢气分离膜入口连通，第二氢气分离膜渗透气出口经脱硫单元和第四压缩单元与加热单元入口连通，加热单元出口与重油加氢反应单元入口连通，重油加氢反应单元液相物料出口与分馏单元入口连通；所述重油加氢反应单元包括1个以上的反应区，其中第一反应区的气相出口经管线与第二氢气分离膜入口连通；第二反应区的气相出口和分馏单元的汽提气出口均经管线与第一氢气分离膜入口连通；其余反应区的气相出口均通过管线与第四压缩机入口连通；分馏单元的加氢尾油出口与重油气化反应单元入口连通；重油气化反应单元出口与水煤气变换反应器入口连通。

2.按照权利要求1所述的重油加氢系统，其特征在于：所述的第一二氧化碳分离膜、第二二氧化碳分离膜、第三二氧化碳分离膜、第一氢气分离膜、第二氢气分离膜包括膜分离组件和辅助设备，辅助设备包括膜前过滤器、膜前换热器和膜后止回阀。

3.按照权利要求2所述的重油加氢系统，其特征在于：所述的膜前过滤器为聚结式，膜前过滤器内滤芯材质为聚四氟乙烯纤维、二氧化硅纤维、氧化铝颗粒、氧化钙颗粒、聚苯乙烯纤维、活性炭、石棉中的一种或几种。

4.按照权利要求2所述的重油加氢系统，其特征在于：所述的第一二氧化碳分离膜、第二二氧化碳分离膜、第三二氧化碳分离膜的膜分离组件采用平板式、螺旋卷式、牒式或中空纤维形式。

5.按照权利要求2所述的重油加氢系统，其特征在于：所述的第一二氧化碳分离膜、第二二氧化碳分离膜、第三二氧化碳分离膜的膜分离组件采用螺旋卷式。

6.按照权利要求1所述的重油加氢系统，其特征在于：所述的第一二氧化碳分离膜、第二二氧化碳分离膜、第三二氧化碳分离膜的材料为多孔聚合物支撑材料与均质聚合物涂层材料组成的复合膜材料，其中多孔聚合物支撑材料为聚砜、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯并咪唑或聚丙烯腈；聚合物涂层材料为聚环氧乙烷、聚二甲基氧硅烷或聚环氧乙烷/聚丙烯嵌段聚合物。

7.按照权利要求1所述的重油加氢系统，其特征在于：所述的第一二氧化碳分离膜、第二二氧化碳分离膜、第三二氧化碳分离膜的材料为多孔聚合物支撑材料与均质聚合物涂层材料组成的复合膜材料，其中多孔聚合物支撑材料为聚醚酰亚胺，聚合物涂层材料为聚环氧乙烷/聚丙烯嵌段聚合物。

8.按照权利要求1所述的重油加氢系统，其特征在于：所述的第一二氧化碳分离膜、第二二氧化碳分离膜、第三二氧化碳分离膜的膜分离组件的流动方式为逆流流动或并流流动。

9.按照权利要求1所述的重油加氢系统，其特征在于：所述的第一二氧化碳分离膜、第二二氧化碳分离膜、第三二氧化碳分离膜的膜分离组件的流动方式为逆流流动。