[发明专利]丙烷脱氢尾气综合利用系统

说明书

本发明提供了一种丙烷脱氢尾气综合利用系统，包括加氢反应装置和尾气利用装置，使用氢气含量较高的丙烷脱氢尾气不经精制提浓而是直接作为加氢反应装置的氢源，加氢反应装置消耗部分氢气后的弛放气作为燃气轮机的燃料气使用，通过燃气‑蒸汽联合循环发电实现能量的阶梯利用。丙烷脱氢尾气经加氢反应装置合理利用部分氢气后，一方面提高氢气的综合利用价值，一方面改善了其作为燃气轮机燃料气的适宜性，该系统在保证加氢反应装置与燃气轮机正常运行的同时，简化了丙烷脱氢尾气利用的工艺流程和技术要求，节约了丙烷脱氢尾气利用项目的投资，降低了生产过程能耗，实现了能量的综合利用，有效降低了生产成本。

技术领域

本发明属于丙烷脱氢尾气的综合利用领域，具体涉及一种采用加氢反应装置利用丙烷脱氢装置的富氢尾气中部分氢气后，提高尾气中烃的占比，降低其燃烧反应性，富烃气体作为燃料气驱动燃气轮机发电或者做功的尾气综合利用系统。

背景技术

丙烯是一种重要的化工原料，主要用于生产PP、丙烯酸等，丙烷脱氢是目前生产丙烯的主要方法之一。丙烷脱氢生成丙烯后，主要的副产物为氢气典型浓度约为85％的富氢尾气。富氢尾气因为氢气含量太高，直接作为燃料气时燃气轮机需经特殊设计才能保证安全、稳定运行；又因氢气含量不足够高，不宜直接用作现行加氢工艺的原料气，造成丙烷脱氢尾气不能被经济、高效的利用。

目前，丙烷脱氢产生的富氢尾气的主要处理方式是用于蒸汽锅炉的燃料，或者与其他可燃气体如天然气混合使其反应性降低后作为燃料气驱动燃气轮机发电或者做功，由于氢气价格较高但热值较低，直接作为燃料气使用造成资源的严重浪费。

与此同时，加氢反应装置，如如油品加氢，以及醇、酮、酯、腈、烯烃类化学品等加氢，需要大量的氢气作为原料。在现有加氢工艺条件下，为避免反应后惰性气体的累积导致大量放空，原料氢气通常需要提浓到99％以上，氢气提浓的方式主要有变压吸附分离(PSA)、膜分离、深冷分离等，这些氢气分离提浓装置前期投资大、运行费用高，增加了氢气的使用成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术对丙烷脱氢尾气无法经济高效利用的缺点和不足，提供一种粗氢加氢反应与燃气轮机联产的工艺技术和综合利用系统，使用氢气含量较高的丙烷脱氢尾气不经精制提浓而直接作为加氢反应装置的新氢，合理利用部分氢气后产生的富烃气体作为燃料气排出供燃气轮机发电或者做功。该系统通过适当提高加氢反应装置弛放量维持加氢反应装置中氢气浓度，通过合理利用部分氢气改善了丙烷脱氢尾气作为燃气轮机燃料气的适宜性，用燃气轮机消化加氢反应装置排出的富烃气体，在保证加氢反应与燃气轮机正常运行的同时，简化了丙烷脱氢尾气利用的工艺流程和技术要求，提高了丙烷脱氢尾气的综合利用价值，实现生产过程的节能降耗和生产成本的有效降低。

本发明为实现其技术目的所采取的技术方案如下：

丙烷脱氢尾气综合利用系统主要由加氢反应装置和尾气利用装置组成。丙烷脱氢装置产生的富氢尾气不经精制提浓，由新氢压缩机增压后直接作为加氢反应装置的新氢使用，加氢反应后产生的富烃弛放气作为燃料气供燃气轮机发电或者做功。

上述方案中，区别于现有工艺，丙烷脱氢尾气不是直接或者与其他可燃气体混合后作为燃料气进入锅炉或者燃气轮机，而是作为加氢反应装置的新氢使用。

上述方案中，区别于现有工艺，丙烷脱氢尾气不经过变压吸附分离、膜分离、深冷分离等方式进行精制提浓，而是作为新氢直接或者与循环氢、其他氢源等混合后进入加氢反应装置。

上述方案中，丙烷脱氢尾气进入加氢反应装置前，先通过甲烷化反应装置，除去其中的CO和CO₂。

上述方案中，加氢反应装置主要由新氢压缩机及循环氢压缩机、加热炉、反应器、换热器、冷却器和分离器等组成。

上述方案中，加氢反应装置可通过适当提高新氢和弛放气流量以保持装置内的氢分压和氢平衡。