[发明专利]氢气保温保压循环方法

说明书

本发明涉及氢气保温保压循环方法，属于炼油化工的制氢技术，尤其适合氢气的循环回收。

目前的炼油化工厂，制氢装置所生产的氢气不设贮存手段，只能随加氢装置生产的需求来调整产氢量。由于制氢和加氢装置开工时间不能衔接，有时因加氢装置某些故障，需要临时停工，而制氢装置不能停工。因为制氢工艺过程复杂，使用催化剂种类多，每次开汽所花的时间要比加氢裂化装置长得多。所以遇到加氢装置停工这种情况，制氢装置只好采用降量运转。每种制氢催化剂都有一定的最低活性温度，并受到设备、仪表的限制，设计上规定制氢装置最低生产负荷为正常值的40％，如低于此值，将维持不了整个系统必要的工艺条件，在这种情况下仍需进轻油3.6t/h(对于设计产氢量40000m³/h而言)，所生产的氢气全部放空，浪费非常严重。

制氢装置低负荷生产时的工艺流程是：轻油从储油罐进入原料油泵，经加压至2.5～4.0MPa后进入原料加热炉加热到360～380℃，进入脱硫反应器，经脱硫后的原料气与自产的2.1～2.5Mpa蒸汽混合，进入转化炉的对流室预热，控制温度470～500℃进入转化炉炉管进行转化反应，然后进入中温变换反应器和低温变换反应器，从低温变换反应器出来的气体，控制温度115～120℃进入CO₂吸收塔，最后经甲烷化反应器出来，生产出合格的氢气。现有工艺技术的缺点是加氢装置短期停工而制氢装置不允许停工的情况下，制氢装置必须继续进行低负荷生产，从而造成原油和燃料气的极大浪费。

本发明的目的旨在克服现有技术的缺点，提供一种氢气保温保压循环方法。

本发明的目的是通过这样的技术方案来实现的，见附图。制氢装置不停汽，停止进原料。这时压缩机(2)把氢气(1)加压至1.8～2.8Mpa，与自产的蒸汽(3)混合，蒸汽压力2.1～2.5Mpa，控制H₂O/H₂在3～10之间，进入转化炉的对流室(4)预热，控制温度470～480℃进入转化炉炉管(5)，控制炉管出口温度700～780℃，转化炉氢空速400～800h^-1，蒸汽空速1500～3500h^-1，然后，进入中温变换反应器(6)，中温变换反应器出口温度280～350℃，从反应器出来的氢气经过冷却器(7)返回压缩机入口进行循环，冷却器温度40～45℃。

循环系统所损耗的氢气从压缩机入口处补入，补充的氢气(1)量，一般为100～300m³/h，氢气纯度＞60％(Ⅴ)。所补入的氢气(1)从重整装置、外厂的制氢装置或乙烯厂引入。

以氢气、水蒸气作热载体进行系统循环，转化炉炉管入口温度470～500℃，出口温度740～760℃，转化炉氢空速400～800h^-1，转化炉进蒸汽量16.0t/h，转化炉蒸汽空速1500～3500h^-1。

需要恢复生产时，制氢装置进油20分钟后，即制得合格的工业氢，氢气纯度＞95％(Ⅴ)。

采用本发明具有如下的优点：1．氢气循环工艺的特点，使整个系统都处于氢气气氛下操作，对转化催化剂的   轻微结碳，起到了消碳作用。2．氢气保温保压循环工艺代替进油放空生产，可节约轻油86吨/天，燃料气21   吨/天，经济效益显著。3．氢气保温保压循环工艺，操作条件没有特殊要求，调节方便，操作稳定。整   个过程的工艺参数与进油生产时的工艺参数一样。

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的陈述。

实施例1

加氢裂化装置因设备故障停工，制氢装置实行氢气保温保压循环工艺，使用Z403H轻油转化催化剂。控制压缩机出口压力2.5Mpa，氢气循环量7000m³/h，H₂O/H₂控制5，转化炉炉管出口温度控制710℃，中温变换反应器出口温度控制300℃，冷却器温度45℃，氢气保温保压循环6天，共节省轻石脑油516吨，燃料气126吨，效益显著。恢复进油3.5t/h生产，20分钟工业氢即合格，氢气纯度达到98.1％(Ⅴ)。

实施例2

加氢裂化装置停工5天。制氢装置实行氢气保温保压循环工艺，使用Z402/Z405轻油转化催化剂。控制压缩机出口压力1.9Mpa，氢气循环量5000m³/h，H₂O/H₂控制7，转化炉炉管出口温度控制720℃，中温变换反应器出口温度控制330℃，冷却器温度40℃，氢气保温保压循环5天，共节省轻石脑油300吨，燃料气105吨，效益显著。恢复进油3.5t/h生产，18分钟工业氢即合格，氢气纯度达到98.5％(Ⅴ)。