綜合回收煉廠氣中氫氣及輕烴工藝的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、石油資源作為當(dāng)代工業(yè)最重要的原料，其儲(chǔ)量十分有限，合理有效地利用石油資源是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要，越來(lái)越引起人們的廣泛關(guān)注。石油加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量含氫氣及甲烷、乙烷、丙烷等輕烴組成的煉廠尾氣。長(zhǎng)期以來(lái)，由于采用單一的分離技術(shù)，只回收了部分尾氣中的氫氣或輕烴，其余通常作為燃料氣使用，造成了石油資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。對(duì)于生產(chǎn)規(guī)模為千萬(wàn)噸的煉廠，每年因此損失的氫氣價(jià)值就可達(dá)8000萬(wàn)元，而輕烴損失更高達(dá)數(shù)億元。鑒于此，開(kāi)發(fā)新的尾氣回收工藝以最大限度

2、地回收煉廠尾氣，已成為各石化企業(yè)和科研部門(mén)共同關(guān)注的課題。本文充分利用氣體分離膜的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合傳統(tǒng)分離方法，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了多技術(shù)耦合，多目標(biāo)同時(shí)回收的煉廠尾氣回收集成工藝，并使用HYSYS軟件對(duì)工藝進(jìn)行了模擬與優(yōu)化。 本文根據(jù)煉廠尾氣含氫濃度的不同，將煉廠尾氣分為低氫尾氣和富氫尾氣，分別對(duì)這兩類尾氣的回收工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。針對(duì)低氫煉廠尾氣，在對(duì)傳統(tǒng)壓縮/冷凝-精餾聯(lián)用工藝設(shè)計(jì)分析基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了耦合有機(jī)蒸汽膜/氫膜復(fù)合系統(tǒng)的低氫尾氣綜

3、合回收工藝?？疾於嗉夹g(shù)耦合匹配的關(guān)鍵操作參數(shù)：冷凝溫度，各級(jí)膜切割率等。確定了400 kmol/h異構(gòu)化循環(huán)塔頂尾氣耦合回收工藝的主要操作參數(shù)，并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。該工藝比單一壓縮/冷凝-精餾工藝多回收92％的氫氣2058 Nm3/h，氫氣回收率達(dá)86％；多回收液化石油氣(LPG)達(dá)788 kg/h，回收率從82.8％增加到96.6％。流程改造后，總經(jīng)濟(jì)效益可增加2400萬(wàn)元/年，提高近17％。 針對(duì)富氫煉廠尾氣，設(shè)計(jì)了由氫氣分

4、離系統(tǒng)、壓縮/冷凝系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)和有機(jī)蒸汽膜/氫膜復(fù)合系統(tǒng)四部分組成的富氫尾氣綜合回收工藝。確定了290 kmol/h重整PSA解吸氣工藝的主要操作參數(shù)，并對(duì)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了比較。相比單一的膜法氫回收工藝，耦合膜復(fù)合系統(tǒng)的富氫綜合回收工藝可多回收94％的氫氣463 Nm3/h，氫氣回收率由原來(lái)的77.7％提高到96.6％；并且回收了3911 kg/h LPG，回收率達(dá)94.3％；年經(jīng)濟(jì)效益增加了9598萬(wàn)元。 針對(duì)現(xiàn)代化大型石油煉

5、制企業(yè)，煉廠尾氣氫氣含量分布范圍大的特點(diǎn)，在前兩類煉廠尾氣綜合回收工藝研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了同時(shí)處理氫濃度不同的多股進(jìn)料的煉廠尾氣綜合回收集成工藝。針對(duì)我國(guó)大乙烯工程原料緊缺的現(xiàn)狀，開(kāi)發(fā)了聯(lián)產(chǎn)乙烷的煉廠尾氣綜合回收新工藝，在回收氫氣、液化石油氣及C5輕油的同時(shí)，從煉廠尾氣中回收裂解制乙烯的優(yōu)質(zhì)原料--乙烷。以上述兩股氣體為例，確定了工藝的主要操作參數(shù)，并對(duì)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了比較。得到如下結(jié)論：回收氫氣5201 Nm3/h，回收率達(dá)93.2％；