綜合回收煉廠氣中氫氣及輕烴工藝的設計研究.pdf

1、石油資源作為當代工業(yè)最重要的原料，其儲量十分有限，合理有效地利用石油資源是社會可持續(xù)發(fā)展的需要，越來越引起人們的廣泛關注。石油加工過程中會產生大量含氫氣及甲烷、乙烷、丙烷等輕烴組成的煉廠尾氣。長期以來，由于采用單一的分離技術，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重浪費。對于生產規(guī)模為千萬噸的煉廠，每年因此損失的氫氣價值就可達8000萬元，而輕烴損失更高達數億元。鑒于此，開發(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)和科研部門共同關注的課題。本文充分利用氣體分離膜的優(yōu)點，結合傳統(tǒng)分離方法，設計開發(fā)了多技術耦合，多目標同時回收的煉廠尾氣回收集成工藝，并使用HYSYS軟件對工藝進行了模擬與優(yōu)化。 本文根據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，分別對這兩類尾氣的回收工藝進行設計和分析。針對低氫煉廠尾氣，在對傳統(tǒng)壓縮/冷凝-精餾聯用工藝設計分析基礎上，開發(fā)了耦合有機蒸汽膜/氫膜復合系統(tǒng)的低氫尾氣綜

3、合回收工藝?？疾於嗉夹g耦合匹配的關鍵操作參數：冷凝溫度，各級膜切割率等。確定了400 kmol/h異構化循環(huán)塔頂尾氣耦合回收工藝的主要操作參數，并進行了經濟性評價。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86％；多回收液化石油氣(LPG)達788 kg/h，回收率從82.8％增加到96.6％。流程改造后，總經濟效益可增加2400萬元/年，提高近17％。 針對富氫煉廠尾氣，設計了由氫氣分

4、離系統(tǒng)、壓縮/冷凝系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)和有機蒸汽膜/氫膜復合系統(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，并對經濟效益進行了比較。相比單一的膜法氫回收工藝，耦合膜復合系統(tǒng)的富氫綜合回收工藝可多回收94％的氫氣463 Nm3/h，氫氣回收率由原來的77.7％提高到96.6％；并且回收了3911 kg/h LPG，回收率達94.3％；年經濟效益增加了9598萬元。 針對現代化大型石油煉

5、制企業(yè)，煉廠尾氣氫氣含量分布范圍大的特點，在前兩類煉廠尾氣綜合回收工藝研究的基礎上，開發(fā)了同時處理氫濃度不同的多股進料的煉廠尾氣綜合回收集成工藝。針對我國大乙烯工程原料緊缺的現狀，開發(fā)了聯產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，從煉廠尾氣中回收裂解制乙烯的優(yōu)質原料--乙烷。以上述兩股氣體為例，確定了工藝的主要操作參數，并對經濟效益進行了比較。得到如下結論：回收氫氣5201 Nm3/h，回收率達93.2％；