计温度后，进入脱氧 器利用氢气与氧气反应脱除氧气，然后进入脱氧冷却器冷却<40°C下，然后经脱氧水分器 除去游离水后，经产品气缓冲罐送出界外。解吸气经压缩机加压之后送往后续步骤。
[0042] 压缩步骤：将变压吸附再生步骤中得到的解吸气体加压至0. 6~0. 8MPa压力，以 提高后续膜分离步骤的分离效率。
[0043] 二段膜分离装置：将经压缩后的气体送入膜分离系统。氢气通过膜后形成渗透气 (含氢气体），含氢气体返回变压吸附系统，继续进行变压吸附氢气分离。如此循环，以提高 氢气的收率。未通过膜的气体组成渗余气（脱氢气体），将脱氢气体作为燃料气体排出。
[0044] 本实施例中，氢气的纯度为99. 9 %，收率为98 %。
[0045] 实施例2 :
[0046] 原料气组成
[0047] 炼厂气1
[0048]
[0049] 炼厂气2
[0050]
[0051] 脱硫后的催化干气及低分气混合后的混合净化干气在~2. OMPa进入一段膜分离 装置。
[0052] -段膜分离装置：氢气通过膜后形成渗透气（含氢气体），含氢气体进入变压吸附 步骤，进行变压吸附氢气分离。未能过膜的气体组成渗余气直接进入二段膜分离系统。
[0053] 一段膜分离后的渗透气在压力~0· 65MPa、温度< 40°C下进入变压吸附装置，PSA 装置主程序采用8 - 2 - 3/V工艺流程，主要由8台吸附塔、1台解吸气缓冲罐、1台解吸气 混合罐和一组程控阀组成。8 - 2 - 3/V工艺的特点是任何时刻总有2台中附塔处于吸附 状态，进行3次均压，抽空再生。净化气自下而上进入正处于吸附状态的吸附器中，由其内 部的吸附剂进行选择性的吸附，在吸附器顶部得到半产品氢气，半产品氢气再经过脱氧器 脱氧至Ippm并冷却后在压力0. 55MPa、~40°C经过产品氢气压缩机增压后送到后续工段。
[0054] 吸附塔通过逆放和抽空步骤将被吸附的杂质组分解吸出来，得到的解吸气经解吸 气缓冲罐和解吸气混合罐混合并稳压后进入解吸气压缩机，增压至〇. 6MPa后送到二段膜 分离步骤。
[0055] 二段膜分离装置：将经压缩后的气体送入膜分离系统。氢气通过膜后形成渗透气 (含氢气体），含氢气体返回变压吸附系统，同一段膜分离后的渗透气形成混合气，继续进 行变压吸附氢气分离。如此循环，以提高氢气的收率。未通过膜的气体组成渗余气（脱氢 气体），将脱氢气体作为燃料气体排出。
[0056] 本实施例中，氢气的纯度为99. 99 %，收率为97 %。
[0057] 实施例3 :
[0058] 原料气组成
[0059] 催化干气
[0060]
[0061] 原料气在压力~2. OMPa下经过气液分离器除去液态物质再进入一段膜分离装 置。
[0062] 一段膜分离装置：氢气通过膜后形成渗透气（含氢气体），含氢气体进入变压吸附 系统，进行变压吸附氢气分离。未能过膜的气体组成渗余气直接进入二段膜分离系统。 [0063] 一段膜分离后的渗透气在压力~0· 65MPa、温度< 40°C下进入变压吸附装置，在 变压吸附系统中，每台吸附器在不同时间依次经历吸附、多级压力均衡降、顺放、逆放、冲 洗、多级压力均衡升、最终升压。逆放步骤排出吸附器中吸留的部分杂质组分，剩余的杂质 组分通过冲洗步骤进一步完全解吸。在逆放前期压力较高阶段的气体进入缓冲罐，在装置 无逆放或冲洗气较少时送入混合罐，以保证混合罐中任何时候进气均匀，以减小混合罐的 压力波动；在逆放后期压力较低部分的气体和冲洗部分的气体进入解吸气混合罐。解吸气 经过解吸气缓冲罐和混合罐稳压后送入压缩机系统增压。半产品氢气进入净化单元得到高 纯氢气送出界区。
[0064] 二段膜分离装置：将经压缩后的解吸气送入膜分离系统。氢气通过膜后形成渗透 气（含氢气体），含氢气体返回变压吸附步骤，同一段膜分离后的渗透气形成混合气，继续 进行变压吸附氢气分离。如此循环，以提高氢气的收率。未通过膜的气体组成渗余气（脱 氢气体），将脱氢气体作为燃料气体排出。
[0065] 本实施例中，氢气的纯度为99. 96 %，收率为98 %。
[0066] 如上所述，可较好地实现本发明。
【主权项】
1. 一种提高氢气回收率的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：原料气经一段膜分 离后，含氢渗透气进入变压吸附装置，渗余气进入二段膜分离装置，变压吸附分离后的含氢 解吸气加压后与一段膜分离后的渗余气一起进入二段膜分离装置，获得富氢渗透气和渗余 气燃料气，富氢渗透气再加压后返回变压吸附装置回收氢气，脱氢后的渗余气作为燃料气 体排出。2. 根据权利要求1所述的提高氢气回收率的方法，其特征在于：所述的原料气为炼厂 气。3. 根据权利要求1所述的提高氢气回收率的方法，其特征在于：将炼厂气加压至 1. 6~2. OMPa后送入一段膜分离装置，含氢渗透气进入变压吸附装置，渗余气进入二段膜 分离装置。4. 根据权利要求1所述的提高氢气回收率的方法，其特征在于：将一段膜分离后的渗 透气送入变压吸附装置进行吸附分离，未被吸附剂吸附的氢气从变压吸附吸附塔顶流出， 得到产品氢气，被吸附的甲烷，碳二以上组份和部分氢气通过逆向降压过程从吸附剂上解 吸出来，从变压吸附吸附塔底排出，得到解吸气体，进入二段膜分离系统。5. 根据权利要求1所述的提高氢气回收率的方法，其特征在于：将变压吸附装置中的 解吸气体送入二段膜分离系统，其中，解吸气中所含的少量氢气从膜的渗透侧流出，得到富 氢气体，富氢气体返回变压吸附装置，解吸气中所含的甲烷及碳二以上组分从膜的非渗透 侧排出，得到脱氢气体，将脱氢气体作为燃料气体排出。6. 根据权利要求5所述的提高氢气回收率的方法，其特征在于：变压吸附装置解吸气 从变压吸附装置的逆放步骤、冲洗步骤和抽空步骤的至少一个和全部步骤获得。7. 根据权利要求1所述的提高氢气回收率的方法，其特征在于：将变压吸附装置的解 吸气加压至0. 6~0. SMPa后进入所述二段膜分离系统，获得燃料气和富氢渗透气。8. 根据权利要求7所述的提高氢气回收率的方法，其特征在于：将二段膜分离装置后 的含氢气体与一段膜分离装置后的含氢气体送入变压吸附装置。
【专利摘要】本发明属于化工领域，涉及化工领域中的氢气提取技术，具体为炼厂气变压吸附法与膜分离法组合的一种提高氢气回收率的方法，该方法包括如下步骤：一段膜分离，变压吸附，二段膜分离，并将两段膜分离装置中的渗透气返回变压吸附装置，将渗余气作为燃料气体排出。本发明的优点在于：结合变压吸附，膜分离二者的技术特点，充分发挥各自单一技术的优势，同时提高氢气的纯度和回收率，降低能耗。
【IPC分类】C01B3/56
【公开号】CN104986735
【申请号】CN201510424510
【发明人】张汇霞, 陶宇鹏, 张剑锋, 杨云, 管英富
【申请人】四川天一科技股份有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月17日