；02-喉管段；03-扩大段；04-进气口。
【具体实施方式】
[0031] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的 技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全 部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032] 本发明催化裂化干气中氢气的分离方法，包括使催化裂化干气发生水合反应，并 收集富氢气体的过程，其中，
[0033] 实现水合反应的水合反应器如图2所示，具有以下结构：水合反应器腔体沿水合 物工作液流动方向具有入口段01、喉管段02和稳定段03,且喉管段02的流通面积均小于 入口段01和稳定段03的流通面积，该水合反应器腔体对应于喉管段02的侧壁开设有进气 口 04 ;其中，水合反应器的入口段01的管道内径为15-50mm，喉管段02的内径与入口段01 的管道内径比值为0. 05-0. 5,进气口 04的直径与喉管段02的内径比值为0. 2-0. 5 ;入口 段01的长度与入口段01的管道内径比值为1-3,喉管段02长度与喉管段02的内径比值为 1-2. 5,稳定段03的长度与入口段01的管道内径比值为3-5。
[0034] 如图1所示，本发明催化裂化干气中氢气的分离方法包括：将水合物工作液储罐1 中的水合物工作液9经高压泵5和冷却器6后，从入口段01送入水合反应器2中，使水合 物工作液9进入水合反应2时的温度为4-15°C，压力为1. 0-5. IMPa。使催化裂化干气10 通过进气口 04与水合反应器2连通，待分离催化裂化干气10被吸入水合反应器2前的压 力0. 6-1. 6MPa，利用流经喉管段02的水合物工作液9产生的吸力将待分离催化裂化干气 10吸入水合反应器2,并使二者在流至稳定段03过程中被混合而发生水合反应，生成水合 物浆液和富氢气体；
[0035] 将水合物浆液和富氢气体送入水合物分离器3,水合物分离器3的操作温度为 4-15°C，操作压力为1. 1-5. IMpa，分离并收集富氢气体。
[0036] 使富氢气体从水合物分离器3的顶部出口排出而被收集，将水合物浆液经水合物 分离器3的底部出口，经加热器7和减压阀8后送入水合物化解器4实施化解，水合物化解 器4的操作温度为8-23°C，操作压力为0. 1-2. IMpa，化解出的脱除气体的水合物工作液返 回水合物工作液罐1中供水合反应循环使用。
[0037] 在本发明中，水合物工作液的选择可以根据催化裂化干气中各组分浓度的高低 而选择，可以是四丁基溴化铵或者四丁基氟化铵的水溶液，也可以是添加了能够提高水合 物生成速度的其它化学物质，这些物质的加入与否和浓度的高低均不影响本发明的技术方 案。
[0038] 实施例1
[0039] 水合物工作液为四丁基溴化铵（英文缩写：TBAB)，其浓度为10wt% ;
[0040] 催化裂化干气的组成如下表1所示：
[0041] 表1催化裂化干气的组成
[0042]
[0043] 采用如图1所示的分离催化裂化干气中氢气的工艺流程和图2的水合反应器，其 具体过程请参照上述分离方法的说明，涉及的工艺参数如下：
[0044] 1)催化裂化干气的压力为1. 6MPa。
[0045] 2)水合物工作液进入水合反应器时的温度为8°C，压力为5MPa。
[0046] 3)水合物工作液经过水合反应器的喉管段的压力为1. 2MPa。
[0047] 4)水合物工作液与催化裂化干气中的氢气形成的流体在水合反应器的稳定段的 压力为4. 5MPa。
[0048] 5)水合物分离器的操作温度为9°C，操作压力为4. 3MPa。
[0049] 6)水合物化解器的操作温度为9°C，操作压力为0· 2MPa。
[0050] 经图1的工艺流程分离得到的富氢气体和贫氢气体的组成，如下表2所示：
[0051] 表2富氢气体和贫氢气体的组成
[0052]
[0053] 由表2所示，富氢气体中氢气的摩尔分率为77. 99%，氢气的回收率达到了 73%， 该结果表明：上述水合分离法能够有效将催化裂化干气中氢气进行了分离。
[0054] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
【主权项】
1. 一种催化裂化干气中氢气的分离方法，其特征在于，包括使催化裂化干气发生水合 反应，并收集富氢气体的过程，其中， 实现水合反应的水合反应器具有以下结构：水合反应器腔体沿水合物工作液流动方向 具有入口段、喉管段和稳定段，且喉管段的流通面积均小于入口段和稳定段的流通面积，该 水合反应器腔体对应于喉管段的侧壁开设有进气口； 所述分离方法包括：将水合物工作液从入口段送入所述水合反应器中，使催化裂化干 气通过进气口与水合反应器连通，利用流经喉管段的水合物工作液产生的吸力将待分离催 化裂化干气吸入水合反应器，并使二者在流至稳定段过程中被混合而发生水合反应，生成 水合物浆液和富氢气体； 将所述水合物浆液和富氢气体送入水合物分离器，分离并收集富氢气体。2. 根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，使所述富氢气体从水合物分离器的 顶部出口排出而被收集，将所述水合物浆液经水合物分离器的底部出口送入水合物化解器 实施化解，化解出的脱除气体的水合物工作液供水合反应循环使用。3. 根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，使水合物工作液进入水合反应器时 的温度为4-15°C，压力为1. 0-5. IMPa。4. 根据权利要求1或3所述的分离方法，其特征在于，所述水合反应器的入口段的管道 内径为15-50mm，所述喉管段的内径与所述入口段的管道内径比值为0.05-0. 5,所述进气 口的直径与所述喉管段的内径比值为〇. 2-0. 5 ; 所述入口段的长度与所述入口段的管道内径比值为1-3,所述喉管段长度与所述喉管 段的内径比值为1-2. 5,所述稳定段的长度与所述入口段的管道内径比值为3-5。5. 根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述水合物分离器的操作温度为 4-15°C，操作压力为 1. 1-5. IMPa。6. 根据权利要求2所述的分离方法，其特征在于，所述水合物化解器的操作温度为 8-23°C，操作压力为 0· 1-2. IMPa。7. 根据权利要求1或3所述的分离方法，其特征在于，待分离催化裂化干气被吸入水合 反应器前的压力为〇· 6-1. 6MPa。8. 实现权利要求1-7任一项所述的催化裂化干气中氢气的分离方法的系统，其特征在 于，所述系统包括水合物工作液储罐、水合反应器、水合物分离器、水合物化解器、加热器和 /或减压阀； 其中，水合反应器腔体沿水合物工作液流动方向具有入口段、喉管段和稳定段，且喉管 段的流通面积均小于入口段和稳定段的流通面积，该水合反应器腔体对应于喉管段的侧壁 开设有进气口； 所述水合物工作液储罐设有入口和出口，所述水合物工作液储罐的出口与所述水合反 应器的入口段连通； 所述水合反应器稳定段设有用于排出水合物浆液和富氢气体的出口，其与所述水合物 分离器的入口连通，所述水合物分离器的顶部设有富氢气体排放口，底部设有水合物浆液 出口； 所述水合物分离器的水合物浆液出口与水合物化解器的入口连通，且二者间设置有加 热器和/或减压阀，所述水合物化解器的脱除气体的水合物工作液出口与所述水合物工作 液储罐的入口连通。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述水合反应器的入口段的管道内径为 15-50mm，所述喉管段的内径与所述入口段的管道内径比值为0. 05-0. 5,所述进气口的直径 与所述喉管段的内径比值为〇. 2-0. 5 ; 所述入口段的长度与所述入口段的管道内径比值为1-3,所述喉管段长度与所述喉管 段的内径比值为1-2. 5,所述稳定段的长度与所述入口段的管道内径比值为3-5。
【专利摘要】本发明提供了一种催化裂化干气中氢气的分离方法及其系统，该分离方法包括使催化裂化干气发生水合反应，并收集富氢气体的过程，其中，实现水合反应的水合反应器具有以下结构：水合反应器腔体沿水合物工作液流动方向具有入口段、喉管段和稳定段，且喉管段的流通面积均小于入口段和稳定段的流通面积，该水合反应器腔体对应于喉管段的侧壁开设有进气口。本发明提供的催化裂化干气中氢气的分离方法不需要现有水合物分离法分离催化裂化干气中氢气需要对催化裂化干气压缩升压的步骤，具有操作可靠、实际工业应用可行性强的优点。
【IPC分类】C01B3/52
【公开号】CN105502289
【申请号】CN201410495746
【发明人】郭绪强, 陈光进
【申请人】中国石油大学(北京)
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2014年9月24日