一种低纯氢的处理系统的制作方法

本实用新型涉及石油化工技术领域，更具体地说，是涉及一种低纯氢的处理系统。

背景技术：

目前，在石油化工行业的装置中，柴油加氢、汽油加氢、蜡油加氢、重油加氢等高含氢的高分气和低分气，以及汽轮机的干气密封，各种的压力和纯度符合要求的外送气体都需要进行处理，这些气体的混合气体称为“低纯氢”。

在石油化工行业竞争日趋激烈的今天，石油化工企业都在最大程度的利用所有的资源节能减排。现有技术中，柴油、汽油、蜡油和重油加氢的外送高分气和低分气一般通过催化和焦化装置进行处理，二次压缩后，作为催化干气和焦化干气输送至燃料气管网或者给制氢做原料使用。这部分气体的氢气纯度较高，氢气热值低，氢气的纯度高对制氢起反作用，造成石油企业的成本较高。

如何能够有效利用低纯氢中的氢气，将低纯氢中的氢气组分和其他组分进行较高程度的分离，从而优化全厂的气体配置，开发出一种低纯氢的处理系统成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种低纯氢的处理系统，采用本实用新型提供的处理系统能够有效回收分离低纯氢，得到高纯氢气。

本实用新型提供了一种低纯氢的处理系统，包括：

第一缓冲罐，所述第一缓冲罐的进气口与低纯氢进气管路相连；

进气口与所述第一缓冲罐的出气口相连的脱硫塔；

进气口与所述脱硫塔的出气口相连的分液罐；

进气口与所述分液罐的出气口相连的第一聚结器，所述第一聚结器设有第一跨线；

进气口与所述第一聚结器的出气口相连的第二缓冲罐；

进气口与所述第二缓冲罐的出气口相连的压缩装置；

进气口与所述压缩装置的出气口相连的除液罐；

进气口与所述除液罐的出气口相连的第二聚结器，所述第二聚结器设有第二跨线；

进气口与所述第二聚结器的出气口相连的变压吸附装置，所述变压吸附装置的第一出气口与高纯氢回收管路相连。

优选的，所述低纯氢进气管路设有第一流量计和第一温度变送器。

优选的，还包括：

第三缓冲罐，所述第三缓冲罐的碱液进口与碱液进料管路相连；

碱液进口与所述第三缓冲罐的碱液出口相连的输送装置，所述输送装置的碱液出口与脱硫塔的碱液进口相连。

优选的，所述输送装置为碱液泵。

优选的，所述脱硫塔设有碱液出口，所述脱硫塔的碱液出口与碱液输送管路相连；

所述分液罐设有碱液出口，所述分液罐的碱液出口与所述碱液输送管路相连；

所述第一聚结器设有碱液出口，所述第一聚结器的碱液出口与所述碱液输送管路相连；

所述第二缓冲罐设有碱液出口，所述第二缓冲罐的碱液出口与所述碱液输送管路相连。

优选的，所述压缩装置为压缩机。

优选的，所述压缩装置的进气口设有压力控制变送器、第二流量计和第二温度变送器；

所述压缩装置的出气口设有冷凝器。

优选的，所述除液罐设有轻油出口，所述除液罐的轻油出口与轻油输送管路相连；

所述第二聚结器设有轻油出口，所述第二聚结器的轻油出口与所述轻油输送管路相连。

优选的，所述变压吸附装置还设有第二出气口；所述变压吸附装置的第二出气口与燃料气管网相连。

本实用新型提供了一种低纯氢的处理系统，包括：第一缓冲罐，所述第一缓冲罐的进气口与低纯氢进气管路相连；进气口与所述第一缓冲罐的出气口相连的脱硫塔；进气口与所述脱硫塔的出气口相连的分液罐；进气口与所述分液罐的出气口相连的第一聚结器，所述第一聚结器设有第一跨线；进气口与所述第一聚结器的出气口相连的第二缓冲罐；进气口与所述第二缓冲罐的出气口相连的压缩装置；进气口与所述压缩装置的出气口相连的除液罐；进气口与所述除液罐的出气口相连的第二聚结器，所述第二聚结器设有第二跨线；进气口与所述第二聚结器的出气口相连的变压吸附装置，所述变压吸附装置的第一出气口与高纯氢回收管路相连。本实用新型提供的低纯氢的处理系统，能够有效回收分离低纯氢，得到高纯氢气。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的低纯氢的处理系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的低纯氢的处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种低纯氢的处理系统，包括：

第一缓冲罐，所述第一缓冲罐的进气口与低纯氢进气管路相连；

进气口与所述第一缓冲罐的出气口相连的脱硫塔；

进气口与所述脱硫塔的出气口相连的分液罐；

进气口与所述分液罐的出气口相连的第一聚结器，所述第一聚结器设有第一跨线；

进气口与所述第一聚结器的出气口相连的第二缓冲罐；

进气口与所述第二缓冲罐的出气口相连的压缩装置；

进气口与所述压缩装置的出气口相连的除液罐；

进气口与所述除液罐的出气口相连的第二聚结器，所述第二聚结器设有第二跨线；

进气口与所述第二聚结器的出气口相连的变压吸附装置，所述变压吸附装置的第一出气口与高纯氢回收管路相连。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的低纯氢的处理系统的结构示意图，其中，1为第一缓冲罐，2为第一缓冲罐的进气口，3为低纯氢进气管路，4为脱硫塔的进气口，5为第一缓冲罐的出气口，6为脱硫塔，7为分液罐的进气口，8为脱硫塔的出气口，9为分液罐，10为第一聚结器的进气口，11为分液罐的出气口，12为第一聚结器，13为第一跨线，14为第二缓冲罐的进气口，15为第一聚结器的出气口，16为第二缓冲罐，17为压缩装置的进气口，18为第二缓冲罐的出气口，19为压缩装置，20为除液罐的进气口，21为压缩装置的出气口，22为除液罐，23为第二聚结器的进气口，24为除液罐的出气口，25为第二聚结器，26为第二跨线，27为变压吸附装置的进气口，28为第二聚结器的出气口，29为变压吸附装置，30为变压吸附装置的第一出气口，31为高纯氢回收管路。

在本实用新型中，所述低纯氢的处理系统包括第一缓冲罐(1)、脱硫塔(6)、分液罐(9)、第一聚结器(12)、第二缓冲罐(16)、压缩装置(19)、除液罐(22)、第二聚结器(25)和变压吸附装置(29)。

在本实用新型中，所述第一缓冲罐(1)设有进气口(2)和出气口(5)；其中，所述进气口(2)与低纯氢进气管路(3)相连，用于将低纯氢进气管路(3)中的低纯氢输送至第一缓冲罐(1)；所述出气口(5)用于排出低纯氢；同时，所述出气口(5)优选还设有放火炬线出口，用于在出气口(5)中压力超过控制要求时，自动放火炬降低处理负荷；所述放火炬线出口优选还设有阀门。在本实用新型中，所述第一缓冲罐(1)用于将低纯氢进行缓冲稳压。

在本实用新型中，所述第一缓冲罐(1)优选还设有污水出口、远传液位计(LI)、压力控制变送器(PC)和放火炬线出口；其中，所述污水出口用于排出第一缓冲罐(1)中产生的污水；所述远传液位计(LI)用于显示第一缓冲罐(1)中的液位；所述压力控制变送器(PC)用于控制第一缓冲罐(1)中的压力；所述放火炬线出口用于在第一缓冲罐(1)中压力超过控制要求时，自动放火炬降低处理负荷。

在本实用新型中，所述低纯氢进气管路(3)优选设有第一流量计和第一温度变送器；其中，所述第一流量计用于控制低纯氢流量；所述第一温度变送器用于控制低纯氢温度。在本实用新型中，所述低纯氢进气管路(3)用于将各装置的低纯氢汇总。

在本实用新型中，所述脱硫塔(6)设有进气口(4)和出气口(8)；其中，所述进气口(4)与所述第一缓冲罐(1)的出气口(5)相连，用于将第一缓冲罐(1)中的低纯氢输送至脱硫塔(6)；所述进气口(4)优选还设有阀门；所述出气口(8)用于排出低纯氢；同时，所述出气口(8)优选还设有温度变送器，用于控制低纯氢温度。在本实用新型中，所述脱硫塔(6)用于脱除低纯氢中的H₂S。

在本实用新型中，所述脱硫塔(6)优选还设有碱液出口、带控制的液位计(LC)、碱液进口和放火炬线出口；其中，所述脱硫塔(6)的碱液出口与碱液输送管路相连，用于排出脱硫后的碱液；所述脱硫塔(6)的碱液出口优选还设有阀门；所述带控制的液位计(LC)用于显示和控制脱硫塔(6)中的液位；所述脱硫塔(6)的碱液进口用于将碱液输送至脱硫塔(6)；所述放火炬线出口用于在脱硫塔(6)中压力超过控制要求时，自动放火炬降低处理负荷。

在本实用新型中，碱液输送管路优选设有阀门。在本实用新型中，碱液输送管路用于回收碱液。

在本实用新型中，所述处理装置优选还包括：

第三缓冲罐，所述第三缓冲罐的碱液进口与碱液进料管路相连；

碱液进口与所述第三缓冲罐的碱液出口相连的输送装置，所述输送装置的碱液出口与脱硫塔的碱液进口相连。

在本实用新型中，所述第三缓冲罐设有碱液进口和碱液出口；其中，所述第三缓冲罐的碱液进口与碱液进料管路相连，用于将碱液进料管路中的碱液输送至第二缓冲罐；所述第三缓冲罐的碱液出口用于排出碱液。在本实用新型中，所述第三缓冲罐用于将碱液进行缓冲稳压。在本实用新型中，所述碱液能够脱除低纯氢中的H₂S，优选为乙醇胺。

在本实用新型中，所述第三缓冲罐优选还设有带控制的液位计(LC)、压力控制变送器(PC)和放火炬线出口；其中，所述带控制的液位计(LC)用于显示和控制第三缓冲罐中的液位；所述压力控制变送器(PC)用于控制第三缓冲罐中压力，所述放火炬线出口用于在第三缓冲罐中压力超过控制要求时，自动放火炬降低处理负荷。

在本实用新型中，所述碱液进料管路优选设有阀门。在本实用新型中，所述碱液进料管路用于输送碱液。

在本实用新型中，所述输送装置设有碱液进口和碱液出口；其中，所述输送装置的碱液进口与所述第三缓冲罐的碱液出口相连，用于将碱液输送至输送装置；所述输送装置的碱液出口与脱硫塔(6)的碱液进口相连，用于将碱液输送至脱硫塔(6)；所述输送装置的碱液出口优选设有阀门。在本实用新型中，所述输送装置优选为碱液泵，用于为碱液的输送提供动力。

在本实用新型中，所述分液罐(9)设有进气口(7)和出气口(11)；其中，所述进气口(7)与所述脱硫塔(6)的出气口(8)相连，用于将脱硫塔(6)中的低纯氢输送至分液罐(9)；所述出气口(11)用于排出低纯氢。在本实用新型中，所述分液罐(9)用于进行气液分离。

在本实用新型中，所述分液罐(9)优选还设有碱液出口和带控制的液位计(LC)；其中，所述分液罐(9)的碱液出口与所述碱液输送管路相连，用于排出气液分离后的碱液；所述分液罐(9)的碱液出口优选还设有阀门；所述带控制的液位计(LC)用于显示和控制分液罐(9)中的液位。

在本实用新型中，所述第一聚结器(12)设有进气口(10)、出气口(15)和第一跨线(13)；其中，所述第一聚结器(12)的进气口(10)与所述分液罐(9)的出气口(11)相连，用于将分液罐(9)中的低纯氢输送至第一聚结器(12)；所述第一聚结器(12)的出气口(15)用于排出低纯氢；所述第一跨线(13)连接进气口(10)和出气口(15)，用于短时间切出第一聚结器(12)更换滤芯；所述第一跨线(13)优选设有阀门。在本实用新型中，所述第一聚结器(12)用于通过滤芯过滤低纯氢中的碱液等杂质。

在本实用新型中，所述第一聚结器(12)优选还设有碱液出口和现场液位计(LG)；其中，所述第一聚结器(12)的碱液出口与碱液输送管路相连，用于排出聚结后的碱液；所述现场液位计(LG)用于显示第一聚结器(12)中的液位。

在本实用新型中，所述第二缓冲罐(16)设有进气口(14)和出气口(18)；其中，所述进气口(14)与所述第一聚结器(12)的出气口(15)相连，用于将第一聚结器(12)中的低纯氢输送至第二缓冲罐(16)；所述出气口(18)用于排出低纯氢；同时，所述出气口(18)优选还设有放火炬线出口，用于在出气口(18)中压力超过控制要求时，自动放火炬降低处理负荷。在本实用新型中，所述第二缓冲罐(16)用于将低纯氢进行缓冲稳压。

在本实用新型中，所述第二缓冲罐(16)优选还设有碱液出口、远传液位计(LI)和放火炬线出口；其中，所述第二缓冲罐(16)的碱液出口与所述碱液输送管路相连，用于排出碱液；所述远传液位计(LI)用于显示第二缓冲罐(16)中液位；所述放火炬线出口用于在第二缓冲罐(16)中压力超过控制要求时，自动放火炬降低处理负荷。

在本实用新型中，所述压缩装置(19)设有进气口(17)和出气口(21)；其中，所述进气口(17)与所述第二缓冲罐(16)的出气口(18)相连，用于将第二缓冲罐(16)中的低纯氢输送至压缩装置(19)；所述进气口(17)优选设有压力控制变送器(PC)、第二流量计和第二温度变送器；其中，所述压力控制变送器(PC)用于控制进气口(17)中的压力；所述第二流量计用于控制低纯氢流量；所述第二温度变送器用于控制低纯氢温度；所述出气口(21)用于排出低纯氢；所述出气口(21)优选设有冷凝器；所述冷凝器用于对压缩后的低纯氢进行冷凝。

在本实用新型中，所述压缩装置(19)用于对低纯氢进行压缩；优选为为压缩机；所述压缩机设有专用电机，为压缩提供动力。

在本实用新型中，所述除液罐(22)设有进气口(20)和出气口(24)；其中，所述进气口(20)与所述压缩装置(19)的出气口(21)相连，用于将压缩后的低纯氢输送至除液罐(22)；所述进气口(20)优选还设有远传压力表(PI)和温度变送器(TI)；其中，所述远传压力表(PI)用于显示进气口(20)中的压力；所述温度变送器(TI)控制低纯氢温度；所述出气口(24)用于排出低纯氢。在本实用新型中，所述除液罐(22)用于将低纯氢中的轻油进行分离。

在本实用新型中，所述除液罐(22)优选还设有轻油出口、远传液位计(LI)、压力控制变送器(PC)和放火炬线出口；其中，所述除液罐(22)的轻油出口与轻油输送管路相连，用于排出轻油；所述远传液位计(LI)用于显示除液罐(22)中的液位；所述压力控制变送器(PC)用于控制除液罐(22)中的压力；所述放火炬线出口用于在除液罐(22)中压力超过控制要求时，自动放火炬降低处理负荷。

在本实用新型中，所述轻油输送管路用于回收轻油，直接与污油池相连。

在本实用新型中，所述第二聚结器(25)设有进气口(23)、出气口(28)和第二跨线(26)；其中，所述第二聚结器(25)的进气口(23)与所述除液罐(22)的出气口(24)相连，用于将除液罐(22)中的低纯氢输送至第二聚结器(25)；所述第二聚结器(25)的出气口(28)用于排出低纯氢；同时，所述出气口(28)优选还设有放火炬线出口，用于在出气口(28)中压力超过控制要求时，自动放火炬降低处理负荷；所述第二跨线(26)连接进气口(23)和出气口(28)，用于短时间切出第二聚结器(25)更换滤芯；所述第二跨线(26)优选设有阀门。在本实用新型中，所述第二聚结器(25)用于通过滤芯过滤低纯氢中的轻油。

在本实用新型中，所述第二聚结器(25)优选还设有轻油出口和现场液位计(LG)；其中，所述第二聚结器(25)的轻油出口与轻油输送管路相连，用于排出轻油；所述现场液位计(LG)用于显示第二聚结器(25)中的液位。

在本实用新型中，所述变压吸附装置(29)设有进气口(27)和第一出气口(30)；其中，所述进气口(27)与所述第二聚结器(25)的出气口(28)相连，用于将第二聚结器(25)中的低纯氢输送至变压吸附装置(29)；所述第一出气口(30)用于排出高纯氢；所述第一出气口(30)优选还设有阀门。在本实用新型中，所述变压吸附装置(29)用于进行变压吸附，得到高纯氢。

在本实用新型中，所述变压吸附装置(29)优选还设有第二出气口；所述变压吸附装置(29)的第二出气口与燃料气管网相连，用于将变压吸附后得到的杂质气输送至燃料气管网进行后续应用；所述变压吸附装置(29)的第二出气口优选设有阀门。

本实用新型提供的低纯氢的处理系统的工作过程如下：

首先，各装置的低纯氢通过低纯氢进气管路(3)汇总，经第一缓冲罐(1)缓冲稳压后，进入脱硫塔(6)，与碱液进行充分接触脱除低纯氢中的H₂S；

然后，低纯氢依次经分液罐(9)和第一聚结器(12)充分与碱液分离后，经第二缓冲罐(16)缓冲稳压后，进入压缩装置(19)进行压缩；

最后，低纯氢依次经除液罐(22)和第二聚结器(25)充分将轻油分离后，进入变压吸附装置(29)进行变压吸附，得到高纯氢。

本实用新型提供了一种低纯氢的处理系统，包括：第一缓冲罐，所述第一缓冲罐的进气口与低纯氢进气管路相连；进气口与所述第一缓冲罐的出气口相连的脱硫塔；进气口与所述脱硫塔的出气口相连的分液罐；进气口与所述分液罐的出气口相连的第一聚结器，所述第一聚结器设有第一跨线；进气口与所述第一聚结器的出气口相连的第二缓冲罐；进气口与所述第二缓冲罐的出气口相连的压缩装置；进气口与所述压缩装置的出气口相连的除液罐；进气口与所述除液罐的出气口相连的第二聚结器，所述第二聚结器设有第二跨线；进气口与所述第二聚结器的出气口相连的变压吸附装置，所述变压吸附装置的第一出气口与高纯氢回收管路相连。本实用新型提供的低纯氢的处理系统，能够有效回收分离低纯氢，得到高纯氢气。

为了进一步说明本实用新型，下面通过以下实施例进行详细说明。本实用新型以下实施例所用的低纯氢来源于柴油加氢、汽油加氢、蜡油加氢、重油加氢等装置，氢气纯度不小于80％，氮气组分控制在5％以内，压力高于1.2MPa。

实施例1

实施例1提供的低纯氢的处理系统的结构示意图如图2所示，其中，1为第一缓冲罐，2为第一缓冲罐的进气口，3为低纯氢进气管路，4为脱硫塔的进气口，5为第一缓冲罐的出气口，6为脱硫塔，7为分液罐的进气口，8为脱硫塔的出气口，9为分液罐，10为第一聚结器的进气口，11为分液罐的出气口，12为第一聚结器，13为第一跨线，14为第二缓冲罐的进气口，15为第一聚结器的出气口，16为第二缓冲罐，17为压缩机的进气口，18为第二缓冲罐的出气口，19为压缩机，20为除液罐的进气口，21为压缩机的出气口，22为除液罐，23为第二聚结器的进气口，24为除液罐的出气口，25为第二聚结器，26为第二跨线，27为变压吸附装置的进气口，28为第二聚结器的出气口，29为变压吸附装置，30为变压吸附装置的第一出气口，31为高纯氢回收管路，32为第一流量计，33为第一温度变送器，34为第三缓冲罐，35为第三缓冲罐的碱液进口，36为碱液进料管路，37为碱液泵的碱液进口，38为第三缓冲罐的碱液出口，39为碱液泵，40为碱液泵的碱液出口，41为脱硫塔的碱液进口，42为脱硫塔的碱液出口，43为碱液输送管路，44为分液罐的碱液出口，45为第一聚结器的碱液出口，46为第二缓冲罐的碱液出口，47为压力控制变送器，48为第二流量计，49为第二温度变送器，50为冷凝器，51为除液罐的轻油出口，52为轻油输送管路，53为第二聚结器的轻油出口，54为变压吸附装置的第二出气口，55为燃料气管网。

采用上述低纯氢的处理系统进行低纯氢的处理，具体工作过程如下：

(1)各装置的低纯氢通过低纯氢进气管路(3)汇总，并通过第一流量计(32)保证低纯氢稳定供给，第一温度变送器(33)控制低纯氢温度为25℃～40℃；所述低纯氢经进气口(2)进入第一缓冲罐(1)控制压力稳定在0.8～1.2MPa，再经出气口(5)排出，由进气口(4)进入脱硫塔(6)，与乙醇胺充分接触脱除低纯氢中的的H₂S；脱硫后的低纯氢中硫化氢的体积分数在0.001％以下；

所述乙醇胺由碱液进料管路经碱液进口(35)进入第三缓冲罐(34)稳定压力，再经碱液出口(38)排出，在碱液泵(39)的动力下输送，由碱液进口(41)进入脱硫塔(6)进行脱硫，脱硫后的碱液由碱液出口(42)进入碱液输送管路(43)进行回收；

(2)脱硫后的低纯氢由出气口(8)经进气口(7)进入分液罐(9)进行碱液分离，其中，碱液分离后的低纯氢由出气口(11)经进气口(10)进入第一聚结器(12)进行碱液过滤，碱液分离后的碱液由碱液出口(44)进入碱液输送管路(43)进行回收；

碱液过滤后的低纯氢由出气口(15)经进气口(14)进入第二缓冲罐(16)控制压力稳定在0.8～1.2MPa，再经出气口(18)排出，通过压力控制变送器(47)控制低纯氢压力稳定在0.8～1.2MPa，第二流量计(48)保证低纯氢稳定供给，第二温度变送器(49)控制低纯氢温度为25℃～40℃，由进气口(17)进入压缩机(19)进行压缩，压缩后的低纯氢的压力为2.8MPa，由出气口(21)排出，并通过冷凝器(50)进行冷凝；

同时，碱液过滤后的碱液由碱液出口(45)进入碱液输送管路(43)进行回收；第二缓冲罐(16)中的碱液由碱液出口(46)进入碱液输送管路(43)进行回收；

(3)压缩后的低纯氢由进气口(20)进入除液罐(22)进行轻油分离，其中，轻油分离后的低纯氢由出气口(24)经进气口(23)进入第二聚结器(25)进行轻油过滤，轻油过滤后的低纯氢中C5及C5以上组分的体积分数小于等于0.2％；轻油分离后的轻油由轻油出口(51)进入轻油输送管路(52)回收至污油池；

轻油过滤后的低纯氢由出气口(28)经进气口(27)进入变压吸附装置(29)进行变压吸附，得到高纯氢，所述高纯氢由第一出气口(30)输送至高纯氢回收管路(31)，完成低纯氢的处理；

同时，轻油过滤后的轻油由轻油出口(53)进入轻油输送管路(52)回收至污油池；

另外，变压吸附得到的杂质气由第二出气口(54)输送至燃料气管网(55)进行后续应用。

采用实施例1提供的处理系统进行低纯氢的处理，得到的高纯氢的纯度在99.9％以上，压力为1.8～2.6MPa，温度为25～40℃，CO+CO₂的总含量20ppm以下(0.1％＝10000ppm)；相对于低纯氢做燃料气使用，按照效益核算，利用本实用新型方法1Nm³气体的成本降低60～80％。同时，低纯氢中氢气的回收率在90％以上。

此外，本实用新型提供的处理系统中静设备的的寿命为15年，变压吸附装置的良好运行寿命为10年。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。