单吸收双解吸氢气和轻烃综合回收系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氢气回收系统，也涉及一种轻烃回收系统，特别涉及一种氢气和轻烃综合回收系统。
【背景技术】
[0002]随着加工原油的重质化和高酸高硫化，氢气在炼厂中对于保障合格产品的生产日益重要，而高昂的产氢成本和产氢装置投资，使得氢气的回收尤为重要。在目前对于高纯度氢气的回收技术工艺相对成熟的情况下，对于如何有效经济地回收中等和低纯度氢气排放流股显得更有现实意义。同时，由于这些排放流股中含有其他高价值轻烃组成，考虑氢气和轻烃的综合回收，对合理利用资源，增强节能减排效果，提高经济效益具有重要意义。
[0003]对于单独氢气回收，相当多的炼油厂利用变压吸附法、膜分离法对较高纯度的炼厂干气进行了氢气的提纯回收。此部分炼厂干气通常为加氢装置的高分外排气、脱硫低分气等。变压吸附法是利用装在立式压力容器内的活性炭、分子筛、硅胶等固体吸附剂，对混合气体中的各种杂质进行选择性吸附，从而达到气体分离的目的。膜分离法是以膜两侧的气体分压差为推动力，利用不同气体在膜中渗透速率的差异，使其在膜两侧富集以实现分离的过程。
[0004]炼厂中单独的轻烃回收常见于常减压、催化裂化及延迟焦化等装置中的吸收稳定装置，用于吸收本装置内排放的塔顶气，如常减压三顶气、催化裂化富气、焦化富气等。采用“吸收塔-解吸塔-稳定塔”三塔分馏工艺流程，通过吸收和解吸分离轻烃，以获得合格的干气、液化气以及蒸气压合格的轻石脑油等产品。传统油吸收法适合中小规模的C3+轻烃回收。
[0005]深冷分离技术，是传统的低温回收工艺，通常在较高压力下运行，利用进料组分的沸点温度差达到分离效果。该技术适用于大规模、多组分同时回收的场合，具有产品率高、分离纯度高的优势。但是对于氮气、甲烷含量较高的炼厂气，需要极低的冷凝温度，分离能耗和设备投资非常高。
[0006]在以上提到的三种工艺中，只有深冷分离技术可以考虑氢气和轻烃的综合回收，由于其设备投资和分离能耗比较高，其适用于大规模的场合，不适合氢气、氮气以及甲烷等组分纯度相对较高的流股。其分离出的乙烷产品一般可以作为乙烯原料，但是国内此技术不成熟。
[0007]由于氢气提纯装置对原料气中氢纯度的限制，使得较低纯度的炼厂干气中的氢气资源无法被膜分离或者变压吸附单元回收利用。同时，膜分离和变压吸附原料中如果存在较高纯度的重烃(C3+轻烃)，对于膜分离，将可能造成渗余侧凝液而导致膜的永久损伤，而对于变压吸附，有可能造成吸附剂的失活，从而影响操作。同时，变压吸附技术比较适合处理氢纯度大于50v%的流股，一般其回收率为90%左右，产品氢纯度能达到99.9v%以上。膜分离能处理氢纯度比较低的流股，但是其产品纯度最高为98v%，回收率为80-92%。
[0008]对于目前轻烃回收技术应用广泛的油吸收法，只能回收C3+轻烃产品，无法回收其中的氢气产品，同时，由于吸收法的限制，如果回收氢气纯度相对较高的流股中的轻烃，将严重影响其吸收效果，降低轻烃产品回收率。
【发明内容】
[0009]本发明提供一种单吸收双解吸氢气和轻烃综合回收系统，目的在于将油吸收轻烃回收技术与氢气提纯技术相结合，对炼厂中不同氢气纯度的流股实现轻烃与氢气的综合回收利用。
[0010]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0011]一种单吸收双解吸氢气和轻烃综合回收系统，其特征在于，其包括:
[0012]膜分离装置，其入口与第一股炼厂干气相通，用于将其分离为氢产品和渗余气，所述氢产品予以氢气回收，所述渗余气将送入下述吸收塔的底部入口 ；
[0013]油吸收装置，其包括吸收塔、第一解吸塔、第二解吸塔以及轻烃产品分离单元，其中:
[0014]所述吸收塔的底部入口与第二股炼厂干气相连，系统循环的贫吸收油进入所述吸收塔的塔顶，从所述吸收塔的塔底流出后成为富吸收油，所述富吸收油进入所述第一解吸塔并完成第一次解吸后，再流入所述第二解吸塔以完成第二次解吸并成为贫吸收油，所述贫吸收油再从所述第二解吸塔的塔底流出，经冷却加压后，回流至所述吸收塔的塔顶，以构成循环；
[0015]所述第二解吸塔的塔顶气与所述轻烃产品分离单元相接。
[0016]在较佳的技术方案中，还可增加如下技术特征:
[0017]还包括变压吸附单元或另一个膜分离装置，其入口与第三股炼厂干气相连，将该第三股炼厂干气分离为高纯氢和解吸气，所述高纯氢予以氢气回收，所述解吸气予以燃料气回收。
[0018]所述吸收塔的塔顶气与所述变压吸附单元或另一个膜分离装置的入口相连。
[0019]所述膜分离装置分离出的氢产品进入所述变压吸附单元作再一次的提纯，以达到高纯度氢气要求。
[0020]所述第一解吸塔的塔顶气与所述吸收塔的底部入口相接。
[0021]从所述吸收塔的塔底流出的富吸收油分为两股，其中一股进入所述第一解吸塔的塔顶，另外一股进入所述第一解吸塔的中上部。
[0022]从所述第二解吸塔的塔底流出的贫吸收油先与第一解吸塔的中段再沸进行第一热交换，然后与所述轻烃产品分离单元进行第二热交换，接着与两股所述富吸收油分别进行第三热交换以及第四热交换，再泵入所述吸收塔的塔顶。
[0023]所述轻烃产品分离单元是脱丙烷塔、脱丁烷塔、脱戊烷塔的任一或者任意组合。
[0024]所述第一股炼厂干气是具有较高纯度氢气且较高C3+轻烃含量的炼厂干气；所述第二股炼厂干气是具有较低纯度氢气且较高C3+轻烃含量的炼厂干气；所述第三股炼厂干气是具有较高纯度氢气且较低C3+轻烃含量的炼厂干气。
[0025]所述较高纯度氢气与较低纯度氢气分别指浓度大于或等于50v%的氢气以及浓度小于50v%的氢气；所述较高C3+轻烃含量是指C3+含量大于或等于5v%，所述较低C3+轻烃含量是指C3+含量小于5v%。
[0026]与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是:
[0027]1、本发明将氢气提纯技术与轻烃回收技术有机结合，轻烃回收一般产品为干气、液化气、轻石脑油，而本装置在此基础上实现了对干气中氢气合理有效的回收，使其转化为高纯度氢加以利用。也实现了氢气提纯后，含轻烃较多的流股中轻烃的有效回收。充分考虑了氢气和轻烃的相互影响，达到了氢气、轻烃高效综合回收利用的目的。
[0028]2、本发明根据炼厂干气特点，提供原料多入口，优化选择流股进料位置，从而能有效的回收各个不同氢气纯度范围和轻烃含量的流股，不仅能有效的回收高纯度氢气，更加使低纯度氢气流股回收成为切实可行，从而提高了炼厂氢气的利用效率。
[0029]3、轻烃回收装置常采用“吸收塔-解吸塔-稳定塔”三塔分馏工艺流程，而本流程增设了第二解吸塔，能有效控制第二解吸塔塔底循环油中轻烃含量以及塔顶轻烃中C2含量，提高产品收率与纯度。
[0030]4、换热网络匹配不够合理是造成能耗较大的重要原因之一。新系统开发中重新对换热网络进行了优化匹配。本发明采用热集成，充分考虑循环贫吸收油和3.5MPag蒸汽的余热回收，减少蒸汽和冷却水公用工程用量，从而降低能耗。
[0031]5、轻烃与氢气回收的装置为单独的一套装置，本工艺采用贫吸收油装置内部再生，从而不依赖于其他装置，保证装置的独立性。
【附图说明】
[0032]图1是本发明提供的单吸收双解吸氢气和轻烃综合回收系统的结构示意图；
[0033]图2是本发明的应用实例中的流股信息表；
[0034]图3是本发明的应用实例中氢气轻烃综合回收与分别回收产品回收率对比表；
[0035]图4是本发明的应用实例中氢气轻烃综合回收与分别回收能耗对比表；
[0036]图5是本发明的应用实例中氢气轻烃综合回收与分别回收效益对比表。
[0037]附图标记说明:第一流股11 ;第二流股12 ;第三流股13 ;膜分离装置20 ;氢气回收21 ;变压吸附单元30 ;燃料气回收31 ;吸收塔41 ;贫吸收油42A ;富吸收油42B ;第一解吸塔43 ;第二解吸塔44 ;脱丙烷塔45 ;脱丁烷塔46 ;轻石脑油51 ;C3产品52 ;C4产品53 ;第一热交换61 ;第二热交换62 ;第三热交换63 ;第四热交换64