单吸收双解吸氢气和轻烃综合回收系统的制作方法_2

文档序号:8373858阅读:来源:国知局
;蒸汽管道70。
【具体实施方式】
[0038]本发明提出单吸收双解吸氢气和轻烃综合回收系统,有机的将氢气提纯技术和油吸收技术相结合,充分利用氢气和C3+轻烃的相互影响,设置了三个原料入口,其分别处理:
[0039]第一流股11:具有较高纯度O 50v%)氢气且较高O 5v%)C3+轻烃含量的炼厂干气;
[0040]第二流股12:具有较低纯度(< 50v%)氢气且较高O 5v%)C3+轻烃含量的炼厂干气;
[0041]第三流股13:具有较高纯度O 50v%)氢气且较低(< 5v%)C3+轻烃含量的炼厂干气。
[0042]如图1所示,本发明提供的单吸收双解吸氢气和轻烃综合回收系统示意图,其包括:
[0043]膜分离装置20,其入口与较高纯度氢气且较高C3+轻烃含量的第一流股11相连,将该第一流股11分离为氢产品(纯度最高达98v%)和富集C3+轻烃的渗余气,所述氢产品可以单独送入氢气纯度相对较低的管网,比如重整氢管网,直接予以氢气回收21。若炼厂对新氢有较高纯度要求(> 99.9v%),也可以如图1所示,经过下述变压吸附单元30再一次的提纯后,再予以氢气回收21,所述渗余气将送入下述吸收塔41的底部入口 ;
[0044]变压吸附单元30,其入口与较高纯度氢气且较低C3+轻烃含量的第三流股13相连,将该第三流股分离为高纯氢(氢纯度> 99.9v%)和少量C3+轻烃的解吸气,所述高纯氢可予以氢气回收21,所述解吸气经过提压之后予以燃料气回收31,也可以直接排放入炼厂低压瓦斯系统;在另一实施例中,所述膜分离装置20中分离出来的氢产品也可以通过所述变压吸附单元30之后再予以氢气回收21 ;
[0045]油吸收装置,其包括吸收塔41、第一解吸塔43、第二解吸塔44以及轻烃产品分离单元(如脱丙烷塔45与脱丁烷塔46),其中:
[0046]所述吸收塔41的底部入口与较低纯度氢气且较高C3+轻烃含量的第二流股12、第一解吸塔43塔顶气以及膜分离装置20中产生的所述渗余气相连,系统循环的贫吸收油42A进入所述吸收塔41的塔顶,吸收C3+轻烃后,从所述吸收塔41的塔底流出后成为富吸收油42B,所述富吸收油42B分为两股,其中一股进入所述第一解吸塔43的塔顶,另外一股进入所述第一解吸塔43的中上部,所述第一解吸塔43设置中段再沸器和塔底再沸器,塔顶不设置回流,使两股富吸收油在第一解吸塔43完成第一次解吸后,再流入所述第二解吸塔44以完成第二次解吸并成为贫吸收油42A,所述贫吸收油42A再从所述第二解吸塔44的塔底流出,经换热冷却加压后,回流至所述吸收塔41的塔顶,以构成循环;
[0047]进入所述吸收塔41的流股的氢气、甲烷、乙烷富集为塔顶气,所述塔顶气与所述变压吸附单元30的入口相连,以进行氢气提纯回收;另外,所述吸收塔41设置有两个中段回流冷却,可以提闻吸收效率;
[0048]所述第一解吸塔43的塔顶气可以与所述吸收塔41的底部入口相接,作再一次的回收利用;
[0049]所述第二解吸塔44的塔顶气连接至轻烃产品分离单元,根据需要将第二解吸塔44的塔顶气分离为不同等级的轻烃产品。例如在本实施例中,所述第二解吸塔44的塔顶气依次与脱丙烷塔45以及脱丁烷塔46相接,使其中的C3产品52从所述脱丙烷塔45的塔顶分离出来,其中的C4产品53从所述脱丁烷塔46的塔顶分离出来,并从所述脱丁烷塔46的塔底处分离出轻石脑油51。
[0050]由上述内容可知,本发明针对不同类别的炼厂干气,采用不同的回收处理方式:
[0051]对于氢气回收,本发明将膜分离和变压吸附技术相结合,对于氢气及C3+轻烃含量较高的流股,考虑氢气回收之后做轻烃回收,而轻烃回收后还可以考虑氢气回收。
[0052]对于轻烃回收,考虑到规模大小以及回收C3+轻烃,采用传统的油吸收法技术,设置了单吸收塔和双解吸塔。其中:吸收塔41处理轻烃含量相对较高的流股,经过吸收塔41之后,塔顶气中氢气将被富集,C3+轻烃将在塔底富集,高氢纯度的塔顶气可以送往变压吸附做氢气提纯。双解吸塔的设置主要是考虑分离的轻烃产品对C2的含量要求。
[0053]此外,本发明还考虑了热集成,以降低能耗。如图1所示,本发明设置有蒸汽管道70,其与第二解吸塔44的底部再沸、第一解吸塔43的底部再沸以及脱丁烷塔46的底部再沸依次进行热交换,为油吸收装置提供工作所需的热量。而为了降低所述蒸汽管道70的能耗,本发明利用所述第二解吸塔44的塔底流出的贫吸收油42A所富含的热量,使其先与第一解吸塔43的中段再沸进行第一热交换61,然后与所述轻烃产品分离单元(如其中的脱丙烷塔45的底部再沸)进行第二热交换62,再与两股所述富吸收油42B分别进行第三热交换63以及第四热交换64,使其经过冷却之后才泵入所述吸收塔41的塔顶。此时,由于两股所述富吸收油42B经上述第三热交换63与第四热交换64之后再进入第一解吸塔43,以及,所述第一解吸塔43还进行了上述第一热交换61,可使得第一解吸塔的所需热量显著降低,节约了能源。同理,由于所述脱丙烷塔45利用上述第二热交换62产生的热量,可替代蒸汽为其提供热量。循环吸收油热量的利用可有效减少冷却水与蒸汽等公用工程用量。传统工艺中,经过膜分离的渗余气由于氢气纯度比较低,往往直接进行燃料气回收,但是其压力比较高,就存在着一定的动能浪费,而本发明中由于膜分离装置20产生的渗余气送往了吸收塔41,不仅可以提高C3+轻烃的回收率,更有效的利用了膜分离渗余气的高压,节约了能源。
[0054]总的来说,本发明申请采用上述技术方案,与旧有产品相比,具有如下优点:
[0055]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。
[0056]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。
[0057]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。
[0058]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。
[0059]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。
[0060]6、本发明非常灵活:
[0061](I)可以根据炼厂实际情况,有效选择和更换其中的单元,比如根据对氢气产品的要求,氢气产品提纯装置可以灵活选择变压吸附单元30或膜分离装置20。
[0062](2)如果不存在较高纯度氢气且富含C3+轻烃的流股,可以取消工艺流程中的膜分离装置20 ;
[0063](3)当吸收塔41塔顶气氢纯度比较低以及不存在高氢纯度且C3+轻烃较少的流股,可以取消变压吸附单元30 ;
[0064](4)吸收油可根据具体情况灵活选择,如柴油、重石脑油、航煤等;
[0065](5)根据产品分离要求,轻烃产品分离单元可以是脱丙烷塔、脱丁烷塔、脱戊烷塔中的任一或任意组合。
[0066]5、案例分析
[0067]以某一炼厂的数据为案例:采用单吸收双解吸流程进行氢气轻烃的综合回收与氢气轻烃分别回收(变压吸附单元进行氢气回收,传统的吸收-解吸-稳定系统进行轻烃回收)进行对比。(请参阅图2所示的流股信息表。)
[0068]氢气纯度在50v%以上同时富含轻烃的流股1、2经压缩换热进入膜分离装置,膜分离装置产出的氢产品纯度为98v%,与吸收塔的塔顶气混合进入变压吸附单元作进一步提纯,得到氢纯度> 99.9v%
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