膜耦合工藝提高煉廠氣氫氣及輕烴回收率研究.pdf

1、煉廠氣是煉廠在加工原油過程中產(chǎn)生的尾氣，組成主要為氫氣和甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等碳?xì)浠衔?，由于現(xiàn)有的分離工藝比較單一，對氫氣和輕烴的回收率低，導(dǎo)致剩余大量的煉廠氣難以被利用，外排瓦斯管網(wǎng)，造成氫氣和輕烴資源的極大浪費(fèi)。因此，找到一種能夠提高煉廠氣中氫氣與輕烴回收率的工藝，從而減少氫氣和輕烴資源的浪費(fèi)，成為目前已成為各石化企業(yè)和科研部門亟待解決的問題。
　　某煉廠氣體總量接近30000Nm3/h，氫氣含量(mol％)約占42％，輕

2、烴含量(mol％)約占10％，原使用PSA對其中的氫氣進(jìn)行回收，但由于進(jìn)料氣組成復(fù)雜，部分流股不滿足PSA進(jìn)料條件，氫氣和輕烴的回收率低。
　　本研究在氫氣和輕烴分離傳統(tǒng)的工藝基礎(chǔ)上，設(shè)計了PSA/冷凝/精餾工藝，并以此為基礎(chǔ)，為進(jìn)一步提高氫氣和輕烴的回收率，采用氫膜(HM)與有機(jī)蒸汽膜(VM)與其耦合，開發(fā)出HM/PSA/冷凝/精餾膜耦合工藝和VM/HM/PSA冷凝/精餾膜耦合工藝。HM對PSA進(jìn)料氣進(jìn)行提純，VM對含有部分輕烴

3、的HM滲余氣和PSA解吸氣進(jìn)行回收，并優(yōu)化了工藝流程。
　　利用UniSim Design軟件對三種工藝的流程模擬與優(yōu)化后，考察了冷凝溫度、膜面積等參數(shù)對經(jīng)濟(jì)效益的影響，冷凝溫度降低，經(jīng)濟(jì)效益增加;膜面積增加，經(jīng)濟(jì)效益先增加后降低。并分別計算三種工藝的煉廠氣氫氣和輕烴的回收率與經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)行三組間比較。當(dāng)冷凝溫度為-23℃，HM膜面積為8492 m2，VM膜面積為2530m2，進(jìn)料壓力為2500kPa時，經(jīng)濟(jì)效益最佳，為3.147

4、億元/年。
　　采用VM/HM/PSA/冷凝/精餾耦合工藝，與無膜工藝相比，氫氣回收率提高了22％，LPG回收率提高了30.37％，C5+輕油回收率提高了61.67％，LPG產(chǎn)量27143 t·a-1，C5+輕油產(chǎn)量5487t·a-1，氫氣產(chǎn)量6790t·a-1，經(jīng)濟(jì)效益提高了0.907億元/年。
　　研究結(jié)果說明，在對煉廠氫氣與輕烴的回收中，冷凝溫度、膜面積、進(jìn)料壓力等參數(shù)對經(jīng)濟(jì)效益具有直接影響，膜耦合工藝有助于提高氫氣和