用于与变压吸附方法一起使用的膜渗透物再循环方法技术

本发明专利技术公开了一种处理净气料流的方法。该方法包括将净气料流送到压缩机以产生压缩气体料流。然后将该压缩气体料流送到变压吸附单元以产生氢产物料流和尾气料流。将来自变压吸附单元的尾气料流送到第一膜单元以产生第一渗透物料流和第一非渗透物料流。将该尾气料流的部分送到第二膜单元以产生第二渗透物料流和第二非渗透物料流。和第二非渗透物料流。和第二非渗透物料流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于与变压吸附方法一起使用的膜渗透物再循环方法
[0001]优先权声明
[0002]本申请要求2019年9月4日提交的美国申请号16/560378的优先权，该申请全文并入本文。


[0003]本公开涉及利用氢回收单元和变压吸附单元的膜渗透物再循环方法。

技术介绍

[0004]通常，膜分离过程包括进料调节区段，该进料调节区段通过去除液体、固体和不期望的污染物来调节膜进料气体，然后建立期望的膜操作温度。当半渗透膜屏障的进料侧和渗透物侧之间存在或施加压力差时，由于氢和其他烃组分的相对渗透率的差异，实现了膜分离过程中的气体分离。通常，膜元件含有半渗透膜屏障。
[0005]常规地，膜分离单元含有至少两个膜模块组。膜分离区段的膜模块组并行布置并且连接到通常分配膜进料气体并收集膜渗透物气体和膜非渗透物气体料流的公共管道中。已知的非渗透物调节区段含有自动控制阀，该自动控制阀保持膜侧上的压力并且可以含有另外的装备，诸如热交换器和分离鼓，以冷却气体并去除冷却后产生的任何冷凝液体。
[0006]由于此原因，至少两个膜模块组安装在每个膜单元中，使得可以通过当进料流量能力减少与膜模块组上的级分离率控制投入使用的结合时隔离单独的膜模块组来实现25％
‑
100％的标称流率的调小控制。
[0007]因此，期望提供一种改进的方法，其将是与催化重整器相关联的现有氢回收流量方案的增强。需要改进膜分离方法以改善气体的渗透物再循环，从而减少整个膜分离方法和单元的操作和资本费用。因此，需要可以用于炼油厂废气分离的改进变压吸附单元，其中期望氢和LPG的高回收，并且下游消耗装置在处理反应器诸如加氢处理中使用高压下的产物氢。此外，需要在操作中动态和稳健的分离方法。
[0008]另外，根据随后的主题的具体实施方式和所附权利要求，结合附图和该主题背景，本专利技术主题的其他期望的特征和特性将变得显而易见。

技术实现思路

[0009]本文考虑的各种实施方案涉及一种改进的渗透物再循环方法，该方法包括膜渗透物料流为了最大氢回收被再循环到的变压吸附单元和膜单元。根据示例性实施方案，提供了一种用于处理净气料流的方法，该方法包括将净气料流送到压缩机以产生压缩气体料流。将该压缩净气料流送到变压吸附单元以产生氢产物料流和尾气料流。将该尾气料流送到第一膜单元以产生第一渗透物料流和第一残余物料流。将该尾气料流的一部分进一步送到第二膜单元以产生第二渗透物料流和第二残余物料流。
[0010]根据另一示例性实施方案，提供了一种用于处理净气料流的方法，该方法包括将净气料流送到压缩机以产生压缩气体料流，该压缩气体料流进一步传送到变压吸附单元，
以将氢与尾气料流一起回收为产物料流。该方法进一步包括将回收的尾气料流送到第一膜单元以产生第一渗透物料流和第一非渗透物料流。然后将尾气料流送到第二膜单元以产生第二渗透物料流和第二非渗透物料流，然后控制尾气料流到第一膜单元和第二膜单元的流动。
[0011]因此，本公开描述了一种改进的渗透物再循环方法，该方法减少了包括控制系统要求的操作和资本费用，以使系统完全灵活并且适用于系统操作的改变。申请人已经发现，本解决方案通过添加与第一膜单元相比在较低压力下操作的第二膜单元来实现，这减小了本流动方案所需的膜单元的总尺寸。而且，将渗透物气体从第二膜单元再循环到变压吸附(PSA)单元是保持在低压下，从而降低再循环操作的操作和资本成本。此外，来自第二膜单元的低压渗透物再循环提供了送到PSA单元的吹扫气体，从而使得来自PSA单元的氢回收增加。因此，本渗透物再循环方法将操作费用降低了10％，并且将资本成本降低了7％。
[0012]考虑以下具体实施方式、附图和所附权利要求，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点。
附图说明
[0013]下文将结合以下附图描述各种实施方案，其中类似的数字表示类似的元件。
[0014]图1是示出现有技术膜分离方法的示意性方法流程图。
[0015]图2是本公开的方法的示意性流程图，示出了膜渗透物再循环方法的改进。
[0016]图3示出了运行本公开的系统所需的功率的减小。
[0017]图4示出了本公开中所需的膜面积的显著减少。
[0018]图5是示出在本公开中使用的管道布局的细节的示意图，其中两个膜单元被集成到单个膜系统中。
[0019]技术人员将理解，图1至图5中描述的元件是为了简单和清楚而图示的，而不一定按比例绘制。例如，图1至图5中的一些元件的尺寸相对于其他元件可被夸大，以帮助改善对本公开的各种实施方案的理解。此外，为了便于更少地妨碍对本公开的这些各种实施方案的查看，可以不描绘出在商业上可行的实施方案中可用的或必要的普遍且熟知的元件。
[0020]定义
[0021]如本文所用，术语“料流”可包含各种烃分子和其他物质。
[0022]如本文所用，术语“富含”可意指料流中的一种化合物或一类化合物的量通常为至少50摩尔％或至少70摩尔％、优选地90摩尔％并且最佳地95摩尔％。
[0023]如本文所用，术语“流体连通”意指在所列部件之间流动的材料处于流体状态并且其连接两个部件。
[0024]如本文所用，术语“渗透物料流”可以意指允许通过膜的产物料流。
[0025]如本文所用，术语“非渗透物料流”可以意指不允许通过膜并且保持在膜上的滞留物料流。
[0026]如本文所用，术语“膜”可以意指选择性屏障，其允许某些物体穿过其或渗透，但阻止其它物体，该其它物体保留作为滞留物。
[0027]如本文所用，术语“C
x”(其中“x”是整数)意指具有包含x个碳原子的烃的烃料流。
[0028]如本文所用，术语“C
x
‑”(其中“x”为整数)意指具有包含x和/或更少个碳原子并且
优选地包含x和更少个碳原子的烃的烃料流。
[0029]如本文所用，术语“Cx+”(其中“x”为整数)意指具有包含x和/或更多个碳原子并且优选地包含x和更多个碳原子的烃的烃料流。
[0030]如本文所用，术语“级分离率(stage
‑
cut)”可以确定为在指定值下渗透物流率与膜进料气体流率的比率。
[0031]如本文所用，术语“组”可以意指可以与方法的其余部分完全隔离的每个平行膜模块的集合。
[0032]如本文所用，术语“分离器”意指这样的容器，其具有一个入口和至少一个塔顶蒸气出口和一个塔底液体出口，并且还可具有来自储槽(boot)的含水料流出口。
[0033]如本文所用，术语“部分”意指与主料流相比，在组成上无任何变化的取自主料流或从主料流分离出的量或份数。另外，它还包括将所取的或分离的部分分成多个部分，其中每个部分与主料流相比保持相同的组成。
具体实施方式
[0034]以下具体实施方式本质上仅是示例性的，并且不旨在限制各种实施方案或其应用和使用。另外，不意图受前述
技术介绍
或以下详细描述中呈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理净气料流的方法，所述方法包括：将所述净气料流送到压缩机以产生压缩气体料流；将所述压缩气体料流送到变压吸附单元以产生氢产物料流和尾气料流；将所述尾气料流送到第一膜单元以产生第一渗透物料流和第一非渗透物料流；以及将所述尾气料流的一部分送到第二膜单元以产生第二渗透物料流和第二非渗透物料流。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括在将所述尾气料流送到所述第一膜单元和所述第二膜单元之前压缩所述尾气料流。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一非渗透物料流和所述第二非渗透物料流被送到吸收器单元以产生燃气料流和C
3+
料流。4.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括控制系统以控制所述尾气料流到所述第一膜单元和所述第二膜单元的流动。5.根据权利要求1所述的方法，其中来自所述第二膜单元的所述第二渗透物料流作为吹扫气体被再循环到所述变压吸附单元。6.根据权利要求4所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰得利，
申请(专利权)人：环球油品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：