一种氢气回收装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种氢气回收装置，属于混合气体提纯领域。该装置包括：一级膜分离组件，轻烃分离组件，以及二级膜分离组件；一级膜分离组件包括：第一进气口，第一氢气排气口，以及第一尾气排气口；轻烃分离组件包括：第二进气口，轻烃排出口，以及第二尾气排气口；第二进气口与第一尾气排气口连通；二级膜分离组件包括：第三进气口，第二氢气排气口，以及第三尾气排气口；第三进气口与第二尾气排气口连通。本实用新型专利技术提供的回收装置，通过将一级膜分离组件所产生的第一尾气中轻烃分离出，使得氢气富集，以增高二级膜分离组件的氢气回收率。且由于分离出第一尾气中的轻烃，因此降低了通入二级膜分离组件的气体的露点，避免凝液损坏吸附膜。

A hydrogen recovery device

The utility model discloses a hydrogen recovery device, which belongs to the field of mixed gas purification. The device comprises a primary membrane separation module, a light hydrocarbon separation module and a secondary membrane separation module; a primary membrane separation module comprises a first inlet, a first hydrogen exhaust port, and a first tail gas exhaust port; a light hydrocarbon separation module comprises a second inlet, a light hydrocarbon exhaust port, and a second tail gas exhaust port; The air inlet is connected with the first exhaust port; the second membrane separation assembly comprises a third inlet, a second hydrogen exhaust port, and a third exhaust port; and the third inlet is connected with the second exhaust port. The recovery device provided by the utility model can enrich hydrogen by separating light hydrocarbons from the first tail gas produced by the first stage membrane separation module, so as to increase the hydrogen recovery rate of the second stage membrane separation module. Because light hydrocarbons in the first tail gas are separated, the dew point of the gas flowing into the secondary membrane separation module is reduced and the adsorption membrane is avoided from being damaged by the condensate.

【技术实现步骤摘要】
一种氢气回收装置
本技术涉及混合气体提纯领域，特别涉及一种氢气回收装置。
技术介绍
为了保证成品油的燃烧清洁性，通常采用通过氢气加氢精制的方法对原油进行深度脱硫和轻质化。在加氢精制的过程中，会有部分氢气随着4个碳原子以下的轻烃等气体排出，形成了炼厂气。因此为了避免资源浪费，对炼厂气中的氢气进行回收十分重要。现有技术中提供一种利用两次膜分离回收炼厂气中氢气的工艺。膜分离是利用膜组件，以氢气的分压差、浓度差等为推动力的分离技术，将高压含氢气体分离为低压的提纯氢气和高压贫氢尾气。在进行二级膜分离工艺时，首先将原料气进行加热处理，避免原料气降至露点形成液体影响膜组件。之后将加热后的原料气通过一级膜进行一次分离，得到一级膜提纯氢气和一级膜尾气；之后将一级膜尾气通过二级膜，再次分离，得到二级膜提纯氢气和二级膜尾气。其中一级膜提纯氢气和二级膜提纯氢气即为回收的氢气。在实现本技术的过程中，设计人发现现有技术至少存在以下问题：现有技术中，一级膜尾气中氢气浓度较低，因此在通过二级膜进行二次分离时氢气的收率低。
技术实现思路
为了解决现有技术中一级膜尾气经过二级膜时收率低的问题，本技术实施例提供了一种氢气回收装置。具体技术方案如下：一种氢气回收装置，所述装置包括：一级膜分离组件、轻烃分离组件、以及二级膜分离组件；所述一级膜分离组件包括：第一进气口，第一氢气排气口、以及第一尾气排气口；所述轻烃分离组件包括：第二进气口，轻烃排出口，以及第二尾气排气口；所述第二进气口与所述第一尾气排气口连通；所述二级膜分离组件包括：第三进气口，第二氢气排气口，以及第三尾气排气口；所述第三进气口与所述第二尾气排气口连通；所述一级膜分离组件用于从原料气中分离出第一氢气，得到第一尾气；所述轻烃分离组件用于使所述第一尾气中的4个碳原子以下的轻烃液化，并得到第二尾气；所述二级膜分离组件用于从所述第二尾气中分离出第二氢气，得到第三尾气。可选地，所述轻烃分离组件包括适用于冷凝法，使所述第一尾气中的所述轻烃液化的降温元件。可选地，所述轻烃分离组件包括适用于吸收法，使所述第一尾气中的所述轻烃液化的吸收元件。可选地，在所述轻烃分离组件和所述二级膜分离组件之间还设置有加热器。可选地，所述的氢气回收装置，其特征在于，所述加热器包括：与所述第二尾气排气口连通的第四进气口；以及，与所述第三进气口连通的加热气体排气口。可选地，所述加热器的加热温度为85℃～95℃。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过一级膜分离组件将原料气分离为第一氢气和第一尾气；通过轻烃回收组件回收第一尾气中的轻烃，排出第二尾气；通过二级膜分离组件将第二尾气分离为第二氢气和第三尾气。通过轻烃分离组件将一级膜分离组件所产生的第一尾气中轻烃分离出，来提高通入第二尾气中氢气的浓度，以此增高二级膜分离组件的氢气回收率。同时，回收轻烃还可避免资源浪费。此外，由于降低了第二尾气中轻烃的分压，因此第二尾气不再易出现凝液，避免损坏二级膜分离组件中的吸附膜。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种氢气回收装置的结构示意图。附图中各个标记分别为：1、一级膜分离组件；11、第一进气口；12、第一氢气排气口；13、第一尾气排气口；2、轻烃分离组件；21、第二进气口；22、轻烃排出口；23、第二尾气排气口；3、二级膜分离组件；31、第三进气口；32、第二氢气排气口；33、第三尾气排气口；4、加热器；41、第四进气口；42、加热气体排气口；Ⅰ、原料气；Ⅱ、第一尾气；Ⅲ、第一氢气；Ⅳ、第二尾气；Ⅴ、轻烃；Ⅵ、加热后气体；Ⅶ、第三尾气；Ⅷ、第二氢气。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。如图1所示，本技术实施例提供了一种氢气回收装置，该装置包括：一级膜分离组件1、轻烃分离组件2、以及二级膜分离组件3；一级膜分离组件1包括：第一进气口11，第一氢气排气口12、以及第一尾气排气口13；轻烃分离组件2包括：第二进气口21，轻烃排出口22，以及第二尾气排气口23；第二进气口21与第一尾气排气口13连通；二级膜分离组件3包括：第三进气口31，第二氢气排气口32，以及第三尾气排气口33；第三进气口31与第二尾气排气口23连通；其中，一级膜分离组件1用于从原料气中分离出第一氢气Ⅲ，得到第一尾气Ⅱ；轻烃分离组件2用于使第一尾气中的4个碳原子以下的轻烃液化，分离出轻烃Ⅴ，并得到第二尾气Ⅳ；二级膜分离组件3用于从第二尾气Ⅳ中分离出第二氢气Ⅷ，得到第三尾气Ⅶ。本技术实施例所提供的氢气回收装置的使用原理如下：将原料气Ⅰ由第一进气口11通入一级膜分离组件1进行第一次膜分离，分离出第一氢气Ⅲ和第一尾气Ⅱ。其中，第一氢气Ⅲ从第一氢气排气口12排出，分离出的第一尾气Ⅱ从第一尾气排气口13排出并通入轻烃分离组件2。在轻烃分离组件2中，分离出轻烃和第二尾气Ⅳ，其中轻烃Ⅴ从轻烃排出口22排出，第二尾气Ⅳ通过第二尾气排气口23通入二级膜分离组件3中。在二级分离组件3中，分离出第二氢气Ⅷ和第三尾气Ⅶ，第二氢气Ⅷ通过第二氢气排气口32排出，第三尾气Ⅶ通过第三尾气排气口33排出。其中，第一氢气Ⅲ和第二氢气Ⅷ即为通过本装置从炼厂气中回收的氢气。由于炼厂气中不仅包含氢气，同时还含有C4以下的轻烃。因此，在原料气Ⅰ经过第一次膜分离之后，所分离出的第一尾气Ⅱ中包含有大量的轻烃。所以，在本技术实施例中，第一尾气Ⅱ通入二级膜分离组件3之前，首先将其中的轻烃Ⅴ回收，如此以提高通入二级膜分离组件3混合气体中的氢气浓度，进而提高二级膜分离组件3的氢气回收率。本技术实施例所提供的回收装置，通过将一级膜分离组件1所产生的第一尾气Ⅱ中轻烃分离出，来提高第二尾气Ⅳ中氢气的浓度，以此增高二级膜分离组件2的氢气回收率。并且，还需说明的是，在现有技术中，将第一尾气Ⅱ直接通入二级膜分离组件2进行分离。由于氢气被分离出，第一尾气Ⅱ中轻烃、水的分压较高，易出现凝液现象。如此，第一尾气Ⅱ携液通入二级膜分离组件2中，液体附着在二级膜分离组件2的吸附膜上，会影响吸附膜的使用寿命。但是，在本技术实施例所提供的氢气回收装置中，由于分离了第一尾气Ⅱ中的轻烃，因此与第一尾气Ⅱ相比，第二尾气Ⅳ的露点更低。换言之，第二尾气Ⅳ不易出现凝液。如此，避免了第二尾气Ⅳ携液通入二级膜分离组件2中，进而提高二级膜分离组件2中吸附膜的使用寿命。进一步地，本技术实施提供了以下两种回收第一尾气Ⅱ中轻烃的实施方式。第一种可选方式，轻烃分离组件2包括适用于冷凝法，使第一尾气Ⅱ中的轻烃液化的降温元件。通过降温元件的降温，使得第一尾气Ⅱ中的轻烃液化，液态轻烃Ⅴ由轻烃排出口22排出。具体地，通过该轻烃分离组件2使得第一尾气Ⅱ降温至5℃～40℃，以使第一尾气Ⅱ中的轻烃充分液化。第二种可选方式，轻烃分离组件2包括适用于吸收法，使第一尾气Ⅱ中的轻烃液化的吸收元件。具体地，吸收元件中包含有吸收液。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢气回收装置，其特征在于，所述装置包括：一级膜分离组件(1)、轻烃分离组件(2)、以及二级膜分离组件(3)；所述一级膜分离组件(1)包括：第一进气口(11)，第一氢气排气口(12)、以及第一尾气排气口(13)；所述轻烃分离组件(2)包括：第二进气口(21)，轻烃排出口(22)，以及第二尾气排气口(23)；所述第二进气口(21)与所述第一尾气排气口(13)连通；所述二级膜分离组件(3)包括：第三进气口(31)，第二氢气排气口(32)，以及第三尾气排气口(33)；所述第三进气口(31)与所述第二尾气排气口(23)连通；所述一级膜分离组件(1)用于从原料气中分离出第一氢气，得到第一尾气；所述轻烃分离组件(2)用于使所述第一尾气中的4个碳原子以下的轻烃液化，分离出轻烃，并得到第二尾气；所述二级膜分离组件(3)用于从所述第二尾气中分离出第二氢气，得到第三尾气。

【技术特征摘要】
1.一种氢气回收装置，其特征在于，所述装置包括：一级膜分离组件(1)、轻烃分离组件(2)、以及二级膜分离组件(3)；所述一级膜分离组件(1)包括：第一进气口(11)，第一氢气排气口(12)、以及第一尾气排气口(13)；所述轻烃分离组件(2)包括：第二进气口(21)，轻烃排出口(22)，以及第二尾气排气口(23)；所述第二进气口(21)与所述第一尾气排气口(13)连通；所述二级膜分离组件(3)包括：第三进气口(31)，第二氢气排气口(32)，以及第三尾气排气口(33)；所述第三进气口(31)与所述第二尾气排气口(23)连通；所述一级膜分离组件(1)用于从原料气中分离出第一氢气，得到第一尾气；所述轻烃分离组件(2)用于使所述第一尾气中的4个碳原子以下的轻烃液化，分离出轻烃，并得到第二尾气；所述二级膜分离组件(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔久涛，梁凯，冯宝林，李建，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，
类型：新型
国别省市：北京,11