一种高效合理利用炼厂尾气及焦炉煤气的方法技术

本发明专利技术公开了一种高效合理利用炼厂尾气及焦炉煤气的方法，以炼厂尾气和／或焦炉煤气作为原料气，经净化处理及逐级分离工序制氢，一方面得到氢气产品，另一方面所述分离工序各副产气体进入混配装置由ＬＮＧ或ＬＰＧ气体掺混、调配热值，得到１２Ｔ代天然气产品并被输送往天然气管网。本发明专利技术的方法使炼厂尾气和焦炉煤气发挥出最大效能，既从国家能源层面上达到利用价值最大化，同时又能使企业获取可观的经济效益，采用最经济的工艺技术，解决炼厂尾气中／焦炉煤气各组分“物尽其用”的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及炼厂尾气及焦炉煤气等工业尾气利用的

技术介绍
炼厂尾气是炼油厂原油加工过程中产生的含有氢气、甲烷、乙垸、丙垸、烯烃和轻烃等多种组分的混 合气体的统称。 一般来说，炼厂尾气总量约占原油加工量的5%，组分中以氢气含量居多，提取后可作为 加氢原料或供应给其他用户，具有较高的附加值。其他组分，如乙垸可作为裂解制乙烯和氯化生产氯乙烷 的原料；LPG、 C5轻油可用作化工原料或车用民用能源。可见，通过技术挖掘，提取这些高附加值物质后 的其他组分，仍有极高的利用价值。目前，国内炼厂大多为粗放型生产模式，炼厂尾气中有用组分的回收技术缺乏优化工艺。部分炼厂将 其作为生产装置的燃料利用，甚至仍有不少炼厂尾气因为瓦斯系统平衡原因，不得不通过火炬燃烧而放空， 造成资源的严重浪费。即便是采用有用组分回收技术的炼厂，也有不少中间副产品气体，比如解析气被浪 费掉。因此，如何选择一种能够高效合理利用炼厂尾气的新工艺技术和方法，既分离提取出其中各种高附加 值组分，又能使其它组分物尽所能，发挥出最大利用价值，即高效合理利用、充分挖掘出我国丰富的炼 厂尾气资源的综合利用价值，这是摆在我们面前极有意义的课题。炼厂尾气的主要来源有常减压蒸馏、催化裂化、延迟焦化、催化重整、异构化、加氢裂化、加氢精 制等装置。由于原油及工艺的不同，各装置副产的炼厂尾气组分也各不相同。其中，加氢裂化干气、加氢 精制干气、重整千气等基本不含烯烃组分；催化裂化干气、焦化干气等含有烯烃组分。像重整装置干气中 氢气组分含量较高，而有些则不高；有些干气含硫量高，有些并不太高；有些装置副产的干气组分相对稳 定，有些则变化幅度较大。各装置典型的炼厂尾气组分情况如下表1所示。表l:各装置典型的炼厂尾气组分情况序装置H2CH4誘2C2H6C2H4+C3H6COC02CmHn高位热值低位热值华白指数燃烧势气体 密度号名称MJ/Nm3 (kcal/Nm3)(CP)kg/Nm31催化 裂化37,123. 615. 59. 711.51. 31.20. 128. 67 (6848)25.97 (6204)38.36 (9163)76. 950, 722延迟 焦化12.859.02.017.86. 100.32.044. 20 (10558)40. 15 (9589)54. 87 (13105)57,150. 843重整86.54.403.90005.221.93 (5237)19. 33 (4618)46.21 (11038)196. 470. 294加氢 精制55.316.61.214.400012.538. 74 (9254)35.00 (8359)53. 48 (12774)105. 600. 685加氢 裂化33.020.0010,000037.066.27 ■(15828)60. 62 (14480)67.21 (16054)68. 161.263注参比条件均为O'C、 101.325kPa，下同。 现在的炼厂尾气利用现状如下(1) 利用炼厂尾气制氢最简单可行的方法是利用有些炼厂尾气中氢气含量较高的特点，釆用物理方法直接从为其中分离氢气 组分。工业上分离炼厂尾气中氢气通常采用以下三种工艺深冷分离工艺、变压吸附分离工艺(PSA)和膜分离工艺。深冷分离技术一般在较高压力下运行，适应于大规模、多组分同时回收的场合。变压吸附分离技术是 现今最常见的氢气回收方法之一，产品纯度高、产气量大。但只适合于处理氢气浓度较高的炼厂尾气，且氢回收率较低。氢膜分离技术是一种新技术，投资、占地、运行费用等较PSA和深冷技术低。每一种技术都有其独特的优点和约束条件。要充分利用炼厂尾气，除采用上述三种分离技术外，通常还配有对氢气以外组分进行转化的工艺和设备。还有一种方法是在分离出炼厂尾气中氢气组分的基础上，对剩余的甲烷等烃类物质再进行蒸汽转化，进一步制取氢气产品。制取的氢气一般用于炼厂的加氢装置。(2) 炼厂尾气中LPG及轻烃的回收LPG及轻烃的回收， 一般采用膜分离工艺或深冷分离工艺，技术已经相当成熟，回收效果也较好。回 收的液化石油气作为商品直接外售，轻烃可用作炼厂制装置的原料，也可外售。(3) 炼厂尾气作为燃料将炼厂尾气送入燃料气管网，经过初步净化处理后供各装置用作燃料，无法平衡的多余炼厂尾气通过 火炬排空燃烧。目前，仍有许多炼厂采用此中利用方式。部分或者大部分炼厂尾气被用作燃料、且存在浪费情况的企 业不在少数。上述炼厂尾气利用中存在着以下的问题1) 炼厂尾气中的高附加值组分没有完全得到回收。以氢气为例 一方面，随着原油中重质烃和硫化物含量越来越高，而燃油标准中硫、烯烃、芳烃等含量指标越来越低，加氢精制需要的氢气大增，不得不 耗费大量的天然气或石脑油作为原料制氢。另一方面，大量炼厂尾气中的氢气组分被当作燃料烧掉甚至因 负荷平衡原因而被迫排空燃烧，造成能源的极大浪费。炼油数据表明，加工一吨原油平均需要消耗氢气约50m3，生产lt氢气需消耗石油4 5t。这无疑加大了炼油成本。2) 炼厂尾气的负荷平衡问题难度大。因为原油来源复杂多变，原油加工方案自然随之调整，装置副 产的炼厂尾气产量、质量、组分频繁变化也就不足为奇。既要平衡炼厂尾气负荷，又要考虑炼厂尾气中有 用组分的回收成本，同时还要适应外销市场的变化，难度之大可想而知。因此，目前很少有炼厂能够完全 平衡全厂炼厂尾气的产销，依赖火炬燃烧排空，已经成为一种必不可少的平衡手段。特别是提取过氢气、 LPG、轻烃等组分后的炼厂尾气，单靠企业内部燃料系统全部消耗掉存在难度，富余气体没有出路。因此， 在完全平衡全厂炼厂尾气负荷的基础上，同时做到炼厂尾气附加值最大化，这是炼厂尾气的高效合理利用 的难题。3) 目前国内炼厂利用炼厂尾气普遍存在的问题是没有从整体上、站在全局的高度考虑炼厂尾气的 综合利用问题。因为各大炼油厂生产装置一直都在不断扩充、变化，炼油工艺技术也在不断改进，因而导 致原有工艺难以完全适应新的生产模式，炼厂尾气利用工艺不优化的问题普遍存在且在所难免，由此表现 出回收成本较高，经济性不明显，导致炼油企业回收利用炼厂尾气的积极性受到抑制。4) 只是局限于单个炼油企业内部考虑炼厂尾气的利用问题，无法真正做到炼厂尾气有用组分回收成 本最低化，实现利用价值最大化目标。比如，单从炼厂来看，分离炼厂尾气中某一组分是利用炼厂尾气的 一条必要途径，但存在分离成本过高，回收的经济性不明显的问题，可又不得不为之。如果越过行业界限 看，不分离该组分，同样可以实现该组分利用的附加值最高，同样能实现炼厂尾气的高效利用。那么，不 采取成本较高的分离工艺，则反而可以达到炼厂尾气利益最大化目的，不分离该组分经济效益会更好。可 见，局部优化的方案放在大局上考虑，有些地方是有必要而且值得斟酌的。钢铁企业炼焦过程中的焦炉煤气利用，也存在与炼厂尾气相似的问题。
技术实现思路
从炼厂尾气回收工艺中，我们不难发现某些组分看起来具有分离回收价值，但分离成本较高，或者 实际上分离价值不大，有些甚至完全是为了平衡负荷而不得不为之的措施。如果改换一种利用方式，不加 分离即可实现该组分的高效利用，同时也能解决负荷平衡问题，这才是真正做到了成本最低化和利益最大 化。本专利技术的目本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效合理利用炼厂尾气及焦炉煤气的方法，其特征在于：以炼厂尾气和／或焦炉煤气作为原料气，经净化处理及逐级分离工序制氢，一方面得到氢气产品，另一方面所述分离工序各副产气体进入混配装置由ＬＮＧ或ＬＰＧ气体掺混、调配热值，得到１２Ｔ代天然气产品并被输送往天然气管网。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗东晓，
申请(专利权)人：罗东晓，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]