一种低浓度氢气回收方法技术

本发明专利技术公开了一种低浓度氢气回收方法，过程包括航煤原料与低浓度氢气混合，在航煤加氢精制条件下经过催化剂床层，反应流出物经过气液分离，液相进行气提或分馏获得精制航煤，气相氢气浓度提高进一步处理或利用。本发明专利技术方法利用低压航煤加氢装置进行氢提浓的方法，精制航煤将低浓度氢气中的Ｃ１～Ｃ４烃溶解下来，可以将低浓度氢气的浓度提高９０％左右，可做为加氢精制或加氢裂化等工艺过程的补充氢，同时对航煤加氢精制无明显影响。本发明专利技术方法工艺流程简单、方便，可以降低设备投资和操作费用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体的说是利用加氢装置提高炼油厂低浓度氢气浓度的方法。
技术介绍
加氢精制、加氢裂化和催化重整等工艺装置在生产过程中排出浓度为50% 90%的氢气，其数量从20Nm3/t原料 100NmVt原料，浓度高的可以直接作为工业氢气用于 各种加氢工艺中，但浓度低的需通过物理方法提纯方可使用。自1920年以来，世界上已开 发了多种氢提浓方法，工业上应用最早的是深冷分离法，目前仍用于含氢30% 70%、含 甲烷较高气体的提浓。1970年起变压吸附和膜分离技术开发成功后，氢提浓技术有了较大 的突破，这两种方法目前较适用于含氢60 %以上气体的提浓，该方法是炼油企业主要应用 的技术。 变压吸附净化法，是利用变压吸附过程代替化学吸收净化法中的低温变换、脱二 氧化碳和甲烷化等三个工序，简化了流程，并可以获得纯度达99%的氢气；而膜分离技术 主要是利用高分子中空纤维管状薄膜对不同分子具有不同渗透率这一原理，对气体进行提 浓净化。 一般情况下，在进料气压力较低，气量较大而对产品氢的纯度要求较高时，可选用 变压吸附法；而对进气压力较高，气量较小，回收氢纯度要求不高时，则可选用膜分离技术。 中国专利CN1070840A公开了 一种变压吸附提浓氢气的工艺，中国专利 CN1618729A公开了一种中变气脱碳-变压吸附联合提取二氧化碳和氢气的工艺，中国 专利CN1092696A公开了一种用膜分离技术从催化干气中回收氢气的装置，中国专利 CN1130096A公开了一种用选择性递增的串连膜分离氢气的方法。众所周知，在许多炼油和 化工装置释放气中都含有氢气，其中加氢精制、加氢裂化和催化重整等工艺装置重要组成 是氢气及Q Q，通过吸附即可提纯氢气；而合成氨、合成甲醇、烃类裂解制乙烯等工艺装 置除重要组成是氢气及Q C4外，还含有N2、 C0、 C02、 H20，需要脱除的气体种类多，采用变 压吸附净化法和膜分离技术技术较为合适，但投资较高。 中国专利CN1720194A公开了一种重整和氢气提纯系统，虽效果较好，但工艺 复杂、投资较高；中国专利CN1758957A公开了一种氢气提纯工艺及装置，公开了一种供 H2-PSA工艺中使用的最佳吸附剂，脱出大部分的C0、 C02、 CH4。
技术实现思路
针对现有炼油厂低浓度氢提浓技术操作复杂、成本高的不足，本专利技术提供一种炼 油厂低浓度氢气回收方法的不足，本专利技术方法利用低压航煤加氢装置进行低浓度氢的提 浓，不影响航煤加氢装置的正常操作并可大大提高通过航煤加氢装置氢气的浓度，在基本 不增加设备投资和操作费用的条件下将低浓度氢提浓。 本专利技术低浓度氢气回收方法包括如下内容航煤原料与低浓度氢气混合，在航煤 加氢精制条件下经过催化剂床层，反应流出物经过气液分离，液相进行气提或分馏获得精制航煤，气相氢气浓度提高进一步处理或利用。 本专利技术方法中，所述的低浓度氢气来自炼油厂加氢精制装置、加氢裂化装置、催化 重整装置等，氢气体积浓度一般为50 % 90 % ，通常为60 % 85 % ，其它组分一般包括 & Q烃类。 本专利技术方法中，航煤原料一般为直馏航煤馏分，航煤加氢精制主要为加氢脱硫醇， 操作条件一般为反应温度为150 240°C ，优选为180 230°C ，反应压力为0. 3 3. 0MPa， 优选为0. 5 1. 8MPa，液时体积空速为0. 3 14. Oh—、优选为4. 0 8. Oh—、氢气(进料低浓度氢气总体积)与航煤原料体积比为so : 1 800 : i(以下简称氢油比)，优选 150 : 1 500 : i。采用氢气一次通过流程，从航煤加氢装置分离出气体的氢气浓度一般可以达到90%以上，可以直接用于其它工艺过程，如各种加氢精制和加氢裂化装置的补充氢，也可以进一步处理后使用。航煤原料加氢催化剂可以使用现有的加氢精制催化剂，优选非贵金属加氢精制催化剂，非贵金属一般为W、Mo、Ni和Co中的一种或几种，以氧化物计，非 贵金属重量含量一般为5% 35% ，优选15% 25% ，催化剂载体一般为氧化铝，可以含有 适宜助剂，非贵金属加氢精制催化剂可以使用商品催化剂，也可以按现有方法制备，如采用 浸渍法制备等。 本专利技术低浓度氢提浓方法与现有氢气提浓技术完全不同。航煤加氢工艺过程中， 主要进行脱臭反应，反应很容易进行，所需的条件较缓和。通过研究发现，航煤加氢过程与 其它加氢过程不同，需要较高纯度的氢气，较低浓度的氢气完全可以满足航煤加氢过程的 需要，并且，由于航煤加氢过程的氢耗量较小，反应过程不生成小分子烃类，氢气中的小分 子烃类可以部分溶解在精制航煤中，因此，通过航煤加氢后的过量氢气不但浓度不降低，反 而升高。利用该发现结果，提出了本专利技术的低浓氢提浓回收方法，由于在航煤加氢精制后的 液相产品正常需要经过气提或分馏处理，所以溶解在精制煤油中的小分子烃类可以分离回 收，不影响航煤产品的性质。 本专利技术方法利用航煤加氢精制过程将低浓度氢气提浓回收利用，不需专门设备进 行氢气提浓，大大提高了经济效益。并且，不影响航煤加氢精制的正常操作，还可以取消航 煤加氢装置中的循环氢系统设备，明显降低了航煤加氢精制过程的设备投资和操作费用， 获得了 一举两得的技术效果。附图说明 图1是本专利技术工艺方法流程示意图。 1-新鲜航煤原料，2-原料泵，3-加热炉，4-低浓度氢气，5-加氢反应器，6-分离 器，7-提浓氢气，8-气提塔，9-循环泵，10-气提塔顶回流罐，11-塔顶气，12-精制航煤。具体实施例方式本专利技术方法中，加氢工艺过程使用的原料油为直馏航煤。根据目的产品的要求确 定适宜的具体操作条件的催化剂，加氢工艺主要是指航煤低压加氢脱臭工艺；炼厂低浓度 氢气来自加氢精制、加氢裂化和催化重整等工艺装置。 本专利技术方法中，航煤加氢工艺采用氢气一次通过流程，可以省去常规加氢处理过 程中必须的氢气循环环节和循环氢压縮机等。 本专利技术所述的航煤加氢装置进行氢提浓的方法，航煤原料和低浓度氢气混合后， 从反应器上部进入，流经反应器中的催化剂床层进行加氢脱除硫醇后，分别得到精制航煤 和提纯的氢气。提纯的氢气完全可以用于常规加氢精制、加氢裂化等工艺过程。 为便于进一步说明清楚本专利技术的加氢工艺过程，这里对本专利技术的过程进行描述。 如图1所示，航煤原料1经进料泵2加压后通过加热炉3加热，与低浓度氢气4混合后进入 加氢反应器内5进行脱除硫醇反应。反应产物进入分离器6。分离出提浓氢气7，精制航煤 进入气提塔8，气提塔顶回流罐IO分离出塔顶气，精制航煤12出装置。 实施例 所用航煤原料见表1-1，典型的低浓度氢组成见表l-2，催化剂选用抚顺石油化工 研究院研制生产的FH-UDS加氢精制催化剂(主要性质指标见表1-3)。 表1-1航煤原料主要性质 <table>table see original document page 5</column></row><table> 表1-2炼油厂中典型的低浓度氢组成 <table>table see original document page 5</column></row><table> 表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低浓度氢气回收方法，其特征在于：航煤原料与低浓度氢气混合，在航煤加氢精制条件下经过催化剂床层，反应流出物经过气液分离，液相进行气提或分馏获得精制航煤，气相氢气浓度提高进一步处理或利用。

【技术特征摘要】
一种低浓度氢气回收方法，其特征在于航煤原料与低浓度氢气混合，在航煤加氢精制条件下经过催化剂床层，反应流出物经过气液分离，液相进行气提或分馏获得精制航煤，气相氢气浓度提高进一步处理或利用。2. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的低浓度氢气来自炼油厂加氢精制 装置、加氢裂化装置或催化重整装置。3. 按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的低浓度氢气中氢气体积浓度 为50% 90%，其它组分包括& Q烃。4. 按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的低浓度氢敢中氢气体积浓度为60% 85%。5. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的航煤原料为直馏航煤馏分。6. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于航...

【专利技术属性】
技术研发人员：李扬，关明华，刘继华，王震，牛世坤，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]