雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統，其包括：膜分離裝置，用于處理富含氫氣及輕烴的煉廠氣，將其分離為氫產品和滲余氣，所述氫產品予以氫氣回收，所述滲余氣將送入下述第一吸收塔或者第二吸收塔的底部入口；PSA裝置，可用于處理含較高純度氫氣且含較低純度輕烴的流股；油吸收裝置進行輕烴回收，其包括第一吸收塔、第二吸收塔、第一解吸塔、第二解吸塔以及后續產品分離單元，第一吸收塔處理氫氣含量相對較高且富含輕烴的流股，第二吸收塔處理氫氣含量相對較低但富含輕烴的流股，雙解吸塔的設置能夠滿足液化氣產品對C2的含量要求。
【專利說明】雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氫氣回收系統，也涉及一種輕烴回收系統，特別涉及一種氫氣和輕烴綜合回收系統。
【背景技術】
[0002]隨著加工原油的重質化和高酸高硫化，氫氣在煉廠中對于保障合格產品的生產日益重要，而高昂的產氫成本和產氫裝置投資，使得氫氣的回收尤為重要。在目前對于高純度氫氣的回收技術工藝相對成熟情況下，對于如何有效經濟地回收中等和低純度氫氣排放流股顯得更有現實意義。同時，由于這些排放流股中含有其他高價值輕烴組成，考慮氫氣和輕烴的綜合回收，對合理利用資源，增強節能減排效果，提高經濟效益具有重要意義。
[0003]對于單獨氫氣回收，相當多的煉油廠利用變壓吸附法、膜分離法對較高純度的煉廠干氣進行了氫氣的提純回收。此部分煉廠干氣通常為加氫裝置的高分外排氣、脫硫低分氣等。變壓吸附法是利用裝在立式壓力容器內的活性炭、分子篩、硅膠等固體吸附劑，對混合氣體中的各種雜質進行選擇性吸附，從而達到氣體分離的目的。膜分離法是以膜兩側的氣體分壓差為推動力，利用不同氣體在膜中滲透速率的差異，使其在膜兩側富集以實現分離的過程。
[0004]煉廠中單獨的輕烴回收常見于常減壓、催化裂化及延遲焦化等裝置中的吸收穩定裝置，用于吸收本裝置內排放的塔頂氣，如常減壓三頂氣、催化裂化富氣、焦化富氣等。采用“吸收塔-解吸塔-穩定塔”三塔分餾工藝流程，通過吸收和解吸分離輕烴，以獲得合格的干氣、液化氣以及蒸氣壓合格的穩定汽油等產品。傳統油吸收法適合中小規模的C3+輕烴回收。
[0005]深冷分離技術，是傳統的低溫回收工藝，通常在較高壓力下運行，利用進料組分的沸點溫度差達到分離效果。該技術適用于大規模、多組分同時回收的場合，具有產品率高、分離純度高的優勢。但是對于氮氣、甲烷含量較高的煉廠氣，需要極低的冷凝溫度，分離能耗和設備投資非常高。
[0006]在以上提到的三種工藝中，只有深冷分離技術可以考慮氫氣和輕烴的綜合回收，由于其設備投資和分離能耗比較高，其適用于大規模的場合，不適合氫氣、氮氣以及甲烷等組分純度相對較高的流股。其分離出的乙烷產品一般可以作為乙烯原料，但是國內此技術不成熟。
[0007]由于氫氣提純裝置對原料氣中氫純度的限制，使得較低純度的煉廠干氣中的氫氣資源無法被膜分離或者變壓吸附單元回收利用。同時，膜分離和變壓吸附原料中如果存在較高純度的重烴(C3+輕烴)，對于膜分離，將可能造成滲余側凝液而導致膜的永久損傷，而對于變壓吸附，有可能造成吸附劑的失活，從而影響操作。同時，變壓吸附技術比較適合處理氫純度大于50v%的流股，一般其回收率為90%左右，產品氫純度能達到99.9%以上。膜分離能處理氫純度比較低的流股，但是其產品純度最高為98v%，回收率為80-92%。
[0008]對于目前應用廣泛的油吸收法的輕烴回收技術，只能回收C3+輕烴產品，無法回收其中的氫氣產品，同時，由于吸收法的限制，如果回收氫氣純度相對較高的流股中的輕烴，將嚴重影響其吸收效果，降低輕烴產品回收率。
【發明內容】
[0009]本實用新型提供一種雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統，目的在于將油吸收輕烴回收技術與氫氣提純技術相結合，對煉廠中不同氫氣純度的流股實現輕烴與氫氣的綜合回收利用。
[0010]為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0011]一種雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統，其特征在于，其包括:
[0012]膜分離裝置，其入口與第一股煉廠干氣相通，用于將其分離為氫產品和滲余氣，所述氫產品予以氫氣回收，所述滲余氣將送入下述第一吸收塔或者第二吸收塔的底部入口 ；
[0013]油吸收裝置，其包括第一吸收塔、第二吸收塔、第一解吸塔、第二解吸塔以及輕烴產品分離單元，其中:
[0014]所述第一吸收塔的底部入口與第二股煉廠干氣相連；所述第二吸收塔的底部入口與第三股煉廠干氣相連，系統循環的貧吸收油進入所述第一吸收塔的塔頂以及所述第二吸收塔的塔頂，從所述第一吸收塔的塔底以及所述第二吸收塔的塔底流出后合并為富吸收油，所述富吸收油進入所述第一解吸塔并完成第一次解吸后，再流入所述第二解吸塔以完成第二次解吸并成為貧吸收油，所述貧吸收油再從所述第二解吸塔的塔底流出，經冷卻加壓后，回流至所述第一吸收塔的塔頂以及所述第二吸收塔的塔頂，以構成循環；
[0015]所述第二解吸塔的塔頂氣與所述輕烴產品分離單元相接。
[0016]還包括變壓吸附單元或另一個膜分離裝置，其入口與第四股煉廠干氣相連，將該第四股煉廠干氣分離為高純氫和解吸氣，所述高純氫予以氫氣回收，所述解吸氣予以燃料氣回收。
[0017]所述第一吸收塔的塔頂氣與所述變壓吸附單元或另一個膜分離裝置的入口相連。
[0018]所述第二吸收塔的塔頂氣予以燃料氣回收。
[0019]所述第一解吸塔的塔頂氣與所述第二吸收塔的底部入口相接。
[0020]所述富吸收油分為兩股，其中一股進入所述第一解吸塔的塔頂，另外一股進入所述第一解吸塔的中上部。
[0021]從所述第二解吸塔的塔底流出的貧吸收油先與第一解吸塔的中段再沸進行第一熱交換，然后與所述輕烴產品分離單元進行第二熱交換，接著與兩股所述富吸收油分別進行第三熱交換以及第四熱交換，再泵入所述第一吸收塔的塔頂以及所述第二吸收塔的塔頂。
[0022]所述輕烴產品分離單元是脫丙烷塔、脫丁烷塔、脫戊烷塔的任一或者任意組合。
[0023]所述第一股煉廠干氣是較高純度氫氣且較高C3+輕烴含量的流股，所述第二股煉廠干氣是中等純度氫氣且較高C3+輕烴含量的流股，所述第三股煉廠干氣是低純度氫氣且較高C3+輕烴含量的流股，所述第四股煉廠干氣是較高純度氫氣且較低C3+輕烴含量的流股。
[0024]較高純度氫氣、中等純度氫氣以及低純度氫氣分別指濃度大于或等于50v%的氫氣、濃度大于或等于30v%并且小于50v%的氫氣以及濃度小于30v%的氫氣；所述較高C3+輕烴含量是指C3+含量大于或等于5v%，所述較低C3+輕烴含量是指C3+含量小于5v%。
[0025]總的來說，本實用新型申請采用上述技術方案，與舊有產品相比，具有如下優點:
[0026]1、本實用新型將氫氣提純技術與輕烴回收技術有機結合，充分考慮了氫氣和輕烴的相互影響，對煉廠干氣考慮氫氣和輕烴的綜合回收，有效的提高了氫氣和輕烴的回收率，提高裝置的利用率。
[0027]2、本實用新型根據煉廠干氣特點，提供原料多入口，優化選擇流股進料位置，從而能有效的回收各個不同氫氣純度范圍和輕烴含量的流股，不僅能有效的回收高純度氫氣，更加把低純度氫氣流股回收成為切實可行，從而提高了煉廠氫氣利用效率。
[0028]3、換熱網絡匹配不夠合理是造成能耗較大的重要原因之一。本實用新型重新對換熱網絡進行了優化匹配。本實用新型采用熱集成，充分考慮循環貧吸收油和3.5MPag蒸汽的余熱回收，減少蒸汽和冷卻水公用工程用量，從而降低能耗。
[0029]4、本實用新型采用貧吸收油裝置內部再生，從而不依賴于其他裝置，保證裝置的獨立性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是本實用新型提供的雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統的結構示意圖；
[0031]圖2是本實用新型的應用實例中的流股信息表；
[0032]圖3是本實用新型的應用實例中氫氣輕烴綜合回收與分別回收產品回收率對比表;
[0033]圖4是本實用新型的應用實例中氫氣輕烴綜合回收與分別回收能耗對比表；
[0034]圖5是本實用新型的應用實例中氫氣輕烴綜合回收與分別回收效益對比表。
[0035]附圖標記說明:第一流股11 ;第二流股12 ;第三流股13 ;第四流股14 ;膜分離裝置20 ;氫氣回收21 ;變壓吸附單元30 ;燃料氣回收31 ;第一吸收塔41 ;第二吸收塔42 ;第一解吸塔43 ;第二解吸塔44 ;脫丙烷塔45 ;脫丁烷塔46 ;輕石腦油51 ；C3產品52 ;C4產品53 ；第一熱交換61 ;第二熱交換62 ;第三熱交換63 ;第四熱交換64 ;蒸汽管道70。
【具體實施方式】
[0036]
【權利要求】
1.一種雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統，其特征在于，其包括: 膜分離裝置，其入口與第一股煉廠干氣相通，用于將其分離為氫產品和滲余氣，所述氫產品予以氫氣回收，所述滲余氣將送入下述第一吸收塔或者第二吸收塔的底部入口 ； 油吸收裝置，其包括第一吸收塔、第二吸收塔、第一解吸塔、第二解吸塔以及輕烴產品分離單元，其中: 所述第一吸收塔的底部入口與第二股煉廠干氣相連；所述第二吸收塔的底部入口與第三股煉廠干氣相連，系統循環的貧吸收油進入所述第一吸收塔的塔頂以及所述第二吸收塔的塔頂，從所述第一吸收塔的塔底以及所述第二吸收塔的塔底流出后合并為富吸收油，所述富吸收油進入所述第一解吸塔并完成第一次解吸后，再流入所述第二解吸塔以完成第二次解吸并成為貧吸收油，所述貧吸收油再從所述第二解吸塔的塔底流出，經冷卻加壓后，回流至所述第一吸收塔的塔頂以及所述第二吸收塔的塔頂，以構成循環； 所述第二解吸塔的塔頂氣與所述輕烴產品分離單元相接。
2.根據權利要求1所述的雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統，其特征在于:還包括變壓吸附單元或另一個膜分離裝置，其入口與第四股煉廠干氣相連，將該第四股煉廠干氣分離為高純氫和解吸氣，所述高純氫予以氫氣回收，所述解吸氣予以燃料氣回收。
3.根據權利要求2所述的雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統，其特征在于:所述第一吸收塔的塔頂氣與所述變壓吸附單元或另一個膜分離裝置的入口相連。
4.根據權利要求2所述的雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統，其特征在于:所述第二吸收塔的塔頂氣予以燃料氣回收。
5.根據權利要求1所述的雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統，其特征在于:所述第一解吸塔的塔頂氣與所述第二吸收塔的底部入口相接。
6.根據權利要求1所述的雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統，其特征在于:所述富吸收油分為兩股，其中一股進入所述第一解吸塔的塔頂，另外一股進入所述第一解吸塔的中上部。
7.根據權利要求6所述的雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統，其特征在于:從所述第二解吸塔的塔底流出的貧吸收油先與第一解吸塔的中段再沸進行第一熱交換，然后與所述輕烴產品分離單元進行第二熱交換，接著與兩股所述富吸收油分別進行第三熱交換以及第四熱交換，再泵入所述第一吸收塔的塔頂以及所述第二吸收塔的塔頂。
8.根據權利要求1所述的雙吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統，其特征在于:所述輕烴產品分離單元是脫丙烷塔、脫丁烷塔、脫戊烷塔的任一或者任意組合。
【文檔編號】C07C9/10GK203540300SQ201320704839
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】吳永文, 張楠, 肖利, 楊嘯, 薛榮榮 申請人:北京宜能高科科技有限公司