單吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氫氣回收系統(tǒng)，也涉及一種輕烴回收系統(tǒng)，特別涉及一種氫氣和輕烴綜合回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著加工原油的重質(zhì)化和高酸高硫化，氫氣在煉廠中對于保障合格產(chǎn)品的生產(chǎn)日益重要，而高昂的產(chǎn)氫成本和產(chǎn)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(shù)工藝相對成熟的情況下，對于如何有效經(jīng)濟(jì)地回收中等和低純度氫氣排放流股顯得更有現(xiàn)實(shí)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(qiáng)節(jié)能減排效果，提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。
[0003]對于單獨(dú)氫氣回收，相當(dāng)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(jìn)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(nèi)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(zhì)進(jìn)行選擇性吸附，從而達(dá)到氣體分離的目的。膜分離法是以膜兩側(cè)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(cè)富集以實(shí)現(xiàn)分離的過程。
[0004]煉廠中單獨(dú)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(wěn)定裝置，用于吸收本裝置內(nèi)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(wěn)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輕石腦油等產(chǎn)品。傳統(tǒng)油吸收法適合中小規(guī)模的C3+輕烴回收。
[0005]深冷分離技術(shù)，是傳統(tǒng)的低溫回收工藝，通常在較高壓力下運(yùn)行，利用進(jìn)料組分的沸點(diǎn)溫度差達(dá)到分離效果。該技術(shù)適用于大規(guī)模、多組分同時回收的場合，具有產(chǎn)品率高、分離純度高的優(yōu)勢。但是對于氮?dú)狻⒓淄楹枯^高的煉廠氣，需要極低的冷凝溫度，分離能耗和設(shè)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(shù)可以考慮氫氣和輕烴的綜合回收，由于其設(shè)備投資和分離能耗比較高，其適用于大規(guī)模的場合，不適合氫氣、氮?dú)庖约凹淄榈冉M分純度相對較高的流股。其分離出的乙烷產(chǎn)品一般可以作為乙烯原料，但是國內(nèi)此技術(shù)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?zé)N(C3+輕烴)，對于膜分離，將可能造成滲余側(cè)凝液而導(dǎo)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(shù)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(chǎn)品氫純度能達(dá)到99.9v%以上。膜分離能處理氫純度比較低的流股，但是其產(chǎn)品純度最高為98v%，回收率為80-92%。
[0008]對于目前輕烴回收技術(shù)應(yīng)用廣泛的油吸收法，只能回收C3+輕烴產(chǎn)品，無法回收其中的氫氣產(chǎn)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(yán)重影響其吸收效果，降低輕烴產(chǎn)品回收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種單吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統(tǒng)，目的在于將油吸收輕烴回收技術(shù)與氫氣提純技術(shù)相結(jié)合，對煉廠中不同氫氣純度的流股實(shí)現(xiàn)輕烴與氫氣的綜合回收利用。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0011]一種單吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統(tǒng)，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(chǎn)品和滲余氣，所述氫產(chǎn)品予以氫氣回收，所述滲余氣將送入下述吸收塔的底部入口 ；
[0013]油吸收裝置，其包括吸收塔、第一解吸塔、第二解吸塔以及輕烴產(chǎn)品分離單元，其中:
[0014]所述吸收塔的底部入口與第二股煉廠干氣相連，系統(tǒng)循環(huán)的貧吸收油進(jìn)入所述吸收塔的塔頂，從所述吸收塔的塔底流出后成為富吸收油，所述富吸收油進(jìn)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(jīng)冷卻加壓后，回流至所述吸收塔的塔頂，以構(gòu)成循環(huán)；
[0015]所述第二解吸塔的塔頂氣與所述輕烴產(chǎn)品分離單元相接。
[0016]在較佳的技術(shù)方案中，還可增加如下技術(shù)特征:
[0017]還包括變壓吸附單元或另一個膜分離裝置，其入口與第三股煉廠干氣相連，將該第三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。
[0018]所述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。
[0019]所述膜分離裝置分離出的氫產(chǎn)品進(jìn)入所述變壓吸附單元作再一次的提純，以達(dá)到高純度氫氣要求。
[0020]所述第一解吸塔的塔頂氣與所述吸收塔的底部入口相接。
[0021]從所述吸收塔的塔底流出的富吸收油分為兩股，其中一股進(jìn)入所述第一解吸塔的塔頂，另外一股進(jìn)入所述第一解吸塔的中上部。
[0022]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(jìn)行第一熱交換，然后與所述輕烴產(chǎn)品分離單元進(jìn)行第二熱交換，接著與兩股所述富吸收油分別進(jìn)行第三熱交換以及第四熱交換，再泵入所述吸收塔的塔頂。
[0023]所述輕烴產(chǎn)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。
[0024]所述第一股煉廠干氣是具有較高純度氫氣且較高C3+輕烴含量的煉廠干氣；所述第二股煉廠干氣是具有較低純度氫氣且較高C3+輕烴含量的煉廠干氣；所述第三股煉廠干氣是具有較高純度氫氣且較低C3+輕烴含量的煉廠干氣。
[0025]所述較高純度氫氣與較低純度氫氣分別指濃度大于或等于50v%的氫氣以及濃度小于50v%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%。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是:
[0027]1、本發(fā)明將氫氣提純技術(shù)與輕烴回收技術(shù)有機(jī)結(jié)合，輕烴回收一般產(chǎn)品為干氣、液化氣、輕石腦油，而本裝置在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對干氣中氫氣合理有效的回收，使其轉(zhuǎn)化為高純度氫加以利用。也實(shí)現(xiàn)了氫氣提純后，含輕烴較多的流股中輕烴的有效回收。充分考慮了氫氣和輕烴的相互影響，達(dá)到了氫氣、輕烴高效綜合回收利用的目的。
[0028]2、本發(fā)明根據(jù)煉廠干氣特點(diǎn)，提供原料多入口，優(yōu)化選擇流股進(jìn)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，更加使低純度氫氣流股回收成為切實(shí)可行，從而提高了煉廠氫氣的利用效率。
[0029]3、輕烴回收裝置常采用“吸收塔-解吸塔-穩(wěn)定塔”三塔分餾工藝流程，而本流程增設(shè)了第二解吸塔，能有效控制第二解吸塔塔底循環(huán)油中輕烴含量以及塔頂輕烴中C2含量，提高產(chǎn)品收率與純度。
[0030]4、換熱網(wǎng)絡(luò)匹配不夠合理是造成能耗較大的重要原因之一。新系統(tǒng)開發(fā)中重新對換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化匹配。本發(fā)明采用熱集成，充分考慮循環(huán)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。
[0031]5、輕烴與氫氣回收的裝置為單獨(dú)的一套裝置，本工藝采用貧吸收油裝置內(nèi)部再生，從而不依賴于其他裝置，保證裝置的獨(dú)立性。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明提供的單吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例中的流股信息表；
[0034]圖3是本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例中氫氣輕烴綜合回收與分別回收產(chǎn)品回收率對比表；
[0035]圖4是本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例中氫氣輕烴綜合回收與分別回收能耗對比表；
[0036]圖5是本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例中氫氣輕烴綜合回收與分別回收效益對比表。
[0037]附圖標(biāo)記說明:第一流股11 ;第二流股12 ;第三流股13 ;膜分離裝置20 ;氫氣回收21 ;變壓吸附單元30 ;燃料氣回收31 ;吸收塔41 ;貧吸收油42A ;富吸收油42B ;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(chǎn)品52 ;C4產(chǎn)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