對富烯烴壓縮流出物蒸氣流氫分離工藝相關分析

張文彬

摘要：本文主要分析了煤制和石油制烯烴分離工藝對比，重點介紹了富烯烴壓縮流出物蒸氣流氫分離工藝流程，它不僅能夠降低對能源的消耗，而且還可以有效提高氫分離效果。通過對富烯烴壓縮流出物蒸氣流氫分離工藝進行究，以期為氫分離的進行提供可靠保障，創造出最大化的經濟與社會效益。

關鍵詞：富烯烴壓縮流出物;蒸氣流;氫分離工藝

1.煤制和石油制烯烴分離工藝對比

如今，隨著科學技術的發展，煤制和石油制烯烴成為烯烴的主要來源之一，但是兩者之間所采用的分離工藝技術相差比較大，主要是由于進入壓縮機分離系統的蒸氣流組成存在比較大的差異，如表1所示。

實際上，正式由于兩種工藝所得烯烴蒸氣流組份不同，從而使其氫分離路線、技術選擇、特點等存在一定的差異，而且在產品方案、操作方法、單元組成、開停工操作等方面也不同，如表2所示。

2.富烯烴壓縮流出物蒸氣流氫分離工藝流程

在富烯烴壓縮流出物蒸氣流氫分離過程中，其所采用的裝置有：酸性氣和含氧有機物脫除系統、產品氣四段壓縮機系統、產品氣干燥及激冷系統、丙烷洗脫甲烷塔系統、乙烯精餾塔系統、乙炔加氫系統、脫乙烷塔系統、高低壓脫丙烷塔系統、脫丁烷塔系統、丙烯精餾塔系統、丙烯致冷壓縮機系統等。通常情況下，在煤制和石油制烯烴過程中，所產生的壓縮流出物蒸氣進入氫氣分離裝置后，首先通過壓縮機一、二段進行壓縮處理，然后經水洗塔將含氧有機物脫除，經堿洗塔將酸性氣體脫除，最后得到的產品氣通過壓縮機三段進行壓縮升壓處理、干燥脫水后，進入高低壓氫分離塔進行分離。

實際上，膜分離法和變壓吸附法只能夠從富烯烴壓縮流出物蒸氣流中提取氫氣，為了更好的滿足儲運要求，需要采取措施對其進行液化處理，該過程會消耗一定的能量。對于富烯烴而言，采用低溫分離法具有多方面的優勢，具體體現在以下兩個方面：（1）低溫分離法氫回收率高，且處理量大，在大規模氫分離工藝中得到廣泛應用;（2）傳統低溫分離法一般是把富烯烴壓縮流出物降至液氨溫度后才能夠去除其它組分，最終以得到所需要的產品。本次研究過程中，所選擇的低溫分離法能夠實現氫的液化和分離同步進行，從而得到符合標準的液氫產品。

在氫分離過程中，與氫氣從常溫開始降溫液化進行對比可以發現，低溫分離法所需要消耗的能耗比較低。如果采用傳統的分離工藝，可能會因為氫氣臨界溫度低，則需要施加相對比較大的壓力才可以達到氫液化的目的，此時將會增加壓縮機的功耗，為了有效降低系統能耗，則可以選擇分段壓縮工藝，即先把富烯烴加壓到某一中間壓力，該過程可以有效的分離出重組分，隨后對剩余的氣體再次進行加壓，這樣不僅可以降低能耗，而且還可以降低設備耐壓要求。當然，這種方法只有在富烯烴壓縮流出物蒸氣流氫分離中才可以達到預期的經濟效益，而在小型系統中不宜被采用。

在上述分段壓縮過程中，選擇O.4MPa和2MPa進行高、低壓力分析，整個流程均按照理想熱力學模型進行計算：（1）富烯烴先從常溫常壓條件下一次性加壓至2MPa后分離，將所得給予氫氣降溫液化處理;（2）對富烯烴實施分段加壓處理，先給予0.4MPa加壓，分離氫氣后再加壓到2MPa，并通過降溫處理后液化。本次研究過程中，只對比了富烯烴中主要成分加壓過程中所產生的能耗，對比后得知壓力減小時，不僅可以降低壓縮功耗和總能耗，而且還可以提高氫的總能耗減少量，這樣一來通過分段壓縮富烯烴，能夠大大降低氫分離工藝的總能耗，進而提高其經濟效益。由于在富烯烴中，各組分氣體的含量不同，因此在進行氫分離過程中，各組分總能耗與組分含量保持緊密的聯系，此時就需要結合實際情況來合理選擇、實施富烯烴壓縮流出物蒸氣流氫分離工藝，以期達到預期的分離效果。

實際上，在對富烯烴進行低溫氫分離過程中，如果分離量比較大時，分段壓縮工藝能夠有效節約能耗。由于富烯烴中具有比較高的甲烷含量，因此在分離甲烷過程中需要消耗比較大的能量，但是在富烯烴中，一氧化碳、氮、氧含量比較少，分離所需能耗少，此時就需要合理分配各個階段的能量，在確保氫分離效果的同時，還可以有效降低能耗。

3.結束語

總之，在富烯烴壓縮流出物蒸氣流氫分離過程中，最好結合其制作工藝流程、組分特點、工藝技術來合理選擇氫分離工藝流程，這樣既可以確保氫分離工藝的順利進行，而且還可以有效降低能耗，并達到預期的氫分離效果。

參考文獻：

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