富氫氣體梯級回收技術的工業應用

陳 保 華

(中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008)

某大型煉油廠的年加工能力為10.0 Mt，以加工中東含硫原油為主，采用全加氫型工藝流程，因此氫氣成為煉油廠加工過程不可或缺的重要原料。連續催化重整(連續重整)裝置的副產氫氣遠不能滿足煉油廠對氫氣的需求，需配套建設獨立的天然氣制氫裝置彌補氫氣資源的不足。隨著加工原油的重質化、劣質化，原油硫質量分數由之前的1.6%提高到2.4%，API重度從32.0降低至30.8，噸油制氫用天然氣消耗量達到35.14 m3/t，造成制氫成本增加，綜合商品率降低；噸油制氫碳排放量為0.047 t/t，占全廠碳排放的13.26%，是碳排放的主要來源之一；同時由于大量富氫氣體作為低價值燃料進入燃料氣管網，導致燃料氣管網中氫氣體積分數高達49.29%，造成氫氣資源的極大浪費[1]。通過開展氫氣系統專項技術攻關，可實現富氫氣體梯級回收利用，不僅能減少制氫用天然氣，還能降低制氫裝置的碳排放量。

1 富氫氣體梯級分離工藝設計

1.1 富氫原料氣

該大型煉油廠含有多股不同氫濃度的富氫氣體，具有較高回收價值，各股富氫氣體的組成見表1。由表1可知，蠟油/柴油加氫裝置低壓分離氣(低分氣)氫體積分數為90.14%，渣油加氫裝置低分氣氫體積分數為80.09%，輕烴回收干氣氫體積分數為77.85%，變壓吸附(PSA)解吸氣氫體積分數為57.45%，異構化裝置干氣氫體積分數為60.53%，催化裂化干氣氫體積分數為29.00%。其中渣油加氫裝置循環氫排放廢氫和低分氣一起送至PSA裝置作原料，因此渣油加氫低分氣氫含量相對較高；……