加氢工艺循环氢提纯新技术问世-气体分离设备商务网

沙特阿拉伯国家石油公司最近取得了HPH技术（加氢工艺的氢提纯）的专利，可大大提高加氢工艺中的氢分压。此技术可有效地用于改进加氢裂化、加氢精制、加氢脱硫、加氢脱氮和加氢脱烷基工艺的性能。目前该公司正在制定此技术的工业化计划。

     任何加氢工艺（无论是加氢裂化还是加氢精制）的性能都受反应器入口氢分压的限制。提高氢分压的好处是：延长催化剂的周期寿命，提高处理能力，提高馏分油质量，可加工更重原料，提高转化率，取消排放气。由于补充氢的纯度在96％~99.9％，要提高氢分压必须提高加氢反应器压力，或者是提高循环氢的纯度。从高压分离器出来的闪蒸气体经过脱硫化氢处理后，其氢纯度可从78％~83％提高到80％~85％。进一步提高氢纯度的现有方法有：冷冻法、变压吸附、薄膜分离、二级油吸收系统。

     技术流程

     将从高压分离器来的闪蒸气体（一般含氢约78％~83％）送入吸收塔底部，在塔内与贫溶液逆向接触，贫溶液吸收氢气中的甲烷、硫化氢、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷，再靠降低压力使被吸收组分从富液中分离出来。这样再生的贫液用泵送回到吸收塔顶作为吸收液。从吸收塔顶可得纯度达96％~98％的氢气。此循环氢再与补充新氢混合可得纯度达96％~99％的氢气，可使氢分压大大提高，从而显著提高加氢装置处理量和加氢效率。沙特阿拉伯国家石油公司已经在一系列加氢工艺的操作压力下验证了大多数高压分离器闪蒸气的吸收分离。

     技术应用

     将加氢裂化装置高压分离器出口的含硫闪蒸气（含氢78％~83％）与较冷的净化循环氢换热激冷，再用丙烷冷冻至－29℃，然后进入甲烷吸收塔与贫溶剂对流接触，吸收氢气中甲烷以上的烃类。为了防止水在上述换热器中冷冻，将乙二醇注入这些换热器的管程，在三相聚结分离器内分出乙二醇—水物流，避免冷冻的气体和冷凝的液体进入吸收塔。闪蒸气中的大多数硫化氢也被吸收。从甲烷塔底出来的富溶剂被释放压力，以分离甲烷、乙烷、硫化氢、丙烷和丁烷以上烃类，得到贫溶剂（基本上是最重的烃馏分），即高压分离器气体中的丁烷以上馏分。这个贫溶剂的闪蒸再生基本上是无需热量的过程。再将再生的贫溶剂泵送至甲烷吸收塔顶（要控制温度以除去泵送热）。分出的含硫燃料气（甲烷以上）送去在炼厂中进一步处理（胺洗）。此胺洗塔的尺寸大大减小，因为处理的气体量只是现有加氢裂化胺洗塔的22％以下。甲烷吸收塔顶的循环气体氢纯度提高到96％~98％，而且吸收系统的压力降只有0.2兆帕。由于甲烷以上杂质已经从循环氢中除去，所以没有必要排放一部分循环氢，因此消灭了这部分氢损失。总的氢回收率达到96％~98％。循环氢和补充氢在一起的氢纯度达到96％~99％。与一般的加氢裂化相比，氢纯度从82％~86％提高到96％~99％，可使氢分压提高2.25兆帕。

     柴油加氢精制装置采用HPH技术后，加氢精制的压力可以降低，一般约为5.2兆帕。循环氢纯度可达96％~98％，可使加氢精制装置得到以下好处：使柴油含硫量达到超低硫柴油规格，延长运转周期，可用镍钼催化剂而不是钴钼催化剂，提高十六烷值，提高处理量。

     对一套150万吨／年的减压瓦斯油加氢裂化装置来说，氢分压提高1.7兆帕可以得到以下好处：催化剂运转周期延长25％；处理量提高17％；排放气从5％降至0；转化率提高2％；柴油十六烷值提高3~4,苯胺点提高7~9℃；可加工更重原料。

     中试验证

     沙特阿拉伯国家石油公司在2002~2003年进行了HPH技术的验证。通过它在休斯敦的下属阿拉伯服务公司，与烃技术公司签订了合同，在其新泽西州劳伦斯维尔建一座中试装置进行验证。在各种温度、压力和原料氢组成下收集了52组数据，证明非冷冻吸收工艺可以成功地用于分离氢和甲烷以上烃类，如此可以大大提高氢纯度。此无热闪蒸再生吸收系统的一些特点如下：能在约17.2兆帕的高压下操作，达到96％以上的氢回收率，得到96％以上的氢纯度，压力降小于0.2兆帕，原料气组成变化可有很大灵活性，可用标准的低温碳钢，需要注乙二醇脱水。