[实用新型]一种灵活焦化气化气制氢系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于石油化工企业的灵活焦化气化气制氢系统。

背景技术

灵活焦化技术是ExxonMobil公司针对API重度0~20、康氏残炭5~40%的物料所开发的一种焦化技术，其与常规的延迟焦化技术相比，显著特点是将绝大部分低附加值的石油焦在气化器中密闭转化为低热值气化气（热值为1020~1250kcal/m³），最终仅副产约1%的焦炭产品，体现出了较好的环境友好性和经济性，在最近十年引起了国内外大型炼油企业的极大关注，有望获得较大范围的应用；

灵活焦化装置产生的焦化气化气经换热降温、除焦粉、脱硫后最终获得清洁的低热值气化气，灵活焦化技术存在以下问题：

1．目前对于灵活焦化技术产生的低热值气化气，没有合适的经济化回收工艺技术，仅是将其作为燃料气使用，其中的H₂和CO（两种气体合计占40vol%左右）资源直接白白燃烧浪费掉了，造成资源利用率低；

2．目前对于灵活焦化技术产生的气化气，由于其含有约45~50vol%的惰性气体N₂和约7~10 vol%的CO₂，相应的热值较低，用于加热炉燃烧时所用的火嘴必须经过特殊加工改造，以满足可同时燃烧常规燃料气和低热值气化气，所需的处理设备复杂；

另一方面随着原油资源品质日益重质化、劣质化，炼厂对氢气的需求急剧增长，而氢气来源又偏少，大部分炼厂甚至需要单独投资建设制氢装置，这无疑大大增加了炼厂氢气的使用成本。

针对以上问题，本实用新型研发了一种灵活焦化气化气制氢系统。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种灵活焦化气化气制氢系统，能够实现低能耗的、经济化的回收利用灵活焦化气化气中宝贵的H₂和CO资源，同时为炼厂油品加工提供大量H₂资源，有效缓解炼厂H₂来源不足的问题；

该系统能将灵活焦化气化气中的H₂和CO资源通过CO水蒸气变换和H₂提纯来实现最大化、最经济化获得H₂的目的，整个系统的运行能耗低，CO变换温度低、变换压力低和汽气比小，CO变换率高，产品H₂纯度和收率高。

本实用新型所采用的技术方案是：一种灵活焦化气化气制氢系统，包括CO水蒸气变换装置和变压吸附H₂提纯装置：

（1）所述CO水蒸气变换装置包括预处理器、第一变换炉、第二变换炉、主热交换器、开工电炉、中间换热器、第一喷水器、第二喷水器、调温水加热器、脱盐水加热器、变换气冷却器、汽水分离器、除氧水贮槽、喷水泵；

（2）所述变压吸附H₂提纯装置包括两级变压吸附装置。

由一种灵活焦化气化气制氢系统中的CO水蒸气变换装置，其中：所述主热交换器（2）管程入口之前设置预处理器（1），所述主热交换器（2）管程出口之后还依次设置脱盐水加热器（10）、变换气冷却器（11）和汽水分离器（12）。

作为优选，所述脱盐水加热器壳程出口与变换气冷却器壳程入口相连；所述中间换热器与第一喷水器之间设置开工电炉，用于装置开工时加热原料气至预设温度；所述变换气冷却器下部设置汽水分离器，用于脱除变换气中的水分；所述除氧水贮槽出口与喷水泵入口相连，所述喷水泵出口与调温水加热器管程入口相连。

作为优选，所述CO水蒸气变换装置采用全低温、低压、低汽气比变换工艺以及段间移出式换热和冷激喷水增湿降温工艺，目的是最大程度降低CO水蒸气变换装置的蒸汽消耗，实现低能耗CO水蒸气变换制氢。

作为优选，所述变换炉内分段装填抗毒型催化剂和低温高活性抗水型耐硫变换催化剂。

作为优选，所述主热交换器壳程出口与中间换热器壳程入口之间设置外加蒸汽管线。

作为优选，所述脱盐水加热器管程通入脱盐水，所述变换气冷却器管程通入循环冷却水，所述脱盐水用作锅炉给水，这样的目的是进一步回收变换气的余热能量，同时将变换气的温度降低以满足所述变压吸附H2提纯装置的要求。

   由一种灵活焦化气化气制氢系统中的变压吸附H₂提纯装置，其中：所述第一级变压吸附装置和第二级变压吸附装置各自包括至少4个通过管道连通的吸附塔、至少1个缓冲罐、至少1个真空泵以及配套的程控阀门。