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1、单击单击 此处编辑处编辑 母版标题样标题样 式单击 此处编辑 母版副标题样 式* *. .1 1v膜组组合技术术在炼炼厂尾气回收利用中的应应用目 录录炼炼厂尾气介绍绍炼炼厂尾气回收背景和意义义单单一方法回收炼炼厂尾气多技术组术组 合回收炼炼厂尾气组组合技术术回收油田伴愤愤慨2 2. .工工业进业进 展方向展方向 面对对日趋趋庄重的资资源和环环境约约束，世界各国都在制定可连续连续进进展规规划； 德国制定了产产品回收法规规，日本等国提出了削减，再利用及再循环环的3R战战略，美国提出了“再制造” 及“无废废弃物制造” 的新理念； 欧盟颁颁布“汽车车材料回收”法规规，从2005年起，要求新生产产的汽车
2、车材料的85%能再利用；早期工早期工业业业业化化时时时时期期工工业发业发业发业发 达国家江河达国家江河污污污污染染严严严严峻峻3 3. .工工业进业进 展方向展方向4 4. .我国能源利用效率v能源综综合利用效率比发发达国家低10个百分点；高耗能产产品的单单位能耗比发发达国家平均水平高35%以上；v 2006年，我国每万美元GDP消耗石油1.3吨左右，相当于美国石油消费费强度的1.9倍，日本的3倍，英国的4倍；5 5. .v 2006年，我国原油一次加工才能约约3.5亿亿吨，原油加工量达到3.07亿亿吨，四大类类成品油（汽油，柴油，煤油和航油）产产量达到1.88亿亿吨；v 2007年，我国原油
3、一次加工才能接近4.0亿亿吨，原油加工量达到3.12亿亿吨；v 炼炼厂气中干气产产量约约占原油加工才能的3%8%，平均为为5%左右；炼炼厂尾气中含有氢氢气，轻烃轻烃 等可回收的高价值值资资源；炼炼厂尾气 6 6. .炼炼厂尾气可回收组组分及用途乙烷烷 氢氢气 甲烷烷 C5+C3、C4轻轻油，化工原料乙烯烯裂解，氯氯乙烷烷生产产原料加氢氢原料裂解制乙烯烯，LPG燃料7 7. .vv 世界原油世界原油质质质质量日益量日益变变变变差，一是原油越来越重：据差，一是原油越来越重：据剑桥剑桥剑桥剑桥 能源能源争争论协论协论协论协 会推会推测测测测，20212021年年轻质轻质轻质轻质 油（油（OAPIOA
4、PI 34)34)将只占将只占3636, ,中中质质质质油（油（OAPI27OAPI27 33.9) 33.9)占占5555, ,重重质质质质油（油（OAPIOAPI 26.9) 26.9)占占9 9；二是原油硫含量越来越高：目前；二是原油硫含量越来越高：目前, ,低硫原油（低硫原油（S S 0.5 0.5 ）的）的产产产产量占世界原油量占世界原油总产总产总产总产 量的量的 1/3 1/3，储储储储量量仅仅仅仅占占总储总储总储总储 量的量的1/51/5，含，含硫（硫（S S在在0.50.5 1.5 1.5 ) )和高硫（和高硫（S S在在1.51.5 13 13) )原油原油产产产产量的比量的
5、比例逐步上升已成必定；因此，我国例逐步上升已成必定；因此，我国进进进进口含硫高硫中口含硫高硫中质质质质重重质质质质原油的比例也会越来越大；原油的比例也会越来越大；vv 接受加接受加氢氢氢氢技技术术术术，在，在实现实现实现实现 重重质质质质原料原料轻质轻质轻质轻质 化的同化的同时时时时，可以直接，可以直接生生产优质产优质产优质产优质 石油化工原料和清石油化工原料和清洁洁洁洁燃料；燃料；vv 炼炼炼炼油厂油厂氢氢氢氢气需求年增气需求年增长长长长率率为为为为5%5%；制；制氢费氢费氢费氢费 用用约约约约占制占制氢氢氢氢加加氢氢氢氢联联联联合装置合装置总费总费总费总费 用用60%60%以上；以上；炼炼
6、厂尾气回收背景8 8. .炼炼厂尾气回收背景乙烯烯生产产原料：l 乙烷烷、丙烷烷l 石脑脑油l 轻轻柴油、重油 乙烷烷作为为乙烯烯裂解原料，相对对于石脑脑油可节节省投资资30%，降低综综合成本10%乙烯烯裂解原料成效对对比 C2干气 LPG C5 石脑脑油 加氢氢裂化尾油 甲烷烷 4-5 18-25 18-20 12-16 9-13乙烯烯 51.9 31.1 33.5 28.4 29.19 9. .炼炼厂尾气回收背景20世纪纪90岁岁月以来，我国LPG年消耗增长长率达20%；估量到 2021年我国LPG缺口达1000万吨；1010. .炼炼厂尾气回收意义义123节节能降耗，提高经济经济效益；最
7、大限度利用不行再生资资源实现炼实现炼 化一体化1111. .v变压变压 吸附法：v 原料氢氢60mol%；产产品氢氢98mol%；尾气真空解吸；v 适合氢氢含量较较高，强吸附介质质少的体系，需预处预处 理脱水；v膜分别别方法：v 原料氢氢30mol%；产产品氢氢90mol%；氢氢气压压力低；v 适合氢氢气浓浓度要求较较低的体系；v深冷分别别法：v 原料氢氢75mol%；产产品氢氢95mol%；高压压低温操作；v 适合杂质杂质 主要为轻烃为轻烃 的体系，需预处预处 理脱水及二氧化碳；回收氢氢气的方法 1212. .v 吸取分别别法：v 操作压压力1.21.5MPag，解吸操作消耗大量蒸汽；v 乙
8、烷烷/乙烯烯回收才能差，C3+缺失较较高；v 浅冷分别别法：v 操作压压力1.52.0MPag；消耗低温冷剂剂，温度一般为为-20；v 具有肯定的C2回收才能，但回收率不高；v 深冷分别别法：v 操作压压力2.0MPag，冷剂剂/膨胀胀制冷结结合，温度可达-80；v 轻烃轻烃 回收率高，但对设备对设备 ，预处预处 理的要求高，能耗特别别高；回收轻烃轻烃 的方法 1313. .v变压变压 吸附法：v 操作压压力0.81.5MPag，真空解吸，能耗高且产产品气中含水；v 对对C2+的富集成效较较好，特殊吸附剂剂具有烯烯烃烃/烷烃烷烃 分别别功能；v有机蒸汽膜法：v 操作压压力1.52.0MPag，
9、产产品气为为常压压；v 对对C2+富集成效较较好，烯烃烯烃 /烷烃烷烃 分别别成效不明显显；v氢氢气膜分别别法：v 操作压压力1.52.0MPag ，产产品气爱护较爱护较 高压压力；v 对对含氢氢量30%体系有效，不能脱除甲烷烷及氮气；轻烃轻烃 富集方法 1414. .炼炼厂尾气回收方法和现现状回收方法原理特 点深冷分离气体的液化温度不同回收物质纯 度高，投资较 大，能耗高，设备维护费 用高PSA气体在分子筛中的吸附量不同纯度高，要求原料氢浓 度60V%，排放气中氢浓 度高，分子筛再生能耗高膜分离气体在高分子膜中的溶解和扩散系数不同能耗低、但纯度不够高油洗技术气体在汽油和柴油中的溶解度不同解析
10、需消耗大量蒸汽，能耗高精馏组分的相对挥发 度不同多级分离，分离精度高，但首先要液化，要与冷凝联用1515. .单单一回收技术术的缺陷缺缺 陷陷 效益差效益差 产产产产品品单单单单一一 回收率低回收率低 1616. .接受单单一分别别技术术的传统传统 工艺艺在炼炼厂气处处理过过程中发发挥挥了重要作用，但存在原料适应应范畴窄，回收目标单标单 一，回收率低，单产单产 能耗高等缺点；在此基础础上，通过过将氢氢气分别别膜，变压变压 吸附，有机蒸汽膜等新技术术与传统传统 的压缩压缩 冷凝，油吸取等方法进进行耦合，开发发出联产氢联产氢 气，乙烷烷，LPG及轻轻油的集成工艺艺；在集成工艺艺中，由于将各技术应术
11、应 用在效率最高的阶阶段，并充分发挥发挥 分别过别过 程的“双向富集”效应应，提高了分别过别过程的能量效率和物质质的回收率；多目标标多技术术集成工艺艺1717. .吸附，吸取和精馏馏法组组合张惊涛，炼厂气分别回收轻烃 的先进技术，石油技术与工程，20031818. .压缩压缩 冷凝和精馏馏法组组合Recovery of light hydrocarbons form refinery gas，US41150861919. .膜分别别技术术特点l 无需使用溶剂剂，无二次污污染，是环环境友好生产产技术术l 利用现现有装置供应应的干气压压力等工艺艺条件，无需新增动动力设备设备 ，投资资小，操作简洁简
12、洁 ，能量消耗低l 可以串并联设计联设计 ，快速模块块式安装，生产产操作弹弹性大易于组组合，包括不同膜技术术的组组合及和其他技术术的组组合2020. .氢氢膜和压缩压缩 冷凝法组组合MTR Membrane Technology & Research2121. .压缩压缩 冷凝和有机蒸汽膜法组组合Membrane gas separation process with compressor interstage recycle，US64286062222. .炼炼厂尾气多种技术组术组 合回收过过程回收技术术 脱 硫 压缩压缩 冷凝精 馏馏有机蒸气膜分别别脱 水氢氢膜分别别2323. .大工膜具
13、有自主学问产权问产权 ，膜的结结构性能可调调有机蒸汽膜结结构2424. .膜性能评评判原料油气浓度出口油气浓度出口流量膜组件mg/Lwt%mg/Lwt%(L/min)TB1080.5 34207.710181098.9 34344.215.515大工膜846.6 2433.471.1181019.63330.661.015GKSS进口859.32552.042183364.382.315CYM-1698.62274.743.61834119.65.316CYM-2702.022289.614.61835513.119.215YB-1767.72321.060.75181069.93522.96
14、0.515YB-2338.500.315 中石化青岛安工院对各种有机膜回收油气的评判数据2525. .含氟蒸气的回收装置四氟乙烯回收装置2626. .加油站油气回收永邦公司2727. .Methyl Chloride Recovery合盛氯甲烷回收装置2828. .贫氢贫氢 /富氢炼氢炼 厂气-联产联产 H2/LPG/C5+HM分别别系统统压缩压缩 冷凝系统统精馏稳馏稳 固系统统VM-HM分别别富集系统统2929. .富氢炼氢炼 厂气-联产联产H2/C2/LPG/C5+ 3030. .贫氢炼贫氢炼 厂气-联产联产 H2/C2/LPG/C5+ 3131. .贫氢贫氢 /富氢炼氢炼 厂气-联产联产
15、 H2/LPG/C5+ 3232. .多技术组术组 合回收炼炼厂尾气实实例3333. .多技术组术组 合回收炼炼厂尾气实实例3434. .回收结结果回收率氢氢气：95%以上；轻烃轻烃 ：98%以上；乙烷烷：90%以上；浓浓度氢氢气：92 mol%,LPG：C3C4 94 mol%； C2，C5 97mol%乙烷烷：甲烷烷 1 mol%千万吨级炼级炼 厂，炼炼厂气多技术组术组 合回收后年可增加经济经济 效益3亿亿元. 3535. .膜组组件净净化后的油田气新增撬块块压缩压缩机冷 箱预热预热 器过滤过滤 器渗余气C3膜前预处预处理富含轻烃轻烃 的渗透气外输输干气高压压分离器能量回收能量回收精馏馏分离油田气轻烃轻烃 回收3636. .油田气轻烃轻烃 回收装置3737. .CH4C2H6C3H6i-C4H10C5+收率伴生气59.7910.8517.268.963.14原外输干气76.4814.407.161.9775.70%膜处理干气86.309.443.760.5189.94%CH4C2H6C3H6i-C4H10C5+收率伴生气59.7910.8517.268.963.14原外输干气77.4914.386.861.2878.61%膜处理干气86.399.383.740.4990.04%油田气轻烃轻烃 回收现场现场 典型数据3838. .3939. .4040. .
