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1、1,膜组合技术在炼厂尾气回收利用中的应用,2,目 录,炼厂尾气介绍,炼厂尾气回收背景和意义,单一方法回收炼厂尾气,多技术组合回收炼厂尾气,组合技术回收油田伴生气,3,工业发展方向,面对日趋严峻的资源和环境约束，世界各国都在制定可持续发展规划。 德国制定了产品回收法规，日本等国提出了减少、再利用及再循环的3R战略，美国提出了“再制造” 及“无废弃物制造” 的新理念。,欧盟颁布“汽车材料回收”法规，从2005年起，要求新生产的汽车材料的85%能再利用。,早期工业化时期 工业发达国家江河污染严重,4,工业发展方向,物尽其用！,5,我国能源利用效率,能源综合利用效率比发达国家低10个百分点。高耗能产品
2、的单位能耗比发达国家平均水平高35%以上。 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强度的1.9倍，日本的3倍，英国的4倍。,6,2006年，我国原油一次加工能力约3.5亿吨，原油加工量达到3.07亿吨，四大类成品油（汽油、柴油、煤油和航油）产量达到1.88亿吨。 2007年，我国原油一次加工能力接近4.0亿吨，原油加工量达到3.12亿吨。 炼厂气中干气产量约占原油加工能力的3%8%，平均为5%左右。炼厂尾气中含有氢气、轻烃等可回收的高价值资源。,炼厂尾气,7,炼厂尾气可回收组分及用途,轻油、化工原料,乙烯裂解、氯乙烷生产原料,加氢原料,裂解制乙烯、LPG,燃料,
3、8,世界原油质量日益变差，一是原油越来越重：据剑桥能源研究协会预测，2010年轻质油（OAPI34)将只占36,中质油（OAPI27 33.9)占55,重质油（OAPI 26.9)占9；二是原油硫含量越来越高：目前,低硫原油（S0.5 ）的产量占世界原油总产量的 1/3，储量仅占总储量的1/5，含硫（S在0.5 1.5 )和高硫（S在1.5 13)原油产量的比例逐步上升已成必然。因此，我国进口含硫高硫中质重质原油的比例也会越来越大。 采用加氢技术，在实现重质原料轻质化的同时，可以直接生产优质石油化工原料和清洁燃料。 炼油厂氢气需求年增长率为5%。制氢费用约占制氢加氢联合装置总费用60%以上。,
4、炼厂尾气回收背景,9,炼厂尾气回收背景,乙烯裂解原料效果对比 C2干气 LPG C5 石脑油 加氢裂化尾油 甲烷 4-5 18-25 18-20 12-16 9-13 乙烯 51.9 31.1 33.5 28.4 29.1,10,炼厂尾气回收背景,20世纪90年代以来，我国LPG年消耗增长率达20%。预计到 2010年我国LPG缺口达1000万吨。,11,炼厂尾气回收意义,节能降耗，提高经济效益。,最大限度利用不可再生资源,实现炼化一体化,12,变压吸附法： 原料氢60mol%；产品氢98mol%；尾气真空解吸。 适合氢含量较高，强吸附介质少的体系，需预处理脱水。 膜分离方法： 原料氢30mo
5、l%；产品氢90mol%；氢气压力低。 适合氢气浓度要求较低的体系。 深冷分离法： 原料氢75mol%；产品氢95mol%；高压低温操作。 适合杂质主要为轻烃的体系，需预处理脱水及二氧化碳。,回收氢气的方法,13,吸收分离法： 操作压力1.21.5MPag，解吸操作消耗大量蒸汽。 乙烷/乙烯回收能力差，C3+损失较高。 浅冷分离法： 操作压力1.52.0MPag；消耗低温冷剂，温度一般为-20。 具有一定的C2回收能力，但回收率不高。 深冷分离法： 操作压力2.0MPag，冷剂/膨胀制冷结合，温度可达-80。 轻烃回收率高，但对设备、预处理的要求高，能耗非常高。,回收轻烃的方法,14,变压吸附
6、法： 操作压力0.81.5MPag，真空解吸，能耗高且产品气中含水。 对C2+的富集效果较好，特殊吸附剂具有烯烃/烷烃分离功能。 有机蒸汽膜法： 操作压力1.52.0MPag，产品气为常压。 对C2+富集效果较好，烯烃/烷烃分离效果不明显。 氢气膜分离法： 操作压力1.52.0MPag ，产品气维持较高压力。 对含氢量30%体系有效，不能脱除甲烷及氮气。,轻烃富集方法,15,炼厂尾气回收方法和现状,16,单一回收技术的缺陷,17,采用单一分离技术的传统工艺在炼厂气处理过程中发挥了重要作用，但存在原料适应范围窄、回收目标单一、回收率低、单产能耗高等缺点。 在此基础上，通过将氢气分离膜、变压吸附、
7、有机蒸汽膜等新技术与传统的压缩冷凝、油吸收等方法进行耦合，开发出联产氢气、乙烷、LPG及轻油的集成工艺。 在集成工艺中，由于将各技术应用在效率最高的阶段，并充分发挥分离过程的“双向富集”效应，提高了分离过程的能量效率和物质的回收率。,多目标多技术集成工艺,18,吸附、吸收和精馏法组合,张惊涛，炼厂气分离回收轻烃的先进技术，石油技术与工程，2003,19,压缩冷凝和精馏法组合,Recovery of light hydrocarbons form refinery gas，US4115086,20,膜分离技术特点,无需使用溶剂，无二次污染，是环境友好生产技术 利用现有装置提供的干气压力等工艺条件
8、，无需新增动力设备，投资小，操作简单，能量消耗低 可以串并联设计，快速模块式安装，生产操作弹性大易于组合，包括不同膜技术的组合及和其他技术的组合,21,氢膜和压缩冷凝法组合,MTR Membrane Technology & Research,22,压缩冷凝和有机蒸汽膜法组合,Membrane gas separation process with compressor interstage recycle，US6428606,23,炼厂尾气多种技术组合回收过程,回收技术,脱 硫,压缩冷凝,精 馏,有机蒸气膜分离,脱 水,氢膜分离,24,大工膜具有自主知识产权，膜的结构性能可调,有机蒸汽膜结构
9、,25,膜性能评价,中石化青岛安工院对各种有机膜回收油气的评价数据,26,含氟蒸气的回收装置,四氟乙烯回收装置,27,加油站油气回收,永邦公司,28,Methyl Chloride Recovery,合盛氯甲烷回收装置,29,贫氢/富氢炼厂气-联产H2/LPG/C5+,HM分离系统,压缩冷凝系统,精馏稳定系统,VM-HM分离富集系统,30,富氢炼厂气-联产H2/C2/LPG/C5+,31,贫氢炼厂气-联产H2/C2/LPG/C5+,32,贫氢/富氢炼厂气-联产H2/LPG/C5+,33,多技术组合回收炼厂尾气实例,34,多技术组合回收炼厂尾气实例,35,回收结果,回收率 氢气：95%以上； 轻烃：98%以上； 乙烷：90%以上。,浓度 氢气：92 mol%, LPG：C3C4 94 mol%； C2、C5 97mol% 乙烷：甲烷 1 mol%,千万吨级炼厂，炼厂气多技术组合回收后年可增加经济效益3亿元.,36,膜组件,油田气轻烃回收,37,油田气轻烃回收装置,38,油田气轻烃回收现场典型数据,39,40,
多种组合技术在炼厂气回收利用中的应用.ppt
