氢回收总结标准版.doc

中国石油大港石化50万吨/年柴油加氢装置
氢气回收项目开工总结

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车间审核：
主管部门：

目 录
一、前言
二、工艺简述
三、运行情况分析
四、投用小结

一、 前言
第四联合车间氢气回收装置，于2011年8月31日开车成功。原设计流量为1000NM3/h，原料气设计压力为6.3MPa,本次开车膜分离系统进口气量约为787NM3/h，原料气压力约为6.0MPa，膜压差基本稳定在3.0MPa。膜出口渗透气进入重整氢罐D-4020，非渗透气排入放空管网。
9月9日因循氢机泄露装置紧急停工抢修，氢回收装置停工。9月13日氢回收开工。
9月17日因装置晃电氢回收停工至今。

二、 工艺简述
柴加装置高分气从下而上的经过装有固体脱硫剂的脱硫塔T-4101，脱硫处理后H2S%小于1ppm，进入膜分离系统。膜分离的工艺流程可分为预处理和膜分离两部分。含氢尾气进入膜分离界区后，首先进入除雾器，除去大部分可冷凝的液体和粒子。除雾器出来的气体进入两个串联的凝结型联合过滤器，以进一步除去油雾及大于0.01mm的粒子；后进入加热器将原料气加热至82℃，使原料气远离露点，不至因氢气渗透后滞留气烃类含量升高冷凝形成液膜而影响分离性能，用一蒸汽调节阀与温度变送器联合实现原料气温度的调节、指示、报警及联锁；加热过的气体经一管道过滤器进入膜分离器组进行分离，在低压侧得到产品氢气进入重整氢罐D-4020；非渗透气排放入放空管网。
1、脱硫塔T-4101
脱硫塔T-4101装有NDS-2型脱硫剂15吨，脱硫后气体中硫化氢含量小于1ppm。原料气进料量为500Nm3/小时，硫化氢含量为800ppm(vol)，年开工按8400小时计算，则每年可以脱掉的硫化氢为5.1吨。
2、膜分离系统
氢回收装置原料气为柴油加氢装置高分排放气，气体性质如下表：

表1 原料气性质表

项目
原料气
流量（Nm3/hr）
1000
压力（MPa（a））
6.6
温度（℃）
常温
组成（mol%）
H2
92.48
CH4
5.96
C2
1.09
C3
0.25
C4
0.08
H2S(体积ppm)
800

高分气经膜分离系统提纯后，可以达到如下指标：
表2 提纯后各项数据

项目
渗透气
非渗透气
流量（Nm3/hr）
908.8
91.2
压力（Mpa（A））
2.5
6.1
温度（℃）
82
82
组成（mol%）

H2
98.57
31.80
CH4
1.11
54.31
C2
0.14
10.58
C3
456ppm
2.50
C4
394ppm
0.81
H2O
0.095
76ppm
H2S
1ppm
3ppm
H2回收率％
96.86
若进入膜分离系统的原料气在提供的工况指标范围内，则膜分离系统的保证指标为：
产品气氢气纯度(mol%)
≥98
H2回收率(%)
≥94

三、 运行情况分析
1、氢回收装置开工以来运行平稳，膜分离效果较好。现将9月1日至9月16日采样数据计算列表如下：
表3 运行情况数据

时间
项目
流量（NM3/h）
膜压差(MPa)
氢气回收率(%)
化验成绩(V%)
H2
H2S
9.1
原料气
807
3.0
88.66%
84.00
0
渗透气
633
94.95
0
非渗透气
174
22.32
0
9.2
原料气
790
2.9
90.79%
80.96
0
渗透气
609
95.35
0
非渗透气
181
30.29
0
9.5
原料气
771
2.8
95.36%
76.23
0
渗透气
593
94.51
0
非渗透气
178
37.77
0
9.8
原料气
783
2.8
90.04%
85.56
0
渗透气
625
96.51
0
非渗透气
158
42.60
0
9.9
原料气
780
2.8
82.47%
85.11
0
渗透气
610
89.75
0
非渗透气
170
40.55
0
9.14
原料气
802
2.8
97.94%
84.85
0
渗透气
708
94.14
0
非渗透气
94
25.86
0
9.16
原料气
779
2.8
93.08%
91.85
0
渗透气
692
96.24
0
非渗透气
87
31.70
0
平均值
787
2.8
91.19%
94.49
0

由上表可以看出高分气经过脱硫塔后已完全脱除H2S，效果十分理想。开工至今氢气回收率平均为91.19%（设计H2回收率(%)≥94），产品氢气纯度平均为94.49%（设计氢气纯度(mol%)≥98）。氢气回收率、产品氢气纯度两项指标未达到设计值，主要是由于原料气纯度(在82%左右)远低于设计纯度92.48%造成的。

2、装置能耗
由于现场公用介质进入膜装置无流量表，低压蒸汽及仪表风耗量无法准确计量，按设计方提供的资料将装置能耗计算列表如下：
表4 装置能耗
序号
项目
单位
消耗量
kg标油/t
1
低压蒸汽
t/h
0.075
0.1
2
仪表风
Nm3/h
5
0
3
氮气（开工气密）
m3
200/次
0
4
凝结水
t/h
0.075
-0.01
5
合计

0.09
由计算可以看出：设计氢气回收装置能耗较低，仅为0.09 kg标油/吨。

四、投用小结
氢回收装置工艺操作简便、性能稳定可靠、维护费用低、装置能耗小。未投用氢回收系统以前，柴加小放空PV-4103排放量大约在1000 m3/h。氢气回收装置投用后，氢气量排放量大约在500m3/h，减少了氢气的浪费，实现了氢气资源的合理利用。同时为反应系统补进了高纯度的氢气，增加了氢分压，对加氢精制反应起到了促进作用。