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进展3:水合物法回收加氢尾气中氢气和脱除硫化氢技术

      加氢工艺是清洁油品生产的核心过程,仅中国石化总公司运行的各类加氢装置就达到了200座以上,氢气成本是炼油企业原料成本中仅次于原油成本的第二位成本要素。扩大氢气来源,开发新的氢气提纯工艺,从炼厂含氢混合气中回收提纯氢气,可以显著提高企业的经济效益。

      气体水合物是在一定压力温度下小分子气体与水形成的笼状水合晶格,不同气体形成水合物的条件差别很大,特别是H2分子太小,水合物的笼形结构无法将其稳定包络,很难形成稳定的水合物,而C5以下烷烃、烯烃和硫化氢等可以被笼形结构包络形成稳定的水合物,所以水合物分离法特别适用于氢气与其他组分的分离。

      实验室原创了基于水合物生成分离氢气的新方法,将传统的小分子气-气分离(往往需要高耗能深冷等方法)革新为气-液分离,降低能耗。应用该原创技术,针对中国石化某分公司3#柴油加氢装置尾气组成、操作压力、温度和流量等工况数据,设计建造了世界首套处理能力为500 m3/h的水合物法分离侧线试验装置,并成功运行。运行结果表明:水合物分离技术可以将氢气的摩尔分率提升10%以上,可达到93%左右;且氢气回收率不低于85%;回收过程压降小,回收的高浓度氢气可直接返回循环氢压缩机,从而减小压缩功耗;在实现氢气提浓的同时,经过水合物后的尾气中硫化氢浓度低于气相色谱检测下限。

   

      该技术授权国内相关专利30多件,发表学术论文200余篇。