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進展3:水合物法回收加氫尾氣中氫氣和脫除硫化氫技術

      加氫工藝是清潔油品生產的核心過程,僅中國石化總公司運行的各類加氫裝置就達到了200座以上,氫氣成本是煉油企業原料成本中僅次於原油成本的第二位成本要素。擴大氫氣來源,開發新的氫氣提純工藝,從煉廠含氫混合氣中回收提純氫氣,可以顯著提高企業的經濟效益。

      氣體水合物是在一定壓力溫度下小分子氣體與水形成的籠狀水合晶格,不同氣體形成水合物的條件差別很大,特別是H2分子太小,水合物的籠形結構無法將其穩定包絡,很難形成穩定的水合物,而C5以下烷烴、烯烴和硫化氫等可以被籠形結構包絡形成穩定的水合物,所以水合物分離法特別適用於氫氣與其他組分的分離。

      實驗室原創了基於水合物生成分離氫氣的新方法,將傳統的小分子氣-氣分離(往往需要高耗能深冷等方法)革新為氣-液分離,降低能耗。應用該原創技術,針對中國石化某分公司3#柴油加氫裝置尾氣組成、操作壓力、溫度和流量等工況數據,設計建造了世界首套處理能力為500 m3/h的水合物法分離側線試驗裝置,並成功運行。運行結果表明:水合物分離技術可以將氫氣的摩爾分率提升10%以上,可達到93%左右;且氫氣回收率不低於85%;回收過程壓降小,回收的高濃度氫氣可直接返回循環氫壓縮機,從而減小壓縮功耗;在實現氫氣提濃的同時,經過水合物後的尾氣中硫化氫濃度低於氣相色譜檢測下限。

   

      該技術授權國內相關專利30多件,發表學術論文200餘篇。