炼化厂制氢装置中CO2的回收

收稿 ： ２ ０ １ ３ ￣５ － ２ ２ห้องสมุดไป่ตู้
作者简介 ： 闰超（ １ ９ ８ ６ 一 ） ， 男， 河北景锦人 ， 助理工程师 ， 从事制氢工艺操作 。
２ ０ １ ３年第 ５期
闫
超等： 炼化厂制 氢装 置中 Ｃ Ｏ ： 的回收
・６ １・
２ Ｃ Ｏ２的来 源
２ ． １ Ｐ Ｓ Ａ 尾气 中的 Ｃ Ｏ：
成分 ， 见 表 １所 示 。从 表 １可 见尾 气 中主 要 成 分
该装置 中 Ｐ Ｓ Ａ尾 气 流量 为 ４ ５ １ ５ ４ ｍ ／ ｈ ， 根 据
表 １计 算 ， Ｐ Ｓ Ａ尾 气 中 Ｃ Ｏ ，的 流 量 为 ２ １ ８ ６ ４ ． ４ ７
是Ｃ Ｏ ： ， 其 体积 成 份 占到将 近一 半 。
２ ０ １ ３年 １ ０月
云 南 化 工
Ｙｕ ｎ ｎ ａ ｎ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
０ｃ ｔ ． ２ ０１ ３
第４ ０卷 第 ５ 期
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ — ２ ７ ５ Ｘ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ １ ５
加 氢反应 ｃ ２ Ｈ ４ ＋Ｈ ２ —一 Ｃ ２ Ｈ ６ 加 氢反应 Ｒ Ｓ Ｈ＋ Ｈ２ —一 Ｒ Ｈ＋Ｈ ２ ｓ
脱硫反应 Ｚ ｎ Ｏ （ 固） ＋ Ｈ Ｓ — 转乍 匕 反应 Ｃ Ｈ ＋ ｎ ｌ ｉ ２ ０一
中变反应 Ｃ Ｏ＋Ｈ２ ０一
Ｚ ｎ Ｓ （ 固） ＋ Ｈ ２ ０
ｉ ｒ Ｃ Ｏ ＋ （ ｎ＋ ， ｒ ２ ） Ｈ ２
参
与
碳氢化合物裂解为 甲烷 ， 部分转化 为 Ｈ 、 Ｃ Ｏ和 Ｃ Ｏ ： 。
转化炉在转化催化剂的作用下 ， 轻烃 和水蒸气进一步
配 汽
转 化为Ｈ 、 Ｃ Ｏ和Ｃ Ｏ ２ 和少量的Ｃ Ｈ 。 而Ｃ Ｏ在 高 温
图 １ 制 氢 装 置 简 易 流 程 图
Ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ １ Ｆ ｌ ｏ ｗ ｃ ｈ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ
Ｃ Ｏ ２ ＋ Ｈ２
碳， 我 国加 入《 京 都议 定书 》 之后 ， 节能减 排 的压力
日益 增大 。现 在很 多炼 厂 加强 对 制氢 装置 尾 气 中 二 氧化 碳 的 回收利 用 ， 在 节 能 减 排保 护 环 境 的 同
时实 现经 济效 益 的提 升 。
１ 制 氢 生 产 工 艺
‘ ％
０． ６ ３ ２
０． ６ １ ９
染， 而且分离 出来 的甲烷等烃类气体不仅可以作 为燃
料， 还可 以并人原料管线作 为制氢 的原料。 ３ ． ２ 转化 炉燃 烧 烟气 中 Ｃ Ｏ 回收 的必 要性
对上 述 装 置 的 尾 气 成 分 进 行 分 析 ， 在 温 度 ３ ０ ￣ Ｃ， 压力 ０ ． ０ ２～ ０ ． ０ ３ ＭＰ ａ的条 件 下 测 定尾 气 的
变换反应器中进一 步和水 蒸汽反应生成 Ｃ Ｏ ： 和Ｈ 。
后经变压吸附（Ｐ Ｓ Ａ ） 净化提纯 ， 氢气纯度￣ ｊ ＇ ９ ９ ． ９ ％ 以 上， 尾气进转化炉做燃料 。
主 要反应 方程 式为 ：
与清 洁 化 加 氢过 程 融 为 一体 ， 原料 和产 品 方案 灵
活性 强 ， 能 够提供 优质 的轻 质 油 品 ， 受 到 国 内外炼 油和 石化 行 业 的 广 泛重 视 。加 氢 技 术 的发 展 ， 有 力推 动 了制氢装 置 的建设 。 制氢 工业 的 发展 为充 分 利 用 石 油 能 源 ， 促 进 我 国炼油 和 石 化 工 业 的 技 术 进 步 发 挥 了 巨大 作 用 。然而 制氢装 置排 放尾 气 中含有 大 量 的二 氧化
以国 内中海炼化 惠州 炼化 分公 司炼油 厂 制氢 装 置为例 ， 其制 氢工 艺流程 见 图 １ 。
以天然气 和饱 和炼 厂气为 原料 ， 原料 气经 加热
后进入加氢反应器在烯烃加氢饱和 ， 有机硫转化为无
机硫 ， 经脱硫后的精制脱硫气和蒸汽及 中压蒸汽混合
后， 同时还 配有少量的氢气 ， 通过预转化反应器 ， 重质
Ｖｏ Ｉ ． ４０． Ｎｏ ． ５
炼 化 厂 制氢装 置 中 Ｃ Ｏ２的 回收
闰
摘
超， 高 志新
（ 中海炼化 惠州炼化分公 司， 广东 惠州 ５ １ ６ ０ ８ ６ ）
要： 随着炼 化厂制氢装置 的发展 ， 制氢装 置中 Ｃ Ｏ ， 的 回收利用 ， 成为炼化 厂节能减排 的重
要途径 。介绍 了制氢装置工艺 ， 探讨 了装置 中 Ｃ Ｏ ２的来源 ， 分 析了 Ｐ Ｓ Ａ尾气和燃烧 炉尾气 中 Ｃ Ｏ ：回 收的必要性 ， 讨论 了几种回收工艺 的特点 ， 综述了近年 国内炼化 厂制氢装置 中 Ｃ Ｏ 回收 的进展情况。 关键词 ： 制氢装置 ； Ｃ Ｏ ； 回收利用
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ１ １ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ４ — ２ ７ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ － ０ ０ ６ ０ － ０ ４
当前 ， 石 油 资 源 日益 短 缺 并 且 逐 渐 变 劣 、 变 重， 轻 质油 品收 率 日益 下 降 ， 而经 济 社会 对 轻质 油 品需 求量却 越来 越大 。加氢 裂 化技 术将 裂 化过 程
表 １ 尾 气 成 分
Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｅ ｘ ｈ ａ ｕ ｓ ｔ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ
ｍ ／ ｈ 。经转化 炉燃烧后 ， Ｐ Ｓ Ａ尾气新 生成 Ｃ Ｏ ， 的流 量为 １ ３ ３ １ １ ． ４ ０ ｍ ／ ｈ ， 炼 厂气流量为 １ ２ ８ ４ ． ５ ｍ 。 ／ ｈ ， 则 生成 Ｃ Ｏ 的流量为 １ ２ ８ ６ ． ９ ｍ ／ ｈ 。本 燃烧 系统 Ｃ Ｏ