【摘 要】
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气体膜分离和变压吸附是目前相对比较成熟的氢气提纯技术,前者利用其对氢气/氮气体系、氢气/烃类体系较高的分离系数实现对氢气的分离提纯,后者利用对氢气和其他气体吸附能力的绝大差异达到提纯氢气的目的。气体膜分离技术除了高收率的特点外,还有着工艺、操作、维护简单,投资较低,操作负荷弹性大等优点,变压吸附技术同样有产品气纯度高,装置操作方便,启停速度快,操作弹性大以及扩展性好等方面优势,二者在化工行业氢气分
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气体膜分离和变压吸附是目前相对比较成熟的氢气提纯技术,前者利用其对氢气/氮气体系、氢气/烃类体系较高的分离系数实现对氢气的分离提纯,后者利用对氢气和其他气体吸附能力的绝大差异达到提纯氢气的目的。气体膜分离技术除了高收率的特点外,还有着工艺、操作、维护简单,投资较低,操作负荷弹性大等优点,变压吸附技术同样有产品气纯度高,装置操作方便,启停速度快,操作弹性大以及扩展性好等方面优势,二者在化工行业氢气分离提纯中有着广泛的应用。随着全球原油品质的下降和环保等方面要求的提升,炼油、化工等行业对氢气的需求量日趋增大,因此氢气资源就变得非常珍贵。除了在增加制氢装置和提高氢气使用效率等方面做出努力,提高对现有氢气资源的分离提纯效率也可以大大缓解氢气资源紧缺的状况。文章以变压吸附和气体膜分离实验研究为基础,从多个角度详细地研究了两种分离技术的特点和规律,同时通过实验得到了丰富的基础工艺参数,除此之外还包括再生工艺、均压次数以及解吸气压力等因素对变压吸附技术的影响规律;原料气压力、操作温度以及渗透端抽真空等因素对气体膜分离技术产品氢气收率和纯度的影响程度等,并以此为出发点,提出了二者耦合技术在重整气提氢方面应用的设想。文章以炼厂连续重整副产气提氢为例,详细分析了PSA&MEM工艺的设计依据和工艺优势,并对工艺进行了参数优化,通过优化得到了最佳的工艺条件。同时与其他可行提氢技术的经济性对比显示,该工艺在连续重整副产气提氢中很好的应用前景。文章同时以催化重整干气提氢的应用为例,提出并采用了MEM&PSA工艺,详细说明了工艺设计原理,通过参数优化,找到了此工艺的最佳工艺条件,通过技术经济性分析验证了此工艺在催化重整干气提氢中的先进性。结果表明将气体膜分离和变压吸附耦合技术用于炼厂重整气提氢具有明显的技术经济优势和应用前景。
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