在炼厂生产中,干气长期被视为低价值燃料使用或直接排放。但随着氢气需求上升、炼厂内氢平衡趋紧,以及节能减排压力加大,这些尾气正越来越多地被用来制取高纯氢,成为“低成本制氢”的关键路径。本文从工艺逻辑出发,系统拆解这一成熟且高效的技术路线。
一、为什么选择焦化干气与催化干气?
炼厂干气来源多样,包括催化裂化干气、焦化干气、重整气、热裂解气、加氢裂化尾气等。其中焦化干气和催化干气应用较广,原因主要有两点:
1?成分适合制氢
二者富含甲烷、乙烷等低碳烃类,经加氢、变换等反应可高效产氢.杂质相对简单,预处理难度低。
2;经济性强
作为炼厂副产物,不需要额外采购原料,同时减少干气燃烧处理,降低能耗和排放,实现资源化利用。
因此,它们在工业制氢中具备明显的成本与技术优势。
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二、流程拆解:从尾气到高纯氢
干气制氢可总结为两大阶段.预处理除杂”与“PSA提纯”:
(1)预处理:为制氢做好准备
以加氢裂化干气为例,预处理一般包括:
●脱硫:去除硫化物,保护催化剂.
●压缩与加热:升压升温,提供反应条件;
●加氢饱和:将不饱和烃转为饱和烃;
●再次脱硫:进一步降低硫含量;
●中/低温变换脱碳:使CO与水反应生成CO₂和氢气并除去CO₂;
●甲烷化:将残余CO、CO₂转化为甲烷,提高氢浓度。
经过此阶段,可得到高浓度氢气粗品,为提纯打基础。
(2)PSA/VPSA提纯:获得99.99%高纯氢的关键
粗品氢若要达到99.99%以上纯度,需要变压吸附(PSA)或真空变压吸附(VPSA)
其机理:
●加压时吸附剂优先吸附杂质,氢气透过)
●减压再生释放杂质;
●多塔循环保证连续、稳定产氢。
PSA技术已在国内外大规模应用,是高纯氢生产的成熟方案。
三、技术优势:为何成为炼厂常见制氢手段?
干气制氢的竞争力主要体现在以下方面:
1;工艺成熟可靠
脱硫、变换、脱碳、PSA等单元都已有充分工业化经验,运行稳定。
2?氢气回收率高
可利用干气中的可转化烃,实现“尾气变氢源”.
3.灵活性强
可根据干气产量和装置氢需求灵活调节负荷。
4.自动化程度高
可精确控制温度、压力、流量等参数,降低操作强度并保障产品质量。相比天然气制氢等方式,干气制氢原料几乎“零成本”.经济性更突出。
四、适用范围:哪些尾气能用?
干气制氢适用于多个来源,包括:
催化裂化干气,焦化干气,热裂解气,加氢裂化尾气等
只要富含C1~C3烃类、杂质可控,即具备制氢潜力。
五、价值意义:不只是制氢,更是低碳与增效
干气制氢的意义远不止“获得氢气”.还包括:
●提升经济效益:尾气变高附加值氢气,增加利润点,
●提升资源利用率:增强炼厂内部氢自给能力?
●减少排放:降低干气燃烧造成的能源损失与碳排放,
●助力能源转型:为氢能产业提供低成本氢源,是炼厂绿色升级的重要路径。
干气制氢是一条工艺成熟、成本优势明显的制氢路线。从预处理到PSA精制,每一步都经过充分产业化验证。随着炼厂节能降碳和氢能产业发展需求增加,这项技术的重要性将持续提升。
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