在炼油加氢裂化、加氢精制等装置中,低压分离器排出的低分气富含氢气,压力通常在2.0~4.0MPaG之间。以往,这部分高压氢气往往被并入燃料气管网当作燃料烧掉。
对于运行多年的老厂而言,氢气需求不断增长,外购氢成本持续攀升,而内部宝贵的氢资源却在"烧掉"。在现有装置基础上进行针对性改造,把低分气中的氢"捞"回来,往往比新建制氢装置更经济、更快捷。
一、老厂的痛点
低分气主要来自加氢裂化和加氢改质等高压加氢装置,由低压分离器分出的气体。其主要成分是未反应的氢气(含量通常在50%~85%),以及少量的甲烷、乙烷、H₂S等。
这部分气体自带较高压力,是一种兼具物质价值与能量价值的优良原料。然而,老厂的原有设计往往将其直接并入燃料气管网,氢气的"高品位"价值被"低品位"利用。
更棘手的是,随着加氢装置负荷提升和氢气纯度要求提高,外购氢量不断增加,成本压力越来越大。老厂的原有氢气系统管网压力等级不一,部分低压用户直接使用高压氢气减压供气,能量浪费明显。
二、改造思路
低分气提氢改造的关键,是在现有分离系统之后,增设变压吸附(PSA)提氢单元。
具体而言:
1.来自加氢装置的低分气,首先经过低温分离器脱除携带的烃类液体和水分,确保进入PSA系统的气体洁净、干燥;
2.利用低分气自身具备的较高压力(0.2~6.0MPaG均在PSA适用范围内),直接将其送入PSA氢提纯单元,无需经过大的压缩升压;
3.在PSA单元中,特制吸附剂将氢气与CH₄、C₂H₆、H₂S等杂质高效分离,氢气产品纯度可达99.99%;
4.提纯后的高纯氢直接返回加氢装置循环使用,解吸气则凭借余压送往燃料气管网。
整个改造充分利用现有基础设施——低分气收集管线、循环水系统、变配电设施等均可利旧,只需在装置区闲置区域布置PSA撬装设备,投资比新建同等规模制氢装置低得多。
三、改造优势:省钱从省下压缩电开始
对于老厂而言,这项改造的价值很直接:
●压缩负荷大幅降低:低分气自带的高压使得PSA系统无需额外增压或只需极小的压头补充,可以停掉或减少大功率压缩机的运行,节省的不只是电费,还有设备的维护保养成本;
●氢气利用率提高:将原本当作燃料烧掉的氢气"抢救"回来,直接降低了外购氢需求。在氢气价格高企的当下,投资回收期通常不到两年;
●流程简化,工期短:由于省去了庞大的压缩机组,工艺流程缩短,装置占地小。模块化设计和撬装设备可大幅缩短施工周期,减少停产损失;
●自动化程度高:PLC自动控制系统,操作弹性大(30-110%),能完美适应加氢装置负荷波动,降低人工干预。
四、改造实施:经验比设备更重要
老厂改造不同于新建项目,需要充分考虑现有设施的限制:
老管网承压能力有限,需合理设置压力等级,避免对原有系统造成冲击;
生产不能停,施工与运行需交叉协调,对项目管理要求高;
场地紧张,要求设备布置紧凑、管道走向合理。
在炼厂气体处理领域,熟悉老厂改造复杂性的专业团队,可从现场勘察、方案设计到设备供货、调试投运提供交钥匙服务,帮助老厂在不停产或少停产的前提下完成升级改造。
老装置不是包袱,而是待挖掘的资源。
用技术改造唤醒沉睡的氢气,让老管线焕发新价值——这是炼厂绿色转型的务实之选。
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