葛偉，李鑫，辛欣

（玉門油田煉油化工總廠，甘肅 玉門 735200）

煉油廠氫氣資源優(yōu)化利用研究

葛偉，李鑫，辛欣

（玉門油田煉油化工總廠，甘肅 玉門 735200）

氫氣是清潔能源，在石油煉化生產(chǎn)中，氫氣既是石油煉化產(chǎn)出品，又是石油煉制和石油化工加氫工藝過程的重要原料，這些年，隨著煉化工業(yè)對氫氣的需求量與日俱增，對煉油廠的氫氣資源進行優(yōu)化在生產(chǎn)中就顯得尤為重要。

氫裝置優(yōu)化； 氫氣質(zhì)量相對平衡； 模擬相對數(shù)量優(yōu)化

0 前言

氫氣是清潔能源，在煉化工業(yè)中，氫氣既是石油煉化產(chǎn)出品，又是石油煉制和石油化工加氫工藝過程的重要原料。歷經(jīng)石油發(fā)展的100多年，石油加工技術(shù)在不段的進步，加工中需要的催化劑經(jīng)過多次技術(shù)革新。

1 氫氣資源優(yōu)化利用研究綜述

煉廠中的許多加工中都產(chǎn)生濃度各異的H2。H2的濃度度如表1所示。

表1 尾氣中的典型氫濃度

這里面部分尾氣不需要加工可以直接送入裝置，例如深度加氫處理設備制造的尾氣可排入中度加氫處理設備；但大部分產(chǎn)出的尾氣由于含氫的濃度不高，需要進行再次回收?；厥者^程中，氫氣的濃度和壓力是關鍵方面。氫回收技術(shù)包括膜滲透法、變壓吸附法。各個技術(shù)都是自己的優(yōu)缺點，各技術(shù)方案比較如表2。

2 回收氫氣2種方法分析

表2 氫回收技術(shù)比較

2.1 膜滲透法

膜滲透法盡管回收氫氣的濃度要低與別的方法，基本上夠用了。

缺點是氫氣壓力比進料壓力低很多，生產(chǎn)前必須要對H2再次處理，進料的純度問題也不小。

2.2 深冷分離法

這項技術(shù)的資金成本比較高，所以這項技術(shù)并沒有被大量使用，只是在大規(guī)模生產(chǎn)時才應用。

3 采用優(yōu)化方法

按照環(huán)境保護要求，生產(chǎn)符合要求的低S的清潔燃料是煉油廠生產(chǎn)原油的目標之一，而氫氣平衡對整個工廠有著重大作用，所以必須對氫氣進行技術(shù)優(yōu)化。

氫氣資源優(yōu)化的主要方法：

（1）模型優(yōu)化法

模型優(yōu)化法通過對產(chǎn)氫、耗氫裝置進行分析，建立產(chǎn)氫、耗氫裝置的氫氣關聯(lián)模型，找出氫氣消耗量的重要原因，對這些原因使用最優(yōu)方法來減少氫氣的消耗量。

（2）網(wǎng)絡優(yōu)化法

繪出較詳盡的氫氣網(wǎng)絡圖，采用數(shù)學優(yōu)化方法，算出氫氣的最小消耗量及從如何對氫氣網(wǎng)絡進行技術(shù)改進，從而通過減少整個氫氣耗量降低煉廠操作成本或制氫廠能力。詳細的氫氣網(wǎng)絡模型用以對網(wǎng)絡進行調(diào)整使氫耗降至目標水平。這些細微的調(diào)整的資金成本比較低。

（3）改善提純裝置性能

修正提高純度裝置的進料速度、進料物質(zhì)構(gòu)成。對減少氫消耗量來說，這個方法成本較低。由于實際工作中對提純的設備來說，壓力有不小的應先個，選擇對進料和尾氣的壓力進行技術(shù)優(yōu)化，就需要考慮成本和投資間的關系。改造后的制氫流程示意圖如圖1。

4 總結(jié)

考慮提高H2的產(chǎn)量，提供回收H2質(zhì)量，減少生產(chǎn)H2的價格成本，氫氣回收成本曲線如下：應使用網(wǎng)絡優(yōu)化法方法和模擬優(yōu)化技術(shù)對制氫、用氫和回收三環(huán)節(jié)的氫氣網(wǎng)絡進行合理的優(yōu)化配置，優(yōu)化不同濃度H2利用，提高H2的使用率，減少H2壓縮機成本等技術(shù)層面進行分析，如圖2所示。

圖1 制氫流程示意圖

圖2 氫氣回收成本曲線

［1］ 梁鐵偉 . 國外煉廠氫氣的回收與優(yōu)化利用［J］. 國外油田工程，2002（02）.

［2］ 孫恒慧. 煉油廠氫氣網(wǎng)絡的窄點分析［J］. 煉油設計，2001，（10）.

［3］ 沈靜珠，等.“加氫裂化反應動力學模型的建立及參數(shù)擬合方法研究”.

［4］ 沈靜珠，等. “產(chǎn)品集總加氫裂化動力學模型的研究”石油煉制與化工，1995.9.

［5］ 陳蘇.在煉油廠中尋找新的氫源和制氫原料.石油煉制與化工，2001，9（32），57～60.

Optimal utilization of hydrogen resources in refi neries

TE624

1009-797X （2015） 20-0135-02

A DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.20.043

葛偉（1992-），男，助理工程師，大學本科，研究方向為煉廠干氣制氫工藝的研究。

2015-09-07