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气体分离膜降本减排优势凸显

发布于:2018/5/29 19:46:30

关键词:CO2,PS,烯烃,中石油,石油
简    介:“H2分离是气体膜分离技术应用最成熟的市场,氢气分离膜+变压吸附组合工艺是H2分离最适宜的模式。随着节能降耗、VOCs脱除跟CO2减排等角度的要求继续提高,还会有越来越多种类的气体分离膜产品跟工艺应用...

“H2分离是气体膜分离技术应用最成熟的市场,氢气分离膜+变压吸附组合工艺是H2分离最适宜的模式。随着节能降耗、VOCs脱除跟CO2减排等角度的要求继续提高,还会有越来越多种类的气体分离膜产品跟工艺应用在石化行业中。”我国膜工业协会石油跟化工膜技术应用专业委员会秘书长党延斋日前向记者说明了气体分离膜技术的发展情况。

“在气体膜分离技术中,氢气分离膜技术占有非常大份额,也是开发应用最早、技术最成熟的气体膜分离技术。”党延斋说明说,氢气分离膜的优点跟缺点都很显著,一句话概括就是“提浓不提纯”。具体来说,因为氢气分离膜是利用不一样气体分子在膜中的渗透速率不一样来完成分离跟回收,因此H2收率较高,在91%左右,但产品纯度低,收率也不稳定,受进料组分变化影响也相比大。

“在实际应用经历中,一般运用氢气分离膜+变压吸附(PSA)组合工艺,先用氢气分离膜将炼厂中降压的干气从20%~30%提浓到60%~70%后,再运用变压吸附技术进行提纯。对炼油经历产生的多股富氢气体采纳组合技术,不只能够达到保持分离气体的目标,还能够非常大程提升气体分离的经济性,降低工艺H2制取成本,同时减少CO2排放。”党延斋说。

他向记者说明了中石油大连石化分公司对富氢资源进行回收利用取得可观经济效益的例子。“大连石化的富氢资源较多,包括年产220万吨重整PSA解吸气、年产80万吨柴油加氢脱硫气、年产420万吨轻烃回收干气等装置都产生富氢气体。大连石化实施了富氢回收改造项目,采纳氢气分离膜+PSA组合工艺将这些富氢气体中的H2回收后作为工艺用氢运用。改造项目全部投资1亿元,成本回收期仅为半年。”党延斋说。

这个项目改造实施后,不只原有的10万Nm3/h 制氢装置停工备用,还完成了烟气减排17万Nm3/h。同时,回收H2还使燃料气氢浓度降低,燃料加热炉运行更稳定;富氢回收单元投产也使氢量的变化快速反应至氢网,使氢网压力控制更为安稳。

“中国炼油能力在3亿吨/年左右,从脱硫工艺到生产柴油、汽油、润滑油等产品都离不开加氢。初步计算,中国炼油行业一年大约需要150亿~200亿m3H2,要是全部通过煤制氢装置来制取,大概会排放上千万吨的CO2,将对中国的碳减排带来非常大压力。所以炼化企业应当充足利用富氢资源,并根据自身条件,选择适应的氢气分离膜+PSA组合工艺进行论证、改造。”党延斋说。

此外,党延斋还表态,空分制氮的能耗也非常大,要是先用气体分离膜将N2提浓到95%~97%后再进行空分制氮,能够降低空分能耗。同样,这种思路也能够用在富氧气体制备上。

除了氢气分离膜,当下有机蒸气膜在石化行业的VOCs脱除跟有机单体回收工艺中也有一些应用。

党延斋表态,目前有机蒸气膜应用在VOCs脱除中主要面临着两大问题:一是因为水凝气引起的脱除效果下跌的问题;二是短时间气体流量超过设计负荷所带来的脱除效果下跌的问题。“推进有机蒸气膜在VOCs脱除领域的应用,必须解决这两个问题。”党延斋说。

他还指出,除了氢气分离膜跟有机蒸气膜,随着节能降耗、VOCs脱除跟CO2减排等角度的要求继续提高,别的种类的气体分离膜在石化行业也有非常好的发展空间。如H2S/CH4分离膜、更高性能的O2/N2分离膜、使用于碳捕集的CO2/N2分离膜、合成气提纯及IGCC电厂中运用的CO2/H2分离膜,以及更优异的烯烃/烷烃分离膜,这些也都是气体分离膜技术潜在的发展方向。